化工設(shè)計(jì)答辯ppt

第五屆“歐倍爾-隆騰杯”大學(xué)生化工過(guò)程(guòchéng)實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽——廢水(fèishuǐ)中回收仲丁醇、環(huán)己烷的工藝設(shè)計(jì)精品資料1.物系分析和分離方法2.工藝選擇3.總工藝流程4.精餾塔及附屬設(shè)備5.工藝計(jì)算結(jié)果6.總結(jié)1.物系分析和分離方法精品資料仲丁醇，環(huán)己烷，水共沸組成沸點(diǎn)℃水仲丁醇環(huán)己烷水100.02100.00%0.00%0.00%仲丁醇99.780.00%100.00%0.00%環(huán)己烷80.780.00%0.00%100.00%水—仲丁醇86.7360.05%39.95%0.00%水—環(huán)己烷69.4130.00%0.00%70.00%仲丁醇—環(huán)己烷76.840.00%22.50%77.50%三相共沸68.2128.19%11.40%60.41%待分離(fēnlí)物系為：仲丁醇為10wt%，環(huán)己烷為8wt%，水為82wt%三組分為極性非電解質(zhì)的非理想物系，且為復(fù)雜(fùzá)的共沸體系。對(duì)于此體系可選則NRTL的物性分析的方法1.物系分析和分離方法精品資料基本分離(fēnlí)方法：1.物系分析和分離方法1.簡(jiǎn)單精餾可以分離出達(dá)標(biāo)的水和三組分的混合物2.仲丁醇與水部分互溶，環(huán)己烷與水分層?；痉蛛x方法(fāngfǎ)難以達(dá)到對(duì)此物系的分離要求！精品資料特殊分離(fēnlí)方法：模仿工業(yè)乙醇脫水的過(guò)程混合物中成分環(huán)己烷可直接(zhíjiē)作為共沸劑，對(duì)混合物進(jìn)行共沸精餾，達(dá)到分離提純的目的。1.物系分析和分離方法精品資料1.物系分析和分離方法2.工藝選擇3.總工藝流程4.精餾塔及附屬設(shè)備5.工藝計(jì)算結(jié)果6.總結(jié)2.工藝選擇精品資料2.工藝選擇T1預(yù)處理塔，除去(chúqù)大部分的水。T2共沸精餾塔，塔底為合格(hégé)的仲丁醇。水與環(huán)己烷冷凝分層,水回流至T1。上層油相進(jìn)一步蒸餾，下層水相回流至T1。產(chǎn)品環(huán)己烷分流，一部分回流至二塔作共沸劑。精品資料（1）本工藝流程所用設(shè)備少，僅使用了兩個(gè)蒸餾塔將復(fù)雜的共沸體系成功(chénggōng)分離，節(jié)省了設(shè)備費(fèi)和操作費(fèi)，生產(chǎn)成本顯著降低，具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。（2）環(huán)己烷作為共沸劑可重復(fù)利用，節(jié)省資源。

（3）共沸劑利為混合物本身組分（環(huán)己烷），無(wú)外加組分，能源費(fèi)用與凈化成本顯著降低。設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)(tèdiǎn)精品資料1.物系分析和分離方法2.工藝選擇3.總工藝流程4.精餾塔及附屬設(shè)備5.工藝計(jì)算結(jié)果6.總結(jié)3.總工藝流程精品資料3.總工藝流程其中水的分離(fēnlí)路線

