滲透蒸發(fā)傳質(zhì)研究及其與酯化反應(yīng)集成過(guò)程的模擬計(jì)算

《滲透蒸發(fā)傳質(zhì)研究及其與酯化反應(yīng)集成過(guò)程的模擬計(jì)算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、廣西大學(xué)碩士學(xué)位論文滲透蒸發(fā)傳質(zhì)研究及其與酯化反應(yīng)集成過(guò)程的模擬計(jì)算姓名：鄒昀申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：化學(xué)工藝指導(dǎo)教師：童張法20060501滲透蒸發(fā)傳質(zhì)研究及je與酯化反應(yīng)集成過(guò)程的模擬計(jì)算滲透蒸發(fā)傳質(zhì)研究及其與酯化反應(yīng)集成過(guò)程的模擬計(jì)算摘要滲透蒸發(fā)是唯一具有相變化的膜分離過(guò)程，被廣泛應(yīng)用于液體混合物的分離，特別適合于從有機(jī)溶液中脫水或從水溶液中脫出揮發(fā)性有機(jī)物。與傳統(tǒng)分離技術(shù)如精餾相比，滲透蒸發(fā)具有節(jié)能、可在常溫下操作和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。此外滲透蒸發(fā)還特別適用于痕量、微量物質(zhì)的移除以及近、共沸物的分離。目前膜

2、技術(shù)與化學(xué)反應(yīng)過(guò)程結(jié)合技術(shù)引起了關(guān)注，滲透蒸發(fā)與反應(yīng)結(jié)合，尤其是與酯化反應(yīng)結(jié)合的技術(shù)潛力倍受重視。通過(guò)滲透蒸發(fā)移除反應(yīng)混合物中的產(chǎn)物，可以使反應(yīng)轉(zhuǎn)化率突破熱力學(xué)平衡以及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)限制。本研究首先探討了聚乙烯醇(PvA)膜用于從正丁醇／水、醋酸／水、醋酸丁酯／水二元系統(tǒng)中分離水的情況，對(duì)原料濃度和溫度工藝參數(shù)對(duì)于滲透通量、分離因子和滲透分離指數(shù)(PSI)等分離性能的影響進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：PvA膜對(duì)水的優(yōu)先滲透超過(guò)有機(jī)物，膜對(duì)四種組分的選擇性滲透順序?yàn)椋核?醋酸>正丁醇>醋酸丁酯，而且這種膜對(duì)水具有特殊的選擇性

3、。二元混合物溫度與滲透通量符合A盯henius關(guān)系，由此可計(jì)算出二元混合物通過(guò)PVA膜的滲透活化能。進(jìn)一步研究了醋酸丁酯、正丁醇、醋酸和水四元混合物體系中用PVA膜滲透蒸發(fā)脫除水的過(guò)程，該四元體系與生產(chǎn)醋酸丁酯的酯化反應(yīng)有關(guān)系。類(lèi)似于二元體系，根據(jù)AH．henius關(guān)系計(jì)算得到四元體系通過(guò)PvA膜的滲透活化能?；谇懊娴难芯?，本文模擬計(jì)算了滲透蒸發(fā)脫水過(guò)程與醋酸與正丁醇生成醋酸丁酯的酯化反應(yīng)集成過(guò)程，考察PvA親水膜除水過(guò)程與酯化反應(yīng)在間歇反應(yīng)器中的耦合過(guò)程。建立滲透蒸發(fā)與酯化反應(yīng)耦合動(dòng)力學(xué)模型，采用uNIFA

4、c基團(tuán)貢獻(xiàn)法計(jì)算活度系數(shù)進(jìn)行校正。根據(jù)滲透通量與溫度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸出水滲透通量與操作溫度的關(guān)聯(lián)式；根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分別得到反應(yīng)平衡常數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)聯(lián)式。采用Matlab滲透燕發(fā)傳質(zhì)研究及萁與酯化反應(yīng)集成過(guò)程的模擬計(jì)算軟件求解集成過(guò)程動(dòng)力學(xué)微分方程組，并用實(shí)驗(yàn)值對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，著重考察了溫度、反應(yīng)物初始摩爾比、膜面積與反應(yīng)液體積比、和催化劑濃度對(duì)集成過(guò)程的影響，從而為工業(yè)生產(chǎn)提供參考。關(guān)鍵詞：滲透蒸發(fā)溶解擴(kuò)散自由體積滲透活化能滲透蒸發(fā)分離指數(shù)￡里垡羔!型蘭羔塑翌王一．望墮鎏絲堡墮型壅絲

5、!!蘭塑些墾些堡盛塾望墮堡絲鹽簦STUDYoFPERVAPORATIONSEPARATIONTRANSPORTANDSIMULATIoNCALCULATIoNoFPERVAPORATIoN—ESTERIFICATIoNCoUPLINGPROCESSABSTRACTPervaporatlonlsunlqueamongmembraneseparations，involvingachangeofphasetoachieVeseparation，whjchtobeusedintheseparationof“quidm1

6、Xtures，especlallytoremoVewaterf而mo唱anicsolutionorvolatileor2aniccompoundstromaqueoussoIutlons．Ithastosaveene唱yandoperateconVenJentJycon】paringwithtraditionalsepaI-ationtechnique，fbrexample，distillation；如rthermorepervaporationisappliedappropriatelytoremovetra

7、cecompoundsaswellasazeotmpicmixtures．Theuseofmembraneinchemicalreactlonprocess1sattractlngmuchattentjon．Thepotentialapplicationsofpen，aporatlonmreactlonarebemgrecognized，especiallyinesterification．SinceseparatlonmembranespermltseIectiVepermeationofacomponent

8、舶mamlXture，membranecanhelpenhancetheconversionofthermodvnamicallvorkineticallylimitedreactionsthroughcontrolledremovalofoneormorereactalltorpmductspeciesf．romthereactionmixtures．Inthisstudy，PVAm