化工设计答辩ppt

第五届“欧倍尔-隆腾杯”大学生化工过程(guòchéng)实验技能竞赛——废水(fèishuǐ)中回收仲丁醇、环己烷的工艺设计精品资料1.物系分析和分离方法2.工艺选择3.总工艺流程4.精馏塔及附属设备5.工艺计算结果6.总结1.物系分析和分离方法精品资料仲丁醇，环己烷，水共沸组成沸点℃水仲丁醇环己烷水100.02100.00%0.00%0.00%仲丁醇99.780.00%100.00%0.00%环己烷80.780.00%0.00%100.00%水—仲丁醇86.7360.05%39.95%0.00%水—环己烷69.4130.00%0.00%70.00%仲丁醇—环己烷76.840.00%22.50%77.50%三相共沸68.2128.19%11.40%60.41%待分离(fēnlí)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(fùzá)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精品资料基本分离(fēnlí)方法：1.物系分析和分离方法1.简单精馏可以分离出达标的水和三组分的混合物2.仲丁醇与水部分互溶，环己烷与水分层。基本分离方法(fāngfǎ)难以达到对此物系的分离要求！精品资料特殊分离(fēnlí)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(zhíjiē)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精品资料1.物系分析和分离方法2.工艺选择3.总工艺流程4.精馏塔及附属设备5.工艺计算结果6.总结2.工艺选择精品资料2.工艺选择T1预处理塔，除去(chúqù)大部分的水。T2共沸精馏塔，塔底为合格(hégé)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。精品资料（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(chénggōng)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(tèdiǎn)精品资料1.物系分析和分离方法2.工艺选择3.总工艺流程4.精馏塔及附属设备5.工艺计算结果6.总结3.总工艺流程精品资料3.总工艺流程其中水的分离(fēnlí)路线

水的分离(fēnlí)路线仲丁醇的分离(fēnlí)路环己烷的分路线精品资料6.设计(shèjì)中的优化T1分析(fēnxī)3.总工艺流程塔底产品为水在预处理塔中，选择非均相共沸精馏的方式，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，进一步精馏精品资料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(lěngníng)后，到达第二个分相器。分离(fēnlí)环己烷和水，水相回流至T1精品资料环己烷的循环(xúnhuán)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(qítā)的萃取剂。部分环己烷回流到T2，作为水的共沸剂。精品资料1.物系分析和分离方法2.工艺选择3.总工艺流程4.精馏塔及附属设备5.工艺计算结果6.总结4.精馏塔及附属设备精品资料精馏塔的优化:我们(wǒmen)绘制出了T2的塔板数和仲丁醇产品质量分数之间的关系图。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(chǎnpǐn)的质量已经达到要求，所以考虑选用29块塔板。4.精馏塔及附属设备精品资料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(qūxiàn)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(fēnshù)关系图。精馏塔的优化:精品资料我们绘制(huìzhì)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(yīrán)采用16块板进料4.精馏塔及附属设备精馏塔的优化:精品资料1.物料衡算2.最小回流比3.理论板数4.进料位置5.全塔效率计算6.塔高塔径7.溢流装置8.塔板布置4.精馏塔的设计(shèjì)和优化精馏塔的设计(shèjì)：精馏塔的设计以T2为例4.精馏塔及附属设备精品资料物料(wùliào)衡算：4.精馏塔的设计(shèjì)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。塔底W=1009kg/h

X仲丁醇=98.40%塔顶D=4307.09kg/hX水=6.94%X环己烷=92.21%进料F=2116.09kg/h

C6回流=3200kg/h以塔T2为例：4.精馏塔及附属设备精品资料精馏塔T2(筛板式)各项参数(cānshù)：精馏塔T2具体参数回流比8.0理论板数29进料位置16全塔效率0.798塔高19.7m塔径1.89m溢流堰堰长1.134m堰高0.1m降液管宽度0.09m降液管面积0.02545m2降液管底隙宽度0.02m塔板开孔面积0.2361m2塔板开孔个数1793个塔板开孔率10%4.精馏塔及附属设备精品资料塔T1塔T2塔板数1529回流比28进料位置816塔高10.2m19.7m塔径0.7m1.8m开孔率10%10%类似于塔T2的计算，我们(wǒmen)得出各精馏塔的重要参数：4.精馏塔及附属设备精品资料4.精馏塔及附属设备换热器的计算(jìsuàn)和选型:以T2冷凝器为例精品资料4.精馏塔及附属设备换热器的计算(jìsuàn)和选型:换热器（冷凝器）的详细数据部件名称数值单位壳内径889mm封头内径889mm外管极限876.3mm管数994

管内径19.05mm管心间距23.81mm拉杆数量8

拉杆直径12.7mm密封条2

管长3657.6mm公称压力0.1Mpa以T2冷凝器为例精品资料1.物系分析和分离方法2.工艺对比及选择3.总工艺流程4.精馏塔及附属设备5.工艺计算结果6.总结5.工艺计算结果精品资料符合(fúhé)物料衡算分离(fēnlí)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:精品资料1.物系分析和分离方法2.工艺对比及选择3.总工艺流程4.精馏塔及附属设备5.工艺计算结果6.经济评估6.总结精品资料6.总结带控制点的工艺流程(ɡōnɡyìliúchénɡ)图:精品资料6.总结我们在本次设计中着重于对工艺流程的选择(xuǎnzé)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(xuǎnzé)，对比作出最优方案。2.在精馏塔的