异丙醇-水萃取精馏分离课程设计

《异丙醇-水萃取精馏分离课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、概述51工艺流程确定及说明51.1模型建立61.1.1工艺流程61.1.2模拟计算71.2灵敏度分析与参数优化81.2.1原料进料位置的影响81.2.2萃取剂进料位置的影响91.2.3萃取剂用量对分离效果及热负荷的影响111.3优化操作参数的模拟结果111.3.1精馏塔的全塔物料与能量衡算132塔装置的设计计算142.1.1塔径计算142.1.2溢流装置的确定142.1.3溢流堰长142.1.4溢流堰高度142.1.5弓形降液管宽度和弓形截面积152.1.6降液管底隙高度152.2塔板布置及浮阀数目与排列162.2.1浮阀数目162.2.

2、2排列163.塔板的流体力学计算183.1.塔板的流体力学验算183.1.1气体通过浮阀塔板的压力降183.1.2液泛193.2塔的负荷性能图193.2.1雾沫夹带线193.2.2漏液线203.2.3液相负荷下限线203.2.4液相负荷上限线203.2.5液泛线203.3操作性能负荷图224塔附件设计23辅助设备的计算及选型4.1贮罐234.2换热器244.2.1原料预热器244.2.2循环物料冷凝器25冷凝器及再沸器选型汇总274.3精馏塔274.5筒体与封头304.5.1筒体304.5.2水压试验校核304.5.3封头304.6裙座3

3、14.7地脚螺栓315公用工程326自我评价32课程设计说明书烟台大学化工学院设计题目：异丙醇-水萃取精馏分离学生姓名：刘春燕专业班级：化101-3学号：201055504301指导教师：陈小平2013年7月4日课程设计任务书一、设计题目异丙醇-水萃取精馏分离二、设计任务1、原料名称：异丙醇-水共沸体系2、原料组成：含异丙醇87.4%(质量百分比)3、产品要求：塔顶产品中异丙醇含量99.5%，水能够达标排放4、生产能力：年产量1万吨/年5、溶剂采用：NMF（N-甲酰吗啉）6、设备形式：浮阀塔7、生产能力：300天/年，每年24h运行8、进

4、料状况：80℃共沸组成进料9、操作压力：常压10、加热蒸汽压力：11、冷却水温度：进口30℃，出口40℃三、设计内容1、设计方案的选定及流程说明2、四、设计要求1、工艺设计说明一份2、工艺流程图一张，主要设备总装配图一张（采用AoutCAD绘制）五、设计完成时间2013年6月24日-2013年7月13日概述蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其挥发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。在工业精馏设备中，使

5、部分汽化的液相与部分冷凝的气相直接接触，以进行气液相际传质，结果是气相中的难挥发组分部分转入液相，液相中的易挥发组分部分转入气相，也即同时实现了液相的部分汽化和气相的部分冷凝。本设计选取异丙醇-水萃体系，异丙醇是一种重要的有机化工原料和有机溶剂，主要用在制药、化妆品、塑料、香料、涂料及电子工业上。异丙醇一般通过丙烯水合法得到，再用蒸馏法蒸出异丙醇，但常压下异丙醇与水在80.3℃时形成共沸物，共沸物中异丙醇质量分数为87.4％。因此，采用普通蒸馏方法难以得到高纯度的异丙醇。传统的异丙醇一水共沸物分离采用共沸精馏法，通常用苯做为共沸剂，此种工

6、艺的能耗较大，且共沸剂在生产操作中存在人身危害和环境污染问题。近几年文献中对异丙醇一水分离新工艺进行了较多研究，萃取精馏是其中一种重要手段相对传统的共沸精馏而言，由于萃取精馏所采用溶剂沸点较高，不易挥发，溶剂从塔釜排放，因而具有能耗低、污染少、溶剂易于回收等优点，但萃取精馏存在溶剂用量大、回收成本高的不足。用AspenPlus化工流程模拟软件，根据萃取精馏分离共沸物的适宜溶剂的要求和文献报道，选择NMF作为萃取剂，对异丙醇一水共沸体系的萃取精馏过程进行模拟，并系统讨论了各操作参数对分离效果的影响，得到最优工艺参数。结果表明，以NMF做萃取

7、剂分离异丙醇一水共沸体系是可行的。对于处理流量1250kg·h的异丙醇一水共沸溶液，精馏塔具有20块塔板时，原料进料位置在第10块塔板，萃取液进料位置在第3块塔板，质量回流比为2，萃取剂与原料的进料比为3：1，塔顶异丙醇质量分数可达99％，萃取精馏塔的分离效果和热负荷达到最优。模拟和优化的结果对工业化设计和生产具备指导意义。·关键词：萃取精馏；异丙醇；NMF；模拟；优化1工艺流程确定及说明本文对异丙醇一水体系萃取精馏的研究中主要进行了计算机模拟计算和小试试验。利用修正的UNIFAC模型，对以NMF作为萃取剂萃取精馏异丙醇一水溶液的可行性进

8、行了预测计算；利用拟合所得热力学模型参数，对以NMF溶剂作萃取剂的萃取精馏异丙醇一水溶液的流程进行了模拟计算，并用优化所得操作参数指导精馏小试试验，得到塔顶产品异丙醇含量达99％。：对异丙醇一