【摘 要】
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对于轻组分占优的三元物系的分离,隔离壁位于上端的上置隔离壁精馏塔（Top Dividing Wall Column:TDWC）能够显著降低系统能耗（与常规精馏流程相比）,但其塔顶与塔底之间的温差较大,即系统的不可逆性较高,仍有进一步改进的可能性。为了解决这一问题,本文给出了一种分离轻组分占优的三元窄沸点物系的内部热耦合-上置隔壁塔（Internal Thermally Coupled-Top Di
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对于轻组分占优的三元物系的分离,隔离壁位于上端的上置隔离壁精馏塔（Top Dividing Wall Column:TDWC）能够显著降低系统能耗（与常规精馏流程相比）,但其塔顶与塔底之间的温差较大,即系统的不可逆性较高,仍有进一步改进的可能性。为了解决这一问题,本文给出了一种分离轻组分占优的三元窄沸点物系的内部热耦合-上置隔壁塔（Internal Thermally Coupled-Top Dividing Wall Column:ITC-TDWC）的结构设计,即从隔离壁两侧同时抽出热量并提供给公共提馏段。内部热耦合既可能在隔离壁两侧和公共提馏段之间逐板实现（Total ITC-TDWC:TITC-TDWC）,也可能在隔离壁两侧和公共提馏段之间部分实现（Partial ITC-TDWC:PITC-TDWC）,还可能在隔离壁两侧和公共提馏段之间以少量换热器实现（Simplified ITC-TDWC:SITC-TDWC）,因此,ITC-TDWC具有多样性和复杂性的特点。内部热耦合的引入极可能降低系统对外部换热的需求,从而降低系统能耗。ITC-TDWC的温度分布是决定其设计的关键因素,为了获得ITC-TDWC的最优设计,本文首先根据温度分布确定ITC-TDWC的最优结构,再通过启发式搜索算法确定最优的操作条件和结构参数。以不同进料比的甲醇占优的甲醇、乙醇和正丙醇三元物系的分离为例,验证了所提方法的可行性和有效性。仿真结果表明,引入内部热耦合可以提高TDWC的热力学效率,降低系统的不可逆性。与TDWC相比,TITC-TDWC、PITC-TDWC和SITC-TDWC的能耗都显著降低。对于所选实例而言,PITC-TDWC和SITC-TDWC的稳态性能最优。
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