加压条件下规整填料传质特性研究-化学工程专业论文.docx

中文摘要为了了鳃加压条件下规整填料精馏塔的传质性能，准确预测整塔传质效率， 中文摘要 为了了鳃加压条件下规整填料精馏塔的传质性能，准确预测整塔传质效率， 本文通过实验就压力对传质效率的影响进行了研究，并且通过建立相应的模型对 传质效率和有效相界面积进行了预测，另外对加压条件下规整填料的“效率驼峰” 的机理进行了初步讨论。 实验首先在高压精馏热模实验装置上进行，塔径为150mm，测试填料和物系 分别为Mellapak 350Y和正丁烷／异丁烷，压力范围为0．7～1．9MPa。实验结果表明 在实验条件的范围内，随着气相负荷的增加，填料的分离效率呈增加的趋势，而 随着操作压力的增加，平均的分离效率亦呈增加的趋势，并且通过轴向浓度分布 情况评价了填料塔的传质性能。本文得到的数据与FRI的存在着明显的差异，通 过分析认为这个差异主要是由于实验设备因素造成的。根据上述实验数据，建立 了一个预测规整填料效率的简捷方法，并利用文献中的数据对提出的方法进行了 验证，结果表明对于绝大部分的实验数据点，预测的误差均小于20％，因此能够 较好的预测实验结果。 同时采用小直径热模精馏塔进行了压力对传质效率影响的实验，塔径为 19mm，填料为比表面积约为1400m1的丝网规整填料，实验测试物系为甲醇／乙醇 和正丁烷／异丁烷，测试压力范围为0．1～O．7MPa(甲醇／乙醇)和0．7～1．9MPa(正 丁烷／异丁烷)。从实验结果看出，在实验的全部操作压力范围内(0．1～1．9MPa)， 随着气相负荷的增加，填料的分离效率呈增加的趋势，而随着操作压力的增加， 平均的分离效率亦呈增加的趋势。利用F砒的实验数据对Rocha模型进行了修正， 提出了一个规整填料有效相界面积的计算模型。利用本文两次的实验数据和文献 中的数据，对提出的模型进行了验证，并与Gualito模型进行了对比，结果表明本 文提出的模型较Gualito模型能够更好的预测板波纹规整填料的实验结果，但是二 者对于丝网填料，尤其是高比表面积的丝网填料的有效相界面积预测结果均欠佳。 对加压条件下规整填料的等板高度“驼峰”现象的分析表明，对于这一反常 的现象成因，目前还没有统一的认识。本文在分析现有的研究成果的基础上，认 为“驼峰”现象和气液两相的返混有关，而两相的返混取决于操作、物系、填料 以及设备尺寸等诸多因素。由于返混主要来自两相流体的分布不均，因此加压条 件下，气液两相尤其是液相的分布是非常关键的。 关键词： 规整填料加压传质效率有效相界面积等板高度“驼峰”返混 ABSTRACT。To ABSTRACT 。To better understand the mass transfer performance of structured packed distillation eolumm under eleva蜮l pressures is of great importance for mole accurately predicting their mass transfer efficiency．In this thesis，experiments were conducted tD investigate the l：lr既sllre effect On mass transfer efficiency and corresponding models Wele established to predict mass transfer efficiency and the effective interracial alea of structured packings．In addtion,the thoretieal mechanism of“efficiency hump’of structured packings under elevated ple$$uIe$was discussed preliminarily． At first the experiments were conducted On hi曲pressure hot molding distillation equipments in a column of 150mm ID with m operating pressure range ofO．7-1．9MPa． The testing structured packing and system were Mellapak 350Y and C4／i-C4 respectively, Results show that within the range of experimental conditions．晰血the gas load increa