Выделение высокочистого этиленгликоля в ректификационных колоннах и факторы, влияющие на его качество

• Автор: Нургалиева, Анжелика Алимовна
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛШГЛИКОЛЯ И МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ ПРОЦЕССОВ ЕГО ВЫДЕЛЕНИЯ

1.1. Основные методы расчета многокомпонентной ректификации

1.2. Технология получения высокочистого этиленгликоля

1.2.1. Методы получения этиленгликоля

1.2.2. Качество товарного этиленгликоля

1.3. Основные способы расчета термодинамических характеристик многокомпонентных газожидкофазных систем

1.3.1. Эмпирические уравнения состояния

1.3.2. Приближенные модели

1.4. Определение термодинамических характеристик многокомпонентных газожидкофазных систем на основе потенциалов межмолекуляркого взаимодействия

1.4.1. Теоретические основы подхода

1.4.2. Интегральные уравнения и частичные функции распределения
1.4.2.1. Связь радиальной функции распределения с термодинамическими характеристиками
1.4.2.2. Потенциалы межмолекулярного взаимодействия
1.4.2.3. Идентификация параметров потенциала межмолекулярного взаимодействия Леннард Джонса для налканов
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ ГЛИКОЛЕЙ В КОЛОННЕ УЗЛА РЕКТИФИКАЦИИ ОАО ПЕТРОКАМ Г. НИЖНЕКАМСК
2.1. Описание технологии получения высокочистого этиленгликоля на
ОАО Петрокам г. Нижнекамск
2.2Методы определения качества товарного этиленгликоля
2.2.1. УФ спектроскопический анализ исследуемых образцов
2.2.2. Метод хроматографического анализа смесей гликолей
2.3. .Идентификация примесей в гликолевых смесях в потоках колонны Э
2.4. Изучение возможных механизмов образования примесей
2.4.1. Исследование влияния термического воздействия на состав флегмы при атмосферном давлении
2.4.2. Исследование влияния термического воздействия на состав примесей этиленгликоля под вакуумом
2.5. Экспериментальные исследования по зависимости показателя пропускания в ультрафиолетовой области от состава примесей этиленгликоля
2.5.1. Фракционная разгонка флегмы колонны Э
2.5.2. Фракционная разгонка питания колонны Э
выводы
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЧИСТОГО ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В. РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЕ ОАО ПЕТРОКАМ Г. НИЖНЕКАМСК
3.1. Колонна 0 установки выделения высокочистого этиленгликоля на ОАО Петрокам г. Нижнекамск
3.2. Математическая модель процесса разделения в колонне 0
3.3. Описание теплофизических свойств многокомпонентных систем на основе теории интегральных уравнений для частичных функций распределения
3.3.1.Определение теплофизических свойств модельных ЛеннардДжонсовых смесей
3.3.2,Описание теплофизических свойств углеводородов
3.3.2.1. Определение свойств налканов
3.3.2.2. Определение свойств компонентов системы в колонне Э
3.4. Общая схема расчета и вычислительный алгоритм процесса
разделения смеси гликолей в ректификационной колонне
3.5. Проверка адекватности математической модели
3.6. Расчет процесса выделения высокочистого этиленгликоля в ректификационной колонне 0
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Количество тарелок определялось путем соответствия расчетных данных потоков, выходящих из колонны боковой отбор, орошение, куб с промышленными данными для колонны П. Точность расчета процесса ректификации с использованием модели теоретической тарелки будет зависеть только от достоверности определения термодинамических свойств многокомпонентных газовых и жидких смесей на линиях насыщения. Все необходимые в расчетах термодинамические свойства определялись на основе теории ИУ для частичных функций распределения, в рамках которой практически все термодинамические свойства можно определить на основе информации о взаимодействии между атомами и молекулами вещества. Данный выбор определяется большими возможностями теории ИУ по сравнению с известными полуэмпирическими методами расчета термодинамических свойств. При применении полуэмпирических моделей необходимо использовать разные модели, которые не имеют общих основ, ограничены по области применения и требуют проверки адекватности для каждой конкретной технологической системы и условий расчета. В полуэмпирических моделях также содержатся параметры, определить которые можно только по экспериментальным данным для бинарных смесей. Для. Кроме того, часто при рассмотрении многокомпонентной смеси многие термодинамические свойства определяются по правилу аддитивности, что может вносить значительную ошибку. В случае описания межмолекулярных взаимодействий сфсрическисимметричными потенциалами функция распределения зависит только от взаимного положения двух молекул в пространстве и называется радиальной функцией распределения РФР. Через РФР можно выразить практически все термодинамические свойства веществ давление, внутреннюю энергию, изотермическую сжимаемость, химический потенциал, изохорную теплоемкость, энтальпию, теплоту парообразования и др. В работе межмолекулярное взаимодействие в смеси описывалось с помощью сферическисимметричного потенциала ЛеннардДжонса ЛД. Исследования проводились для избыточных свойств смесей, т. Точность разработанных методик проверялась для модельных систем, путем сравнения с данными молекулярной динамики и МонтеКарло, и для реальных веществ путем сравнения с физическим экспериментом. ЛД смесей. В данной работе в рамках теории интегральных уравнений для частичных функций распределения предлагается вариант вычисления термодинамических функций в изобарных условиях, которые задаются постоянством некоторого значения давления Р0. Для этого предложен эффективный метод расчета производных РФР по температуре при изобарных условиях, который так же может применяться для расчета изобарных производных РФР по другим термодинамическим переменным, например, по плотности, что может быть полезно для расчета различных термодинамических свойств газов и жидкостей, исследования термодинамической согласованности замыканий уравнения ОЦ и анализа соответствия поведения рассчитываемых хмакросвойств фундаментальным термодинамическим соотношениям типа ГиббсаДюгема. На основе ранее разработанных методик для углеводородов были получены параметры потенциалов ЛД, которые позволяют адекватно описывать парожидкостное равновесие и рассчитать термодинамические свойства для компонентов, присутствующих в системе. Таким образом, на основе ИУ для частичных функций распределения разработаны методы расчета теплофизических свойств многокомпонентных систем, реализованные в виде программного модуля. На основе полученной модели были проведены расчеты колонны О для определения режимов, обеспечивающих состав и количество примесей в этиленгликоле, при котором пропускание по УФ области спектра не ниже Х5 нм. Для улучшения качества получаемого продукта рекомендовано несколько вариантов режимов технологического процесса. Для обеспечения необходимого качества продукции рекомендовано или увеличение сдувки, или увеличение орошения колонны. Кроме того, делается вывод об универсальности разработанной схемы определения термодинамических и равновесных свойств углеводородов и возможности се практического использования. В выводах кратко проанализированы основные результаты работы.