利用活性填料分離共沸物系的基礎-研究

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1、符號說明q組分i的活度系數(shù)，=Z／f,。C蒸氣壓方程常數(shù)CE過量蒸氣壓常數(shù)，蘭C—cof逸度G吉布斯自由能，J／m01．1岔瑤外在力場作用下的過量摩爾蒸發(fā)焓K組分i的分配系數(shù)l外在力場的數(shù)目n組分數(shù)P蒸氣壓P外在力場存在時組分i的飽和蒸氣壓，KPa；mmHg圪外在力場不存在時組分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對組分2的相對揮發(fā)度占介電常數(shù)，C2‘，-1／m-1‘相對介電常數(shù)，暑形仍外在力場存在時組

2、分i的逸度系數(shù)以外在力場存在時組分i的活度系數(shù)以．。外在力場不存在時組分i的活度系數(shù)孝與沙對應的廣度參數(shù)K，K。無因次常數(shù)∥外在力場存在時在相口中組分i的化學勢彪外在力場不存在時在相口中組分i的化學勢萬系統(tǒng)中相的數(shù)目符號說明盯表面張力，rtur／m‘2曠外在力場存在時在相口中i的物理化學勢甲表征外在力場的參數(shù)下標A共沸時的性質F在外在力場時的性質i組分iL色散作用0外在力場不存在時的性質0其它作用上標E外在力場存在時的過量熱力學性質l液相．s固相u汽相∞曲率半徑無窮大時的性質，平面一部分摩爾熱力學性質獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師

3、指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得鑫壟盤堂或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。??躲弓旨僑?期：卅1∥月多／日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解苤盜盤堂有關保留、使用學位論文的規(guī)定。特授權鑫鲞盤堂可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學校向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤

4、。(保密的學位論文在解密后適用本授權說明)學位論文作者簽名：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，第一章文獻綜述精餾是過程工業(yè)中應用最廣泛的分離操作，據(jù)估計，90％---95％的產(chǎn)品提純和回收由精餾實現(xiàn)，這除了由于其技術比較成熟的原因外，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，操作簡單，一般比較經(jīng)濟?。一般的蒸餾或精餾操作是以液體混合物中各組分的相對揮發(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。但對于某些液體混合物，組分間的相對揮發(fā)度相差很小以至于不宜或不能用一般精餾方法分離

5、，而從技術上、經(jīng)濟上又不適用于其它方法分離時，則需要采用特殊精餾方法，另外隨著生物技術、中藥現(xiàn)代化和環(huán)境化工等領域的不斷發(fā)展和興起，人們對蒸餾技術提出了很多新的要求(如低能耗、無污染等)，由此也促進了許多新型精餾技術的產(chǎn)生。共沸物系的分離一直是化工分離領域研究的熱點，尤其是隨著全球環(huán)保意識的增強，對有機溶劑的排放要求愈來愈高，已經(jīng)從末端控制逐漸過渡到源頭控制，爭取實現(xiàn)“零”排放。自新世紀2000年至2006年的7年時間里，在SCI和El收錄的刊物上發(fā)表的關于“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發(fā)新的共沸劑，以及針對不同新共沸物系采用共沸精餾的概念設計等他~53。其中一個新出現(xiàn)的研究分離共沸物系的方法——毛細管精餾是一個很有發(fā)展前景的方向。毛細管現(xiàn)象在自然界的存在和應用由來已久，如植物吸收水分，人體血液循環(huán)等等。毛細管精餾技術最早是由Yeh等哺1于1959年提出的，由AbuAI．Rub和Datta"3改進的新型分離工藝——采用多孔毛細管不銹鋼篩板改變混合物汽液平衡的精餾方法。毛細管精餾技術是一種新型的分離共沸物系的技術，美國等發(fā)達國家已經(jīng)開始進行了開發(fā)性的研究，但出于保密的原因

7、，對該技術的基礎理論和商業(yè)化應用研究的文獻報道還不多；而國內(nèi)對毛細管精餾技術的研究目前還未見到文獻報道。因此，在國內(nèi)進行毛細管精餾的科學和技術問題研究，可以使我們盡快掌握這種新型的分離技術。1．1毛細管精餾理論基礎毛細管精餾技術可以在一個分離塔裝置內(nèi)進行，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系，使共沸點消失，該分離技術不需要使用外加第一章文獻綜述的共沸劑，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程溶劑的損耗和排放，對環(huán)境是友好的。毛細管精餾技術之所以比傳統(tǒng)的填料塔和板式塔精餾技術具有分離共沸物系的優(yōu)勢，主要是由于

8、其獨特的毛細管結構導致的共沸物系汽液兩相流動和接觸方式及汽液平衡關系的不同。到目前為止，對于毛細管精餾裝置的設計和傳質規(guī)律公開的文獻報道