化工设计答辩ppt教学提纲.ppt

化工设计答辩化工设计答辩pptppt1.物系物系分析和分离方法分析和分离方法仲丁醇，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%水水仲丁醇仲丁醇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.物系物系分析和分离方法分析和分离方法基本分离方法：1.物系物系分析和分离方法分析和分离方法1.简单精馏简单精馏可以分离出达标的水达标的水和三组分的混合物三组分的混合物2.2.仲丁醇与水部分互溶，环己烷与水分层。仲丁醇与水部分互溶，环己烷与水分层。基本分离方法难以达到对此物系基本分离方法难以达到对此物系的分离要求！的分离要求！特殊分离方法：模仿工业乙醇脱水的过程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，达到分剂，对混合物进行共沸精馏，达到分离提纯的目的。离提纯的目的。1.物系物系分析和分离方法分析和分离方法2.工艺选择工艺选择2.工艺选择工艺选择T1 预处理塔，预处理塔，除去大部分的水。除去大部分的水。T2 共沸精馏塔，共沸精馏塔，塔底为合格的仲丁塔底为合格的仲丁醇醇。水与环己烷冷水与环己烷冷凝分层凝分层,水回流水回流至至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）本工艺流程所用设备少，设备少，仅使用了仅使用了两两个蒸馏塔个蒸馏塔将复杂的共沸体系成功分离，节省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。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）环己烷作为共沸剂可重复利用，节省资源。资源。（3）共沸剂利为混合物本身组分（环己烷）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，无外加组分，能源费用与净化成本显著降低。低。设计方案的特点3.总工艺流程总工艺流程3.总工艺流程总工艺流程其中水的其中水的分离路线分离路线水的分离路线水的分离路线仲丁醇的分离路仲丁醇的分离路环己烷的分路线环己烷的分路线6.设计中的优化设计中的优化T1 分析3.总工艺流程总工艺流程塔底产品为水在预处理塔中，选择非在预处理塔中，选择非均相共沸精馏的方式，均相共沸精馏的方式，初步离去部分水，塔顶初步离去部分水，塔顶产品经冷凝器，到达分产品经冷凝器，到达分相器，进行分相分离相器，进行分相分离油水分离，水相油水分离，水相回流至一塔，油回流至一塔，油相进入二塔，进相进入二塔，进一步精馏一步精馏3.总工艺流程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.总工艺流程总工艺流程在在T2中，形成水中，形成水-环己烷环己烷的共沸物（的共沸物（bp：69.41）为轻组分，再）为轻组分，再次将水带入到分相器中进次将水带入到分相器中进行分相，从而避免引入其行分相，从而避免引入其他的萃取剂。他的萃取剂。部分环己烷回流到部分环己烷回流到T2，作为水的共沸剂。，作为水的共沸剂。4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备精馏塔的优化精馏塔的优化精馏塔的优化精馏塔的优化:我们绘制出了T2的塔板数塔板数和仲丁醇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我们发现在塔板数达到29块时，块时，曲线趋于平稳，而且此时产品曲线趋于平稳，而且此时产品的质量已经达到要求，所以的质量已经达到要求，所以考考虑选用虑选用29块塔板。块塔板。4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备4.精馏塔的设计和优化精馏塔的设计和优化我们发现在回流比达到我们发现在回流比达到8.0时，时，曲线趋于平稳，而且此时产品的曲线趋于平稳，而且此时产品的质量已经达到要求，所以质量已经达到要求，所以考虑选考虑选择择8.0的回流比较为适宜。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。精馏塔的优化精馏塔的优化精馏塔的优化精馏塔的优化:我们绘制了T2进料位置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由图可见进料位置在由图可见进料位置在由图可见进料位置在3636块塔板块塔板块塔板块塔板往上影响并不明显，所以依然往上影响并不明显，所以依然往上影响并不明显，所以依然往上影响并不明显，所以依然采用采用采用采用1616块板进料块板进料块板进料块板进料4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备精馏塔的优化精馏塔的优化精馏塔的优化精馏塔的优化:4.精馏塔的设计和优化精馏塔的设计和优化精馏塔的设计：精馏塔的设计：精馏塔的设计：精馏塔的设计：精馏塔的设计以精馏塔的设计以精馏塔的设计以精馏塔的设计以T2T2为例为例为例为例4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备物料衡算物料衡算：4.精馏塔的设计和优化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.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备精精精精馏馏塔塔塔塔T2(T2(T2(T2(筛筛板式板式板式板式)各各各各项项参数：参数：参数：参数：精馏塔精馏塔T2T2具体参数具体参数回流比回流比8.08.0理论板数理论板数2929进料位置进料位置1616全塔效率全塔效率0.7980.798塔高塔高19.7m19.7m塔径塔径1.891.89m m溢流堰堰长溢流堰堰长1.134m1.134m堰高堰高0.1m0.1m降液管宽度降液管宽度0.09m0.09m降液管面积降液管面积0.02545m0.02545m2 2降液管底隙宽度降液管底隙宽度0.02m0.02m塔板开孔面积塔板开孔面积0.2361m0.2361m2 2塔板开孔个数塔板开孔个数17931793个个塔板开孔率塔板开孔率10%10%4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备塔塔塔塔T1T1T1T1塔塔塔塔T2T2T2T2塔板数塔板数塔板数塔板数1515151529292929回流比回流比回流比回流比2 2 2 28 8 8 8进料位置进料位置进料位置进料位置8 8 8 816161616塔高塔高塔高塔高10.2m10.2m10.2m10.2m19.7m19.7m19.7m19.7m塔径塔径塔径塔径0.7m0.7m0.7m0.7m1.8m1.8m1.8m1.8m开孔率开孔率开孔率开孔率10%10%10%10%10%10%10%10%类类似于塔似于塔似于塔似于塔T2T2T2T2的的的的计计算，我算，我算，我算，我们们得出得出得出得出各精各精各精各精馏馏塔的重要参数：塔的重要参数：塔的重要参数：塔的重要参数：4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备换热器的计算和选型换热器的计算和选型换热器的计算和选型换热器的计算和选型:以以以以T2T2冷凝器为例冷凝器为例冷凝器为例冷凝器为例4.精馏塔精馏塔及附属设备及附属设备换热器的计算和选型换热器的计算和选型换热器的计算和选型换热器的计算和选型: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以以以以T2T2冷凝器为例冷凝器为例冷凝器为例冷凝器为例5.工艺计算结果工艺计算结果符合物料衡算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.工艺计算结果工艺计算结果物料结果:6.总结总结6.总结总结带控制点的工艺流程图:6.总结总结 我们在本次设计中着重于对我们在本次设计中着重于对工艺流程的工艺流程的选择选择和和流程中的优化流程中的优化：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。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在精馏塔的设计中对塔的各项参数做了各种优化。优化。3.只使用两个精馏塔，降低了安装及操作费用，只使用两个精馏塔，降低了安装及操作费用，节约能源消耗。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，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。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，感谢各位老师的指导，虽然用心在学习，虽然用心在学习，但是难免会有不足，但是难免会有不足，所以不完美的我们依然所以不完美的我们依然在路上结束结束