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采用双进料连续悬浮结晶工艺,探索将甲苯选择性歧化法与传统歧化组合工艺(Selective Initial Toluene Disproportionation Process,SITDP)得到的两种不同浓度对二甲苯(Para-xylcne,PX)产品结合进一套分离提纯装置,以节省成本。通过物料衡算方程和热量衡算方程对双进料混合二甲苯连续悬浮结晶工艺进行计算,结果表明单位产品最低能耗QR对应的最优成核温度T2调节范围为248K~265K,与实际生产操作工艺中的成核温度调节范围(250~266K)吻合,验证了双进料连续悬浮结晶工艺模型的正确性和其实际应用价值。根据双进料连续悬浮结晶工艺模型,探讨成核区温度T2和进料料液的流量比例FF/(FA+FF)对能耗和产品收率的影响,对该结晶工艺的操作条件进行优化。
运用商业三维作图软件构建带曲面搅拌桨的具有导流筒及挡板结晶器(Draft Tube&Baffled Type型结晶器,简称DTB型结晶器)三维几何模型,并采用商业通用网格软件对DTB型结晶器三维几何模型划分网格,设定合适的初始条件和边界条件,利用计算流体力学CFD软件对结晶器内流场进行模拟,得到了与实验数据相吻合的流场分布。
根据粒数衡算方程(Population Balance Equation,PBE)研究理想混合间歇结晶器内结晶生长过程晶体粒度分布情况,将粒数衡算方程转换为六个矩量方程,并结合各组分质量守恒方程、晶体生长速率方程和晶体成核速率方程,求解出各阶矩量随时间的变化,再运用矩积分方法(Quadrature Method of Moments,QMOM)将各阶矩量还原成粒度分布,从而获得晶体粒度分布随时间的变化情况。根据此思路,采用Matlab软件模拟理想混合间歇结晶器内晶体生长过程,得到结晶生长过程晶体粒度分布,并模拟得到的晶体粒度分布与实验产品粒度分布进行对照,从而拟合出二次成核速率方程中的动力学参数kb。