Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Luận án tiến sĩ tối ưu hóa hệ thống tách hỗn hợp nhiều cấu tử etanol nước và c...

Tài liệu Luận án tiến sĩ tối ưu hóa hệ thống tách hỗn hợp nhiều cấu tử etanol nước và các tạp chất nhận được

.PDF
159
7
87

Mô tả:

TR B GIÁO D C VÀ ÀO T O NG I H C BÁCH KHOA HÀ N I ----------------- Cao Th Mai Duyên T I U HOÁ H TH NG TÁCH H N H P NHI U C UT NH N ETANOL - N C B NG PH C VÀ CÁC T P CH T NG PHÁP LÊN MEN LU N ÁN TI N S K THU T Hà N i – 2010 TR B GIÁO D C VÀ ÀO T O NG I H C BÁCH KHOA HÀ N I ----------------- Cao Th Mai Duyên T I U HOÁ H TH NG TÁCH H N H P NHI U C UT NH N ETANOL - N C VÀ CÁC T P CH T C B NG PH NG PHÁP LÊN MEN Chuyên ngành: Quá trình và Thi t b Công ngh Hoá h c Mã s : 62.52.77.01 LU N ÁN TI N S K THU T NG IH NG D N KHOA H C PGS. TS Nguy n H u Tùng Hà N i - 2010 L I CAM OAN Tôi xin cam oan ây là công trình nghiên c u c a riêng tôi. Các s li u, k t qu c nêu trong lu n án là trung th c và ch a t ng c cá nhân hay t ch c khoa h c nào công b trong b t k công trình nào khác trong và ngoài n c. Cao Th Mai Duyên L IC M N Tr c tiên, tôi xin chân thành c m n PGS. TS Nguy n H u Tùng, Th y ã t n tình h ng d n, giúp ! tôi trong su t quá trình nghiên c u và hoàn thi n lu n án. Xin chân thành c m n các Th y Cô " Vi n ào t#o sau #i h c, các Th y Cô và các $ng nghi p trong B% môn Quá trình – Thi t b Công ngh Hóa và Th c ph&m ã óng góp các ý ki n chuyên môn, ã t#o m i i'u ki n thu n l i và nhi t tình giúp ! tôi hoàn thành các n%i dung nghiên c u. Tôi c(ng xin c m n Trung tâm giáo d)c và phát tri*n S+c ký – Tr ,ng #i h c Bách Khoa Hà N%i, Công ty c ph n c$n r máy r u và các s n ph&m t nhiên, Nhà u L#c H$ng ã giúp ! tôi r t nhi'u trong vi c ti n hành các thí nghi m và phân tích s li u. Cu i cùng, tôi xin c m n gia ình và b#n bè ã luôn %ng viên, giúp ! tôi v t qua m i khó kh-n, hoàn thành công vi c nghiên c u. Cao Th Mai Duyên. M CL C Trang ph bìa L i cam oan M cl c Danh m c các ký hi u, các ch vi t t t Danh m c các b ng Danh m c các hình v , th M u Ch ng 1 – T NG QUAN 1.1. H dung d ch nhi u c u t 1.2. K thu t tách dung d ch nhi u c u t 1.3. T i u hoá quá trình tách dung d ch nhi u c u t 1.3.1. L a ch n ch tiêu t i u hoá 1.3.2. Phân tích ch tiêu t i u hoá v n ng l ng tiêu hao trong quá trình tách h n h p nhi u c u t Ch ng 2 – PH NG PHÁP NGHIÊN C U 2.1. Xây d ng mô hình t ng quát c!a tháp ch ng luy n nhi u c u t 2.1.1.Xác nh cân b"ng pha l#ng - h i c!a h dung d ch nhi u c u t 2.1.1.1. Xác nh cân b"ng pha c!a h dung d ch nhi u c u t b"ng ph ng pháp th c nghi m 2.1.1.2. Xác nh cân b"ng pha c!a h dung d ch nhi u c u t b"ng ph ng pháp l p mô hình 2.1.1.2.1. L a ch n mô hình ! " ! # $ % & ' ! ( ! ) * + , 2.1.2. Các mô hình g n úng c!a tháp ch ng luy n nhi u c u t và ph ng pháp gi i mô hình 2.1.3.Mô hình t ng quát c!a tháp ch ng luy n 2.1.4 . Các ph ng pháp gi i các ph ng trình MESH 2.1.4.1. Các ph ng pháp chia nh# bài toán 2.1.4.1.1. Ph ng pháp tính l n l t t$ %a sang %a 2.1.4.1.2. Các ph ng pháp chia nh# bài toán có s d ng ma tr n ba ng chéo 2.1.4.2. Ph ng pháp tính t$ trong ra ngoài 2.2. Ki&m ch'ng s phù h p c!a mô hình tháp ch ng luy n nhi u c u t b"ng th c nghi m 2.2.1. Quá trình l y m(u và các ph ng pháp phân tích 2.2.1.1. Xác nh n ng ) etanol b"ng ph ng pháp t* tr ng 2.2.1.2. Xác nh n ng ) các t+p ch t trong m(u c n b"ng ph ng pháp s c ký khí 2.2.2. Xác nh n ng ) etanol, nhi t ), n ng ) c!a m)t s c u t t+p ch t trên các %a c!a tháp ch ng luy n th c t . 