Дипломная работа на тему: Литературный обзор. Методы разделения азеотропных смесей. Разделение азеотропных смесей в комплексе

Введение

Ректификацией называется процесс переноса компонента (компонентов) между кипящей жидкой и насыщенной конденсирующейся паровой фазами при многоступенчатом противотоке этих фаз[1]. При чередовании по схеме противотока операций частичной конденсации паровой и испарения жидкой смесей можно получить выходы высококипящего компонента (ВКК) и низкокипящего компонента (НКК), примерно соответствующие их содержанию в исходной смеси.

В процессе ректификации подводимая извне теплота затрачивается только в кипятильниках - в низу колонны и боковых секциях для частичного испарения жидкой смеси с получением начального потока пара в обогревающем устройстве в нижней части ректификационного аппарата (чаще всего - колонны). Теплота конденсации паров также отводится только в конденсирующих устройствах - в верхней части ректификационного аппарата.

Процессы ректификации являются одними из самых энергоемких процессов химической технологии, и их эффективность часто определяет экономику производства в целом. В ряде случаев на разделение методом ректификации смесей органических продуктов затрачивается до 70% всей энергии, необходимой для их производства. Такие особенности производственных процессов как непрерывность и многотоннажность приводят к тому, что даже относительно невысокие снижение энергозатрат, повышение качества товарных фракций обеспечивают значительный экономический эффект для технологии в целом.

Поэтому синтез оптимальных технологических схем ректификационного разделения является одной из важных проблем в химической технологии. Сложность выбора оптимального технологического решения связана, с одной стороны, с высокой вариантностью схем разделения, а с другой, зависимостью структуры оптимальной схемы от исходного состава питания.

В отрасли основного органического и нефтехимического синтеза довольно редко встречаются многокомпонентные зеотропные смеси, состоящие из химически и термически стойких компонентов. Чаще всего разделению подвергаются азеотропные, расслаивающиеся смеси, смеси, содержащие химически активные и термически нестойкие вещества. Эти свойства компонентов и смесей формируют определённые ограничения на процессы разделения. В случае азеотропных смесей в связи с термодинамико-топологическими ограничениями получение чистых продуктов обычной ректификацией невозможно. Для разделения таких смесей существует несколько методов, одним из которых является экстрактивная ректификация с использованием разделяющего агента.

Этилцеллозольв и толуол входят в состав смеси растворителей, применяемых в производстве кино- и фотоплёнки. Для их регенерации в [2] было предложено использовать экстрактивную ректификацию (ЭР) с легкокипящим разделяющим агентом-метилэтилкетоном (МЭК). Этот процесс осуществляется в комплексе, состоящем из двух колонн, - колонны экстрактивной ректификации и колонны регенерации экстрактивного агента.

В данной работе для разделения смеси этилцеллозольв-толуол предлагается использовать схемы не только из простых двухсекционных колонн, но и комплексы с частично связанными тепловыми и материальными потоками. В ряде случаев применение сложных колонн позволяет снизить энергозатраты на разделение из-за приближения к термодинамической обратимости за счет структурных особенностей схем разделения.

Оглавление

- Введение

- Литературный обзор

- Методы разделения азеотропных смесей

- Разделение азеотропных смесей в комплексе колонн, работающих под разными давлением

- Азеотропная и гетероазеотропная ректификация

- Экстрактивная ректификация

- Применение комплексов со связанными тепловыми и материальными потоками для разделения зеотропных и азеотропных смесей

- Методы синтеза технологических схем разделения

- Некоторые свойства, токсическое действие, получение и применение компонентов

- Постановка задачи исследования

- 5.список использованной литературы

Список литературы

1. Айнштейн В.Г., Захаров М.К., Носов Г. А. и др. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии, в 2 книгах, книга 2. Под ред. проф. Айнштейна В.Г. М.: Химия, 2000. 1760 с.

2. Диссертация

3. Тимофеев В.С., Серафимов Л.А. Принципы и технологии основного органического и нефтехимического синтеза.М. : "Высшая школа" 2003. -536 с.

4. Коган В.Б. Азеотропная и экстрактивная ректификация. - Л.: Химия, 1971, 432 с.

5. Патент 2213721 Способ разделения С4-углеводородных фракций. Россия, МПК С07С7/08. ОАО "Нижнекамскнефтехим", Борейко Н.П., Яфизова В.П., Репин В.В., Романов В.Г., Гаврилов Г.С. N2002109490/04: Заявл. 11.04.2002: Опубл. 10.10.2003.

6. Гайле А.А.

7. Патент 976630 Способ очистки изопрена / Чуркин В.Н., Горшков В.А., Елифантьева Н.В., Бутин В.И., №2986343/04; Заявл. 20.06.1980; опубл.27.07.2000

8. Балашов А.Л., Чубаров С.М., Авдошин Г.А. Способ выделения и очистки 1,3-диоксолана. Нижегородский технический университет-1997, № 1.

9. А.с. №686266, Горшков В.А., Кузнецов С.Г., Павлов С.Ю., Беляев В.А., Серова Н.В., Васильев Г.И., Шестовский Г.П., Малов Е.А. Способ разделения смесей близкокипящих углеводородов, БИ № 26, 1996.

10. А.с. № 726821, Горшков В.А., Кузнецов С.Г., Павлов С.Ю., Беляев В.А., Серова Н.В., Васильев Г.И., Шестовский Г.П., Малов Е.А. Способ разделения углеводородов С4-С5, БИ № 26, 1996.

11. Процесс извлечения пентафторэтана, № 6-19 3066 ( Япония), НПК 203/57, 1999.

12. Патент № 2157360, Трофимов В.Н., Пантук Б.И., Деревцов В.И. Способ очистки бензола от непредельных углеводородов, № 99118148, 2000.

13. Петлюк Ф.Б., Серафимов Л.А. Многокомпонентная ректификация. Теория и расчет: М., Химия, 1983. Серия "Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии". 304 с.

14. Петлюк Ф.Б., Платонов В.М., Аветьян В.С. Оптимальные схемы ректификации многокомпонентных смесей, ХП, №11,1966, с.65-68.

15. Деменков В.Н. Схемы фракционирования смесей в сложных колоннах. // Химия и технология топлив и масел. - 1997, №2, с.6-8.

16. Комиссаров Ю.А., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Научные основы процессов ректификации: В 2 т. Т. 2. Учебное пособие для вузов / Под ред. Л.А. Серафимова. -М.: Химия, 2004.-416 с.

17. Тимошенко А.В., Паткина О.Д., Серафимов Л.А. Синтез оптимальных схем ректификации, состоящих из колонн с различным числом секций. // ТОХТ. - 2001, т.35, №5, с.485-491.

18. Тимошенко А.В., Серафимов Л.А. Стратегия синтеза множества схем необратимой ректификации зеотропных смесей. // Теор. основы хим. технологии - 2001, т.35, №6, с.603-609

19. Буев Д.Л. Разработка энергосберегающих схем ректификации, содержащих сложные колонны.- Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата техн. наук. М.:, МИТХТ, 2002, 24с.

20. Тимошенко А.В., Анохина Е.А., Буев Д.Л. Применение графов траекторий ректификации для синтеза энергосберегающих технологий разделения // Теор. основы хим. технологии, 2004, т38, №2, с.1-5

21. Тимошенко А.В., Серафимов Л.А. Синтез оптимальных схем ректификации с использованием колонн с различным числом секций // Теор. основы хим. технологии, 2001, т.35, №5, сс. 485-491

22. Химическая энциклопедия в пяти томах, 3, 4. М: Научное изд. "Большая Российская энциклопедия", 1992.