Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.17.04 – Технология органических веществ. —
Московский государственный университет тонких химических технологий
имени М.В. Ломоносова. — Москва, 2011. — 38 с.
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Фролкова
А.К.
Цель работы: создание теоретических основ
ректификационного разделения биазеотропных смесей.
Научная новизна:
дано дальнейшее развитие термодинамико-топологического анализа диаграмм парожидкостного равновесия как научной основы синтеза технологических схем разделения биазеотропных смесей;
предложен новый подход к классификации фазовых диаграмм трехкомпонентных биазеотропных систем, основанный на дифференциации бинарных составляющих по числу азеотропов в них;
синтезированы 74 типа фазовых портретов процесса открытого равновесного испарения биазеотропных трехкомпонентных систем, в том числе неизвестные ранее;
впервые установлены закономерности взаимного хода линий единичной относительной летучести, псевдоидеальных линий, изотермоизобар Банкрофта и инверсии парциальных молярных теплот испарения, определяющего возможности разделения бинарных биазеотропных смесей ЭР (РЭР);
создан атлас диаграмм указанных выше изомногообразий, насчитывающий 64 структуры, в том числе 40 благоприятных для реализации экстрактивной (реэкстрактивной) ректификации;
установлены закономерности эволюции биазеотропии, протекающей через граничные и внутренний тангенциальные азеотропы и определяющей преобразование СДФР бинарных и трехкомпонентных систем при варьировании давления (температуры).
Практическая значимость работы:
создана классификация диаграмм парожидкостного равновесия биазеотропных трехкомпонентных систем, каждому типу которой могут быть поставлены в соответствие все известные и вновь обнаруженные реальные трехкомпонентные системы;
предложен подход к выбору эффективного разделяющего агента для разделения бинарных биазеотропных смесей экстрактивной (реэкстрактивной) ректификацией;
разработан атлас разделительных систем;
для конкретных бинарных и многокомпонентных биазеотропных систем, в том числе содержащих потенциальные разделяющие агенты, получены математические модели парожидкостного равновесия при различных давлениях, с использованием которых возможно систематическое исследование различных режимов ректификационного разделения биазеотропных смесей;
на основе полученных в вычислительном эксперименте полных данных о ПЖР определены характеристики бинарных и тройных азеотропов и установлены классы, типы и подтипы структур диаграмм парожидкостного равновесия трехкомпонентных биазеотропных систем;
даны практические рекомендации по разделению биазеотропных смесей с использованием комплексов экстрактивной (реэкстрактивной) ректификации и определены статические параметры работы колонн.
Научная новизна:
дано дальнейшее развитие термодинамико-топологического анализа диаграмм парожидкостного равновесия как научной основы синтеза технологических схем разделения биазеотропных смесей;
предложен новый подход к классификации фазовых диаграмм трехкомпонентных биазеотропных систем, основанный на дифференциации бинарных составляющих по числу азеотропов в них;
синтезированы 74 типа фазовых портретов процесса открытого равновесного испарения биазеотропных трехкомпонентных систем, в том числе неизвестные ранее;
впервые установлены закономерности взаимного хода линий единичной относительной летучести, псевдоидеальных линий, изотермоизобар Банкрофта и инверсии парциальных молярных теплот испарения, определяющего возможности разделения бинарных биазеотропных смесей ЭР (РЭР);
создан атлас диаграмм указанных выше изомногообразий, насчитывающий 64 структуры, в том числе 40 благоприятных для реализации экстрактивной (реэкстрактивной) ректификации;
установлены закономерности эволюции биазеотропии, протекающей через граничные и внутренний тангенциальные азеотропы и определяющей преобразование СДФР бинарных и трехкомпонентных систем при варьировании давления (температуры).
Практическая значимость работы:
создана классификация диаграмм парожидкостного равновесия биазеотропных трехкомпонентных систем, каждому типу которой могут быть поставлены в соответствие все известные и вновь обнаруженные реальные трехкомпонентные системы;
предложен подход к выбору эффективного разделяющего агента для разделения бинарных биазеотропных смесей экстрактивной (реэкстрактивной) ректификацией;
разработан атлас разделительных систем;
для конкретных бинарных и многокомпонентных биазеотропных систем, в том числе содержащих потенциальные разделяющие агенты, получены математические модели парожидкостного равновесия при различных давлениях, с использованием которых возможно систематическое исследование различных режимов ректификационного разделения биазеотропных смесей;
на основе полученных в вычислительном эксперименте полных данных о ПЖР определены характеристики бинарных и тройных азеотропов и установлены классы, типы и подтипы структур диаграмм парожидкостного равновесия трехкомпонентных биазеотропных систем;
даны практические рекомендации по разделению биазеотропных смесей с использованием комплексов экстрактивной (реэкстрактивной) ректификации и определены статические параметры работы колонн.