2.2.2.1. Các k t qu xác nh phân b n ng ) c n và nhi t ) d c theo chi u cao c!a tháp 2.2.2.2. So sánh các k t qu phân b n ng ) m)t s t+p ch t trong tháp Ch ng 3 – K,T QU- NGHIÊN C U 3.1. Nghiên c'u phân lo+i các c u t có trong dung d ch etanol - n .c s n xu t b"ng ph ng pháp lên men 3.1.1. Nghiên c'u hành vi c!a các t+p ch t c!a h b"ng ph ng pháp th c nghi m 3.1.1.1. Xác nh thành ph n t+p ch t 3.1.1.2. Phân b n ng ) c!a các t+p ch t theo chi u cao c!a tháp ch ng luy n 1 2 2 5 7 7 9 18 18 19 20 21 21 27 30 31 32 40 41 41 43 54 56 56 56 57 59 60 62 68 68 68 68 70 trong quá trình tinh ch 3.1.1.2.1. Phân b n ng ) c!a các t+p ch t trong quá trình tinh ch c n trong các tháp thí nghi m t$ nguyên li u r ng 3.1.1.2.2. Phân b n ng ) c!a các c u t t+p ch t trong quá trình tinh ch c n t$ nguyên li u tinh b)t 3.1.2. Nghiên c'u hành vi c!a các c u t t+p ch t b"ng ph ng pháp mô hình: 3.1.2.1. Nghiên c'u các y u t nh h ng n hành vi c!a etyl axetat và al ehyt 69 70 73 73 axetic: 3.1.2.2. Nghiên c'u các y u t nh h ng n hành vi c!a axit axetic 3.1.2.3. Nghiên c'u các y u t nh h ng n hành vi c!a các c u t n-propanol, iso-propanol, iso-butanol, iso amyl alcohol (h n h p d u fusel) trong tháp ch ng luy n 3.1.2.4. Nghiên c'u các y u t nh h ng n hành vi c!a metanol trong tháp 3.2. Nguyên t c chung & tách h n h p nhi u c u t 3.3. ng d ng mô hình t ng quát c!a tháp ch ng luy n 3.3.1. Phân tích s tinh ch c b n g m 3 tháp 3.3.2. ng d ng mô hình t ng quát c!a tháp ch ng luy n & t ng h p các s tinh ch 3.3.2.1. S tinh ch 4 tháp có k t n i thêm tháp tinh ch l+i COL4 & tách metanol 3.3.2.2. S tinh ch c n 5 tháp có k t n i thêm tháp fusel COL5 3.3.3. T ng h p s tinh ch g m 6 tháp, có dòng tu n hoàn 3.4. ng d ng mô hình t ng quát c!a tháp ch ng luy n, t ng h p s tách có k t n i dòng nhi t gi m n ng l ng tiêu hao 3.4.1. Nguyên t c t ng h p s tách có k t n i dòng nhi t 3.4.2. Thu t toán gi i h l.n 3.4.3. ng d ng thu t toán gi i h l.n & nghiên c'u t ng h p các s tinh ch có k t n i nhi t gi a các tháp 3.4.3.1. Tính toán ki&m tra s tinh ch c n có k t n i nhi t t+i Công ty c ph n mía ng Lam S n 3.4.3.2. T ng h p m)t s s tách v.i hi u su t s d ng n ng l 76 77 82 89 90 90 100 100 102 104 107 107 108 109 109 ng 122 cao 3.4.3.2.1. Nghiên c'u l a ch n áp su t làm vi c cho tháp thô COL1 3.4.3.2.2. Nghiên c'u l a ch n áp su t làm vi c cho tháp andehyt COL2 3.4.3.2.3. Nghiên c'u l a ch n áp su t làm vi c cho tháp COL3 và COL5 3.4.3.2.4. Nghiên c'u l a ch n áp su t làm vi c cho tháp COL4 3.4.3.2.5. Nghiên c'u ch n áp su t làm vi c cho tháp thu h i c n COL6 3.4.3.2.6. S tinh ch g m 6 tháp làm vi c các áp su t khác nhau K,T LU/N Các công trình ã công b Tài li u tham kh o Ph l c 122 124 125 129 130 130 135 137 138 DANH M C CÁC KÝ HI U, CÁC CH VI T T T TCVN P V i x y H R L G RL RG W E T QR QC α r ϕ γ n N Tiêu chu0n Vi t Nam áp su t th& tích c ut n ng ) ph n mol trong pha l#ng n ng ) ph n mol trong pha h i entalpy ch s h i l u dòng l#ng trong tháp dòng h i trong tháp ch s h i l u l#ng ch s h i l u h i công execgy nhi t ) nhi t un sôi áy tháp nhi t ng ng t nh tháp h s bay h i t ng i hàm nhi t h s fugat h s ho+t ) s c u t trong h s b c lý thuy t c!a tháp ch ng luy n Trong các s COL F D B HS H2O MIX P DEC HX P1ST P2ST FUSEL tinh ch : tháp ch ng luy n h n h p u vào tháp. dòng nh tháp dòng áy tháp dòng h i t dòng n .c thi t b tr)n dòng b m thi t b phân l.p thi t b gia nhi t dòng s n ph0m c n sau tháp tinh ch dòng s n ph0m c n ch t l ng cao sau tháp tinh ch l+i dòng s n ph0m d u fusel DANH M C CÁC B NG -. ! / ! -. ! / ! -. ! /$ ! -. ! /; 0 ' ' !' 1 ! ( !/ ) 2 & ' ! ' !' 3 4 5 6 5 47 44 8 ' ' + 9 ' 0 ' ' !' 1 ! ( !/ ) 2 & ' ! ' !' 3 4 / 4 7 :4 / 6 8 ! ( !. 0 ' ' !' 1 ! ( !/ ) 2 & ' ! ' !' 3 4 5 4 / / 6 % & ' ! ( ! ) 6 < = / 4 < = / 4 <$= / <;= 5 / <>= 5 7 - Xem thêm -

Tài liệu liên quan