塔板差分方程及其在精馏综合中的应用

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1、Y8L13989分类号!毫缎’学校代码学号蔫禽辑馘太营硕士研究生学位论文论文题目：塔板差分方程姓名指导教师学科专业争世代码研究方同及其在精馏综合中的应用桑妖会思毅化学工程081701化工系统工程青岛科技大学研究生学位论文塔板差分方程及其在精馏综合中的应用摘要随着人们对化工过程优质、高产、低耗及安全生产要求的提高，过程综合在过程设计中起着越来越重要的作用，特别是对于高能耗的精馏过程，过程综合就显得更为重要。关于精馏以及反应精馏过程的研究，前人的工作是卓有成效的，并在精馏和反应精馏过程的设计和模拟方面都取得了很大

2、的成绩。但由于精馏和反应精馏过程的复杂性，在进行精馏塔设计和综合时，往往需要确定精馏曲线、剩余曲线、塔板组成线和夹点曲线，而确定这些曲线都需要经过非常繁琐的计算。本文综合分离工程、反应工程、系统工程等方面的知识，提出了一种简便的塔板差分方程，为过程系统的综合以及实际生产提供理论依据和指导。本文主要研究内容如下：(1)在研究前人关于精馏过程设计和综合方法的基础上，根据质量守恒定律推导出任意精馏塔段的塔板差分方程，并分析了塔板差分方程参数的相互影响关系；(2)通过分析简单精馏塔中的塔板差分方程参数，以及各塔段之间

3、塔板差分方程参数的相互关系，进一步简化塔板差分方程，并给出了简单精馏过程的数学模型；(3)将塔板差分方程应用于简单精馏过程，结果表明，塔板差分方程在确定操作叶、可行区时具有较大的计算优越性，突出的表现在确定夹点曲线和可行域界限。可以看到塔板差分方程的提出，为精馏塔设计和综合提供了一个简单快捷的方法：(4)基于简单精馏塔板差分方程的基础上，推导出了反应精馏塔段的塔板差分方程，分析了方程参数的相互影响关系。并针对反应在整个精馏塔内均能进行的情况，利用自由度分析，讨论了反应精馏塔糟馏段和提馏段的数学模型，并通过例子

4、进行应用。通过实例应用研究可以看到：塔板差分方程的提出为精馏综合提供了一定塔板差分方程及其在精馏综合中的应用的理论基础，并在确定精馏曲线、夹点曲线、操作叶和可行区时表现出很大的简便性和易用性。关键词：塔板差分方程精馏塔操作叶可行区————重曼型垫盔堂堑窒竺堂垡垒塞THESTAGEDIFFERENCEEQUATIONANDITSAPPLICATIoNINTHESYNTHESISoFDISTILLATIoNCOLUMNSABSTRACTDuetotheincreasingdemandinsuperiorproce

5、ssquality，I'dghproduction，lowconsumptionandproductionsafetyinchemicalengineering，theprocesssynthesisplaysamoreandmoreimportantroleintheprocessdesign，especiallyintheprocessofdistillationforhighlyconsumption．Asfortheresearchofthedistillationandreactivedistill

6、ationprocess，predecessorshavegivengreatinvestigationintheaspectsofthedesignandsimulation．Becauseoftheircomplexity，thedistillation-line，re,due，curve，stage-compositionlineandpinch-pointcurveisusuallyneededtoestablish，intheresearchofthedistillationtowerdesigna

7、ndsynthesis，inwhich，however,tediouscalculationisneeded．Inthispaper，knowledgeoftheseparationengineering，reactionengineering，systemengineeringaresynthesized,andthestagedifferenceequation(SDE)isproposed,whichwillprovidethetheoryandguidelinefortheprocesssystems

8、ynthesisandthereal-lifeproduction．Thefollowingsarefocusedoninthisresearch：(1)Basedonthecurrentdistillationdesignandsynthesismethod，andwiththeconservationofmass，thestagedifferenceequationisdeducedandthe