Технология очистки и разделения смесей натуральных жирных кислот C10-C20

• Автор: Плесовских, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.17.04, 05.17.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 245 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ ЖИДКОСТЬ-ПАР

МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ СМЕСЕЙ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ

КИСЛОТ
1.1. Современное состояние теории и расчетов парожидкостного равновесия в многокомпонентных
системах

1.1.1. Основные термодинамические соотношения равновесия пар-жидкость

1.1.2. Давление пара чистых веществ

1.1.3. Температура кипения многокомпонентных смесей
1.1.4. Коэффициент активности
1.2. Парожидкостное равновесие многокомпонентных
смесей высших жирных кислот алифатического ряда
1.2.1. Модель парожидкостного равновесия
1.2.2. Упругость паров высших жирных кислот
1.2.3. Расчет температуры кипения многокомпонентных
“смесей высших жирных кислот
1.2.4. Методика расчета коэффициентов активности
кислот многокомпонентной смеси
1.3. Результаты расчета фазового равновесия жидкость-пар и обсуждение.

Глава 2. ДИСТИЛЛЯЦИЯ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ С
ВОДЯНЫМ ПАРОМ В УСЛОВИЯХ ВАКУУМА
2.1. Современное состояние теории и практики
* дистилляции с водяным паром.
2.1.1. Промышленные схемы дистилляторов жирных

кислот
2.1.2. Гидродинамическая структура двухфазного
течения газожидкостных потоков
2.1.3. Массообмен в барботажных аппаратах и в трубах с восходящим кольцевым движением газожидкостного потока
2.1.4. Теплообмен в аппаратах с восходящим газожидкостным потоком
2.2. Модель равновесных составов и материальных потоков смесей высших жирных кислот при
дистилляции с водяным паром
2.2.1. Роль водяного пара при дистилляции жирных
кислот в условиях вакуума
2.3. Гидродинамика, массо- и теплоперенос в процессах дистилляции с водяным паром высших жирных
кислот в трубчатых испарителях
« 2.3.1. Гидравлическая модель трубчатого испарителя
2.3.2. Модель массопереноса
2.3.3. Совмещенная конвекция тепло-массопереноса
2.4. Результаты расчета дистилляции и обсуждение
Глава 3 РЕКТИФИКАЦИЯ МНОГОКОМПОНЕНТЫХ СМЕСЕЙ
ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
3.1. Состояние теории и методов расчета
многокомпонентной ректификации
3.1.1. Общая характеристика многокомпонентной
ректификации
* 3.1.2. Фазовое равновесие многокомпонентных смесей
3.1.3. Схемы разделения многокомпонентных смесей

3.1.4. Режимы ректификации
3.1.5. Определение числа теоретических тарелок и
уровня ввода питания
3.1.6. Число степеней свободы проектирования ректификационной колонны
3.1.7. Математическое описание простой тарельчатой
колонны ректификации
3.2. Ректификация многокомпонентных смесей жирных кислот в комплексах с термически связанными
потоками
3.2.1. Математическая модель ректификации в комплексах с термически связанными потоками
3.2.2. Алгоритм расчета минимальных потоков жидкости и пара в колоннах комплекса ректификации
3.2.3. Относительная летучесть высших жирных кислот
3.3. Результаты расчета ректификации жирных кислот и обсуждение
Глава 4 АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЕРЕГОНКИ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
4.1. Фазовое равновесие жидкость-пар
4.1.1. Расчет параметров уравнения упругости паров
4.1.2. Расчет температуры кипения смеси кислот
4.1.3. Расчет коэффициентов активности J ^
4.1.4. База данных парожидкостного равновесия жирных кислот

На практике параметры <€*>, <г*>, с, q неизвестны и решение уравнения состояния (1.41) относительно Р крайне сложно. Одним из возможных вариантов отыскания указанных параметров является определение их по экспериментальным данным известных термодинамических свойств (как решение обратной задачи). В частности, для отыскания <е*>, <г*>, с, q гомологического ряда н-алканов С„Я^я+^ Пригожиным предложено использовать два независимых набора термодинамических свойств: мольный объём жидкости - конфигурационная энтальпия жидкости и мольный объём жидкости - сжимаемость г-мера. Используя первый из наборов, Пригожин показал, что <е*>, <г*>, с, q можно определить как функции от температуры Т в точке кипения и параметра (с/r), величина которого в пределе составляет
lim (с/г) « 1 ; lim (с/r) х 0,6 <
Г-> I /-->
Применение указанного приёма с использованием обоих наборов термодинамических свойств для отыскания T,V и V(T) сложных углеводородов парафинового, нафтенового и ароматического рядов [52] подтвердило адекватность уравнений (1.42) - (1.44) для 35 соединений углеводородов различной структуры с числом атомов углерода п=1-20.
Заменяя точечные центры г на число п атомов углерода в молекуле, было найдено регрессионное уравнение с/п - f(n) для н-алканов в точке кипения при давлении Р = 760 мм.рт.ст. [52]
с/п = 0,167 + 1,022/п - 0,189/п2 ( 1.45)
Поскольку значения <£*>, <г*> зависят от температуры в точке кипения, то необходима корректировка параметров (с/п) и Р* при Р < 760 мм.рт.ст. Для (с/п) эта корректировка сводится к пересчёту действительного числа п атомов углерода в молекуле к некоторому эффективному числу п3фф, эквивалентному н-парафинам, и для углеводородов от Св до С20 находится по уравнениям [7]
3,03191 -1п(1078-Тш)/ 2,
(1.46)

Тш = 10,000 + 1,38855 Т,0-0,0002051 Т]0 (1.47)