修正Ruiz等模拟计算乙醇和水萃取分离中的错误

两享，水 · 技术开发．一一- _-一 — —⋯～ 莘 离， 寸 修~Ruiz等模拟计算乙醇 和水萃取分离中的错误 『8／r7 砸f千 ， 25,， z 要些 REPAIRING THE MISTAKE OF RU LZ，S MOBELING EXTRACTIVE DISTILLATION FOR ETHANOL AND W ATER IⅡthis article simu Late tne separation resqtlt of ethanol and water with triopposite angle matriax method．repairing the mistake of modeling ealcula~n，what we Iound give SOIIIC hasis to the prgd~ctior and desiga of the ethanol recovery and conceatratEon． 车文采41三对角艇阵法楼{ 了己 和水萃取精馏分离结果-纠正了Ruiz等接拟计算中的错谩，本文 模拟结果为回收靶浓缩乙醇生产漫计提供一定依据。 1 概述 由于帮用蒸馏法和 共沸抵 硝法分离求和乙醇需 ^量能量，因此人们对从稀水溶液中分离乙醇的方 法很惑兴趣。目前已提出许多分离乙醇和水的方法 。 其 中，萃取精馏方法 将是最 有 前 选方法 之一。本 文在对前人的工作进行分析和 ⋯ 的基 础上， 采用三对角矩阵法模拟了乙醇和水萃取精馏分离的 结果，从而纠~ 'Rulz等 模拟计算中的错谋， 为高纯度乙醇生 产提供可行性依据。 2 分析文献错误及理论依据 198T年R,aiz等 以2一乙基一己醇 为 溶 _剂，采 甩 Munson和King ¨所设计的萃取方案进行模拟计 算，萃取精馏流程见图 1，在计算过程中作了如下 假设； (1) 采用壹凯布一惰 尔’ 解 法 求 0和月塔的 组成。 (2) 0和刚善泡点进料，汽、液 两相 恒摩卉： 赢 。 (3) 0椰月塔的塔顶回流化为最小回 流比的 1．j惜。 (4) 呆用图解池求萃取塔(P)塔物科组成。 结果 于嵌 1。从能耗角度考摅，采用图l所示 的分 离流程从水溶陂中回收 (或浓缩)乙醇是 台理的， 但根据物料守恒基本原理襄 1中对Q塔模拟结果存 在明显错误。 图 1 乙醇和水革取分离_旒程 P一苹职塔 0一脱水塔 R一佑l祸回收蒸馏塔 T、s和u沟换热器 加人0塔物耕量 =物料2量+物科 量 =10．71~mol，s 离开0塔物料量 =物料7量+物料1O量 =8．34moi／S 加入0塔忉料量 离开0塔物 料量，故模拟结 果 有错 本文采用三对角矩阵法 使拟0塔萃取精馏 分离结果 化学师*2／l992(总弟26 J啊) 维普资讯 http://www.cqvip.com 袭 1 物料啻}l速反组成 物搴：}(tooI／s) 4．B3 2．45 5．93 5．3 9 1．4I 2．20 9．03 9．35 水mo1 乙醇m日1 89 20 22 29 99．97 0．02 75 2一乙基一已醇Fifo1 25 1 09 1DO 1 4．4 85．6 100 5 模拟程序框圉及计算结果 苹取精 智 塔 的模 型见瞄 1，程 序 框图见文 献 ⋯ ，程序需竹=如下说明； (1) 程序计人逐板压力变化．每层实际压降 近似值取399．97Pa． (2) 汽液平衡模型 采J~W ilson模型，W ii— soa模型申双参数根据蘸发内能¨ 计算。 (s， 原料流量、组庸受塔的加料泣置等条『牛 均 I#Ru{z等艘设相同 模拟结果见 2 从结果看，苹取法分离乙酵 和水可得到高烧度的乙醇。 (上接 6页) 表 2 物料流速及组成 4 结论 本文模拟结果符合物料守恒原理。该结果纠正 了Ruiz等模 拟计算 中的错误， 为回收和 浓 缩乙醇 提供可行性依据． 参 考 盘 棘 1 顾正桂 、胡清源，化学工程蛐，1 990(6 ：26～28 2 F．Ruiz，V．Gomis，R．F．Botella，ZⅡd．Ezlg． Chem．Res-，1987(26)|696~699 8 C．L．M~nson，C。J．King，Ind．Eng．Chem．Prol。 Des．Dev．，1984(23)j 109~115 4 颐正挂等．化学工程，1991(2)：(负数特定) 5 D．Tassioa， AICHE．J．1971(13)t1397 (3) A3钢在缘度C(-i H SO ：1．omol‘ dm s的硫赜溶液中的腐蚀过程不论有否疏脲存在 郁受括化控 。 “) 硫睬在A3钢 表面上的吸附合Freund llch等温 方程式。 (5) Hg +及Sn 是硫脲 的 协 同 缓 抽 剂， Cd一 对硫豚 的援蚀率无影响。 参考文棘 1 祀弧荨抽若，经蚀剂段其吐用， 华叶|工学院山 艇 L(武汉)，1987}126 2 c渡j ．马钦群，元素 9甘 光盛测定，地厨出版 (北京 )1983}272 8 起 毕 沾情等，化上腐蚀上j n=，1989I 1 Ft3 ，16～ 19 4 弘 曼孤 主粕 ，盎 惜佳理 、^厦应用 · (北京 ， 化 一 一 ⋯ 一 一 ⋯ ～ 化 工牲 2／1992(总 如) 学工业出叛吐，1984IZ63 6 r．P．Hoar and R．D．Holliday r． pp，． B 肿 eLondon)】952 3 502 6 D．D．N．sin曲 and M．M．Sizgh et a1． E 0f ro口he rcr． cf口 1981I28 C8)：109 7 同[43，270 8 Pntilova，I．N．．Metallic cof$osio~ inhi‘ hitors．Pergamon Press，Oxford,1960 9 K．G．Sheth，T．L．Rama char． E } cf roch口For． Soc． 0f “dln 10 障献彩．陈瑞华滴．物理化学 (TN) 民教育 出版吐，(北京)l98D 216 ll 同[1] 12 Ii．C． Gatos Currosioa·1959~12(7)‘3z2L 13 【．Singh and M Singh Corrasign，1987； 3 (7)I 425 · 】9 · D 印。ⅢⅢ 维普资讯 http://www.cqvip.com