《化工设计答辩ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工设计答辩ppt课件.pptx（29页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、第五届“欧倍尔-隆腾杯”大学生化工过程实验技能竞赛,废水中回收仲丁醇、环己烷的工艺设计,1.物系分析和分离方法,待分离物系为：仲丁醇为10wt%，环己烷为8wt%，水为82wt%,三组分为极性非电解质的非理想物系，且为复杂的共沸体系。对于此体系可选则NRTL的物性分析的方法,1.物系分析和分离方法,基本分离方法：,1.物系分析和分离方法,基本分离方法难以达到对此物系的分离要求！,特殊分离方法：,模仿工业乙醇脱水的过程混合物中成分环己烷可直接作为共沸剂，对混合物进行共沸精馏，达到分离提纯的目的。,1.物系分析和分离方法,2.工艺选择,2.工艺选择,T1 预处理塔，除去大部分的水。,T2 共沸精馏
2、塔，塔底为合格的仲丁醇。,水与环己烷冷凝分层,水回流至T1。,上层油相进一步蒸馏，下层水相回流至T1。,产品环己烷分流，一部分回流至二塔作共沸剂。,（1）本工艺流程所用设备少，仅使用了两个蒸馏塔将复杂的共沸体系成功分离，节省了设备费和操作费，生产成本显著降低，具有更大的市场竞争力。（2）环己烷作为共沸剂可重复利用，节省资源。（3）共沸剂利为混合物本身组分（环己烷），无外加组分，能源费用与净化成本显著降低。,设计方案的特点,3.总工艺流程,3.总工艺流程,其中水的分离路线,水的分离路线仲丁醇的分离路环己烷的分路线,6.设计中的优化,T1 分析,3.总工艺流程,塔底产品为水,在预处理塔中，选择非均
3、相共沸精馏的方式，初步离去部分水，塔顶产品经冷凝器，到达分相器，进行分相分离,油水分离，水相回流至一塔，油相进入二塔，进一步精馏,3.总工艺流程,在共沸精馏塔T2中，进料为环己烷、仲丁醇与少量水，经过再次精馏后，塔底产品为仲丁醇，塔顶为环己烷与水的共沸物，经冷凝后，到达第二个分相器。,分离环己烷和水，水相回流至T1,环己烷的循环利用:,3.总工艺流程,在T2中，形成水-环己烷的共沸物（bp：69.41）为轻组分，再次将水带入到分相器中进行分相，从而避免引入其他的萃取剂。,部分环己烷回流到T2，作为水的共沸剂。,4.精馏塔及附属设备,精馏塔的优化:,我们绘制出了T2的塔板数和仲丁醇产品质量分数之
4、间的关系图。,我们发现在塔板数达到29块时，曲线趋于平稳，而且此时产品的质量已经达到要求，所以考虑选用29块塔板。,4.精馏塔及附属设备,4.精馏塔的设计和优化,我们发现在回流比达到8.0时，曲线趋于平稳，而且此时产品的质量已经达到要求，所以考虑选择8.0的回流比较为适宜。,我们绘制出T2塔回流比的大小与仲丁醇产品质量分数关系图。,精馏塔的优化:,我们绘制了T2进料位置与仲丁醇产品质量分数关系图,由图可见进料位置在36块塔板往上影响并不明显，所以依然采用16块板进料,4.精馏塔及附属设备,精馏塔的优化:,4.精馏塔的设计和优化,精馏塔的设计：,精馏塔的设计以T2为例,4.精馏塔及附属设备,物料
5、衡算：,4.精馏塔的设计和优化,塔底分出达到纯度98wt%的仲丁醇，塔顶为水与环己烷的混合物。,以塔T2为例：,4.精馏塔及附属设备,精馏塔T2(筛板式)各项参数：,4.精馏塔及附属设备,类似于塔T2的计算，我们得出各精馏塔的重要参数：,4.精馏塔及附属设备,4.精馏塔及附属设备,换热器的计算和选型:,以T2冷凝器为例,4.精馏塔及附属设备,换热器的计算和选型:,以T2冷凝器为例,5.工艺计算结果,符合物料衡算,分离所得的水满足条件,分离所得的环己烷纯度达到99wt%以上，完全达到分离要求。,分离所得的仲丁醇纯度达到98.4wt%，完全达到分离要求。,5.工艺计算结果,物料结果:,6.总结,6.总结,带控制点的工艺流程图:,6.总结,我们在本次设计中着重于对工艺流程的选择和流程中的优化： 1.在设计初期，对整个工艺中所需设备的数量进行了调试选择，对比作出最优方案。2.在精馏塔的设计中对塔的各项参数做了各种优化。3.只使用两个精馏塔，降低了安装及操作费用，节约能源消耗。4.在整个工艺流程中，使用环己烷作为共沸剂，避免了体系中引入其他物质，降低生产成本。,感谢各位老师的指导， 虽然用心在学习， 但是难免会有不足， 所以不完美的我们依然,在路上,
