利用活性填料分離共沸物系的基礎(chǔ)-研究

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1、符號(hào)說(shuō)明q組分i的活度系數(shù)，=Z／f,。C蒸氣壓方程常數(shù)CE過(guò)量蒸氣壓常數(shù)，蘭C—cof逸度G吉布斯自由能，J／m01．1岔瑤外在力場(chǎng)作用下的過(guò)量摩爾蒸發(fā)焓K組分i的分配系數(shù)l外在力場(chǎng)的數(shù)目n組分?jǐn)?shù)P蒸氣壓P外在力場(chǎng)存在時(shí)組分i的飽和蒸氣壓，KPa；mmHg圪外在力場(chǎng)不存在時(shí)組分i的飽和蒸氣壓，KPa；mmHgP摩爾極化作用，聊3／tool-1r曲率半徑；孔的半徑，mR氣體常數(shù)，=8．3143，／mol叫K．1S熵r在相口中組分i的摩爾分率希臘字母％：組分1對(duì)組分2的相對(duì)揮發(fā)度占介電常數(shù)，C2‘，-1／m-1‘相對(duì)介電常數(shù)，暑形仍外在力場(chǎng)存在時(shí)組

2、分i的逸度系數(shù)以外在力場(chǎng)存在時(shí)組分i的活度系數(shù)以．。外在力場(chǎng)不存在時(shí)組分i的活度系數(shù)孝與沙對(duì)應(yīng)的廣度參數(shù)K，K。無(wú)因次常數(shù)∥外在力場(chǎng)存在時(shí)在相口中組分i的化學(xué)勢(shì)彪外在力場(chǎng)不存在時(shí)在相口中組分i的化學(xué)勢(shì)萬(wàn)系統(tǒng)中相的數(shù)目符號(hào)說(shuō)明盯表面張力，rtur／m‘2曠外在力場(chǎng)存在時(shí)在相口中i的物理化學(xué)勢(shì)甲表征外在力場(chǎng)的參數(shù)下標(biāo)A共沸時(shí)的性質(zhì)F在外在力場(chǎng)時(shí)的性質(zhì)i組分iL色散作用0外在力場(chǎng)不存在時(shí)的性質(zhì)0其它作用上標(biāo)E外在力場(chǎng)存在時(shí)的過(guò)量熱力學(xué)性質(zhì)l液相．s固相u汽相∞曲率半徑無(wú)窮大時(shí)的性質(zhì)，平面一部分摩爾熱力學(xué)性質(zhì)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師

3、指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得鑫壟盤(pán)堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。??躲弓旨僑?期：卅1∥月多／日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解苤盜盤(pán)堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)鑫鲞盤(pán)堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)

4、。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明)學(xué)位論文作者簽名：溶椿答字日期：1年，月≥1日新簽名坼枇材＼新簽名卅伴韌＼簽字日期：∽7年‘月／日，第一章文獻(xiàn)綜述精餾是過(guò)程工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的分離操作，據(jù)估計(jì)，90％---95％的產(chǎn)品提純和回收由精餾實(shí)現(xiàn)，這除了由于其技術(shù)比較成熟的原因外，最主要的是因其通常只需要提供能量和冷卻劑，就能得到高純度產(chǎn)品，操作簡(jiǎn)單，一般比較經(jīng)濟(jì)?。一般的蒸餾或精餾操作是以液體混合物中各組分的相對(duì)揮發(fā)度差異為依據(jù)的。組分間揮發(fā)度差別愈大愈容易分離。但對(duì)于某些液體混合物，組分間的相對(duì)揮發(fā)度相差很小以至于不宜或不能用一般精餾方法分離

5、，而從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上又不適用于其它方法分離時(shí)，則需要采用特殊精餾方法，另外隨著生物技術(shù)、中藥現(xiàn)代化和環(huán)境化工等領(lǐng)域的不斷發(fā)展和興起，人們對(duì)蒸餾技術(shù)提出了很多新的要求(如低能耗、無(wú)污染等)，由此也促進(jìn)了許多新型精餾技術(shù)的產(chǎn)生。共沸物系的分離一直是化工分離領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，尤其是隨著全球環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)有機(jī)溶劑的排放要求愈來(lái)愈高，已經(jīng)從末端控制逐漸過(guò)渡到源頭控制，爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)“零”排放。自新世紀(jì)2000年至2006年的7年時(shí)間里，在SCI和El收錄的刊物上發(fā)表的關(guān)于“azeotropicdistillation”的論文分別為350和390余篇，平均每年發(fā)

6、表50多篇。在這些論文中主要是研究分離共沸物系的分離工藝和開(kāi)發(fā)新的共沸劑，以及針對(duì)不同新共沸物系采用共沸精餾的概念設(shè)計(jì)等他~53。其中一個(gè)新出現(xiàn)的研究分離共沸物系的方法——毛細(xì)管精餾是一個(gè)很有發(fā)展前景的方向。毛細(xì)管現(xiàn)象在自然界的存在和應(yīng)用由來(lái)已久，如植物吸收水分，人體血液循環(huán)等等。毛細(xì)管精餾技術(shù)最早是由Yeh等哺1于1959年提出的，由AbuAI．Rub和Datta"3改進(jìn)的新型分離工藝——采用多孔毛細(xì)管不銹鋼篩板改變混合物汽液平衡的精餾方法。毛細(xì)管精餾技術(shù)是一種新型的分離共沸物系的技術(shù)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行了開(kāi)發(fā)性的研究，但出于保密的原因

7、，對(duì)該技術(shù)的基礎(chǔ)理論和商業(yè)化應(yīng)用研究的文獻(xiàn)報(bào)道還不多；而國(guó)內(nèi)對(duì)毛細(xì)管精餾技術(shù)的研究目前還未見(jiàn)到文獻(xiàn)報(bào)道。因此，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行毛細(xì)管精餾的科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題研究，可以使我們盡快掌握這種新型的分離技術(shù)。1．1毛細(xì)管精餾理論基礎(chǔ)毛細(xì)管精餾技術(shù)可以在一個(gè)分離塔裝置內(nèi)進(jìn)行，僅依靠塔內(nèi)件的特殊作用就可以改變共沸物系的汽液平衡關(guān)系，使共沸點(diǎn)消失，該分離技術(shù)不需要使用外加第一章文獻(xiàn)綜述的共沸劑，所以也就不需要共沸劑的回收分離塔，不僅節(jié)能而且減少了分離過(guò)程溶劑的損耗和排放，對(duì)環(huán)境是友好的。毛細(xì)管精餾技術(shù)之所以比傳統(tǒng)的填料塔和板式塔精餾技術(shù)具有分離共沸物系的優(yōu)勢(shì)，主要是由于

8、其獨(dú)特的毛細(xì)管結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的共沸物系汽液兩相流動(dòng)和接觸方式及汽液平衡關(guān)系的不同。到目前為止，對(duì)于毛細(xì)管精餾裝置的設(shè)計(jì)和傳質(zhì)規(guī)律公開(kāi)的文獻(xiàn)報(bào)道