Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСЕЙ МЕТОДОМ РЕКТИФИКАЦИИ
(Аналитический обзор) 7
I.I. Общие положения 7
1.2.Термодинамико-топологический анализ и синтез ПТСР для азеотропных смесей 16
І.2.1.Анализ структуры диаграмм равновесия жидкость-пар 16
1.2.2.Синтез ПТСР азеотропных смесей на основе ТТА 26
1.3.Специальные методы ректификации азеотропных и близко кипящих смесей , 41
1.4.Методы определения статических параметров режима ректификации 57
1.5.Некоторые вопросы стратегии и тактики синтеза ПТСР 65
1.6.Задачи работы 66
ГЛАВА 2, ТЕРМОДИНАМИКО-ТОПОЛОГИЧЕСКЙЙ АНАЛИЗ РАЗДЕЛЯЕМОЙ СМЕСИ И СИНТЕЗ СХЕМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ 67
2.2.Азеотропия в тройных подсистемах и под системах большей размерности 73
2.3.ТТА и синтез альтернативных ПТСР 77
2.4.Синтез ПТСР разделения азеотропных смесей специальными методами 94
2.5.Сопоставление альтернативных ПТСР 109
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ РАВНОВЕСИЯ ЖИДКОСТЬ-ПАР 112
5.1 Оценка качества литературных данных по ПЖР
3.2.Повторные и дополнительные экспериментальные определения ПЖР IIS
3.3.Математическое описание ПЖР 127
3.4.Исследование фазовых портретов 130
ГЛАВА 4. РАСЧЕТНОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УЗЛОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ М
4.1. Методика расчетного исследования 141
4.2. Вычислительные эксперименты по колонне отгонки фракции ЭА-МЭК 143
4.3. Вычислительные эксперименты по колонне отгонки фракции Т-ЭЦ 146
4.4. Расчет узла разделения смеси Т-БА-ЦОН 15.0
4.5. Исследование узла экстрактивной ректификации смеси ЭА-МЭК в присутствии ЭГ 151
4.6. Узел разделения смеси Т-ЭЦ в присутствии МЭК
5. В Ы В О Д Ы 172
6. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1
Введение к работе
Одним из видов продукции основного органического синтеза являются органические растворители. Десятки и сотни тысяч тонн этой продукции производятся ежегодно для нужд самых различных отраслей народного хозяйства» На их производство расходуется большое количество сырья и анергии.
Потребность в растворителях постоянно растёт из-за развития всего народного хозяйства в целом, и балансы производства и потребления растворителей постоянно сводятся с дефицитом.
Рост потребления растворителей может быть существенно ограничен путем организации их улавливания я повторного использования у потребителей.
Однако на этом пути возникают значительные технические сложности. В ряде производств применяются сложные смеси растворителей, причем на разных стадиях производства применяются различные рецептуры В ходе технологического процесса растворители смешиваются друг с другом и с водой, в результате чего их повторное использование невозможно без предварительного разделения смесей. Такое разделение представляет собой достаточно сложную техническую задачу, нетрадиционную для предприятий, использующих растворителя и решаемую непривычными для них техническими средствами.
Ввиду этого и из-за малого абсолютного количества растворителей на единичном производстве в большинстве случаев потребители растворителей идут на их обезвреживание путем сжигания.
Регенерация растворителей для их повторного использования становится серьезной народно-хозяйственной задачей, особенно острой в настоящее время из-за все усиливающегося дефицита сырья и энергии. Решение этой задачи имеет и большое экологическое значение, т.к. сжигание растворителей вносит хотя и небольшой, но зато совершенно бессмысленный и неоправданный вклад в химическое и тепловое загрязнение планеты.
Одним из производств, использующих растворители, является производство магнитных лент Различные слои наносятся на ленту в растворе или в эмульсии в смеси растворителей, причем для каждого слоя имеется своя рецептура. После нанесения каждого слоя лента проходит стадию сушки, где растворители удаляются в виде паро-воздушной смеси. Паро-воздушные смеси от всех агрегатов наступают на очистку от растворителей методом адсорбции. При регенерации адсорбента водяным паром образуется водная смесь растворителей, в которой смешаны все рецептуры процесса Эта смесь не может быть использована без её разделения на составляющие компоненты. Для предстоящего строительства нового крупного производства магнитных лент иа Шост-кинском ПО "Свема" необходимо решить задачу разделения смеси растворителей.
Для технологии основного органического синтеза разделение многокомпонентных неидеальных смесей является часто встречающейся задачей. Имеющийся в этой отрасли технологии теоретический подход к разделению смесей ш большой практический опыт может быть использован для решения задачи регенерации растворителей в производстве магнитных лент.
Целью настоящей работы является разработка технологии разделения водной многокомпонентной смеси органических растворителей для их регенерации и повторного использования в производстве магнитных лент. Найденные решения могут быть использованы в любой отрасли промышленности, где применяются аналогичные растворители.
В работе дан обэор современных подходов к синтезу технологических схем ректификации многокомпонентных азеотропних смесей. Экспериментально получена недостающая информация об азеотропии в смесях. На основе данных о температурах кипения компонентов и азеотропов системы определена структура диаграммы равновесия жидкость-пар и осуществлен синтез двух вариантов принципиальной технологической схемы разделения Для одного из вариантов, выбранного по технологическим соображениям, осуществлена детальная разработка схемы По литературным и экспериментальным данным о равновесии жидкость-пар в бинарных подсистемах разделяемой смеси получено математическое описание наро-жидкостного равновесия HU основе этого описания проведено математическое моделирование работы колонн и определены статические параметры режима Рекомендации по технологической схеме процесса и режиму работы колонн переданы .