水的分離(fēnlí)路線仲丁醇的分離(fēnlí)路環(huán)己烷的分路線精品資料6.設(shè)計(jì)(shèjì)中的優(yōu)化T1分析(fēnxī)3.總工藝流程塔底產(chǎn)品為水在預(yù)處理塔中，選擇非均相共沸精餾的方式，初步離去部分水，塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷凝器，到達(dá)分相器，進(jìn)行分相分離油水分離，水相回流至一塔，油相進(jìn)入二塔，進(jìn)一步精餾精品資料3.總工藝流程在共沸精餾塔T2中，進(jìn)料為環(huán)己烷、仲丁醇與少量水，經(jīng)過(guò)再次精餾后，塔底產(chǎn)品為仲丁醇，塔頂為環(huán)己烷與水的共沸物，經(jīng)冷凝(lěngníng)后，到達(dá)第二個(gè)分相器。分離(fēnlí)環(huán)己烷和水，水相回流至T1精品資料環(huán)己烷的循環(huán)(xúnhuán)利用:3.總工藝流程在T2中，形成水-環(huán)己烷的共沸物（bp：69.41℃）為輕組分，再次將水帶入到分相器中進(jìn)行分相，從而避免引入其他(qítā)的萃取劑。部分環(huán)己烷回流到T2，作為水的共沸劑。精品資料1.物系分析和分離方法2.工藝選擇3.總工藝流程4.精餾塔及附屬設(shè)備5.工藝計(jì)算結(jié)果6.總結(jié)4.精餾塔及附屬設(shè)備精品資料精餾塔的優(yōu)化:我們(wǒmen)繪制出了T2的塔板數(shù)和仲丁醇產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系圖。我們發(fā)現(xiàn)在塔板數(shù)達(dá)到29塊時(shí)，曲線趨于平穩(wěn)，而且此時(shí)產(chǎn)品(chǎnpǐn)的質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到要求，所以考慮選用29塊塔板。4.精餾塔及附屬設(shè)備精品資料4.精餾塔的設(shè)計(jì)和優(yōu)化我們發(fā)現(xiàn)在回流比達(dá)到8.0時(shí)，曲線(qūxiàn)趨于平穩(wěn)，而且此時(shí)產(chǎn)品的質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到要求，所以考慮選擇8.0的回流比較為適宜。我們繪制出T2塔回流比的大小與仲丁醇產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)(fēnshù)關(guān)系圖。精餾塔的優(yōu)化:精品資料我們繪制(huìzhì)了T2進(jìn)料位置與仲丁醇產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系圖由圖可見進(jìn)料位置在36塊塔板往上影響并不明顯，所以依然(yīrán)采用16塊板進(jìn)料4.精餾塔及附屬設(shè)備精餾塔的優(yōu)化:精品資料1.物料衡算2.最小回流比3.理論板數(shù)4.進(jìn)料位置5.全塔效率計(jì)算6.塔高塔徑7.溢流裝置8.塔板布置4.精餾塔的設(shè)計(jì)(shèjì)和優(yōu)化精餾塔的設(shè)計(jì)(shèjì)：精餾塔的設(shè)計(jì)以T2為例4.精餾塔及附屬設(shè)備精品資料物料(wùliào)衡算：4.精餾塔的設(shè)計(jì)(shèjì)和優(yōu)化塔底分出達(dá)到純度98wt%的仲丁醇，塔頂為水與環(huán)己烷的混合物。塔底W=1009kg/h

X仲丁醇=98.40%塔頂D=4307.09kg/hX水=6.94%X環(huán)己烷=92.21%進(jìn)料F=2116.09kg/h

C6回流=3200kg/h以塔T2為例：4.精餾塔及附屬設(shè)備精品資料精餾塔T2(篩板式)各項(xiàng)參數(shù)(cānshù)：精餾塔T2具體參數(shù)回流比8.0理論板數(shù)29進(jìn)料位置16全塔效率0.798塔高19.7m塔徑1.89m溢流堰堰長(zhǎng)1.134m堰高0.1m降液管寬度0.09m降液管面積0.02545m2降液管底隙寬度0.02m塔板開孔面積0.2361m2塔板開孔個(gè)數(shù)1793個(gè)塔板開孔率10%4.精餾塔及附屬設(shè)備精品資料塔T1塔T2塔板數(shù)1529回流比28進(jìn)料位置816塔高10.2m19.7m塔徑0.7m1.8m開孔率10%10%類似于塔T2的計(jì)算，我們(wǒmen)得出各精餾塔的重要參數(shù)：4.精餾塔及附屬設(shè)備精品資料4.精餾塔及附屬設(shè)備換熱器的計(jì)算(jìsuàn)和選型:以T2冷凝器為例精品資料4.精餾塔及附屬設(shè)備換熱器的計(jì)算(jìsuàn)和選型:換熱器（冷凝器）的詳細(xì)數(shù)據(jù)部件名稱數(shù)值單位殼內(nèi)徑889mm封頭內(nèi)徑889mm外管極限876.3mm管數(shù)994

管內(nèi)徑19.05mm管心間距23.81mm拉桿數(shù)量8

拉桿直徑12.7mm密封條2

管長(zhǎng)3657.6mm公稱壓力0.1Mpa以T2冷凝器為例精品資料1.物系分析和分離方法2.工藝對(duì)比及選擇3.總工藝流程4.精餾塔及附屬設(shè)備5.工藝計(jì)算結(jié)果6.總結(jié)5.工藝計(jì)算結(jié)果精品資料符合(fúhé)物料衡算分離(fēnlí)所得的水滿足條件分離所得的環(huán)己烷純度達(dá)到99wt%以上，完全達(dá)到分離要求。分離所得的仲丁醇純度達(dá)到98.4wt%，完全達(dá)到分離要求。5.工藝計(jì)算結(jié)果物料結(jié)果:精品資料1.物系分析和分離方法2.工藝對(duì)比及選擇3.總工藝流程4.精餾塔及附屬設(shè)備5.工藝計(jì)算結(jié)果6.經(jīng)濟(jì)評(píng)估6.總結(jié)精品資料6.總結(jié)帶控制點(diǎn)的工藝流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)圖:精品資料6.總結(jié)我們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中著重于對(duì)工藝流程的選擇(xuǎnzé)和流程中的優(yōu)化：

1.在設(shè)計(jì)初期，對(duì)整個(gè)工藝中所需設(shè)備的數(shù)量進(jìn)行了調(diào)試選擇(xuǎnzé)，對(duì)比作出最優(yōu)方案。2.在精餾塔的