化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页.docx

《化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页.docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化工原理课程设计任务书 zong (修复的)共32页 2022年 06月 工业背景及工艺流程 乙醛是无色、有刺激性气味的液体，密度比水小，沸点20.8，易挥 发、易燃烧且能和水、乙醇、乙醚、氯仿等互溶，因其分子中具有羰基，反应能力很强，容易发生氧化，缩合，环化，聚合及许多类型加成反应。乙醛也是一种重要的烃类衍生物在合成工业有机化工产品上也是一种重要的中间体。其本身几乎没有直接的用途，完全取决于市场对它的下游产品的需求及下游产品对生产路线的选择，主要用于醋酸、醋酐、醋酸乙烯等重要的基本有机化工产品，也用于制备丁醇、异丁醇、季戊四醇等产品。这些产品广泛应用于纺织、医药、塑料、化纤、染料、香料和食品

2、等工业。 国内乙醛生产方法有乙烯氧化法、乙醇氧化法和乙炔氧化法三种技术路线。工业上生产乙醛的原料最初采用乙炔，以后又先后发展了乙醇和乙烯路线。乙炔水化法成本高，因其催化剂汞盐的污染难以处理等致命缺点，现以基本被淘汰。乙醇氧化或脱氢法制乙醛虽有技术成熟，不需要特殊设备，投资省，上马快等优点，但成本高于乙烯直接氧化法。乙烯直接氧化法制乙醛。由于其原料乙烯来源丰富而价廉，加之反应条件温和，选择性好，收率高，工艺流程简单及“三废”处理容易等突出优点，深受世界各国重视，发展非常迅速，现以成为许多国家生产乙醛的主要方法。 精馏方案的确定： 精馏塔流程的确定; 塔型的选择; 操作压力的选定; 进料状态选定;

3、 加热方式等 所选方案必须： （1）满足工艺要求； （2）操作平稳、易于调节； （3）经济合理； （4）生产安全。 包括：流程的确定;塔型的选择;操作压力的选定;进料状态选定;加热方式等 操作压力选择 精馏可在常压、加压或减压下进行。 沸点低、常压下为气态的物料必须选用加压精馏；热敏性、高沸点 物料常用减压精馏。 进料状态的选择 一般将料液预热到泡点或接近泡点后送入塔内。这样可使： (1)塔的操作比较容易控制； (2)精馏段和提馏段的上升蒸汽量相近，塔径相似，设计制造比 较方便。 加热方式： （1）间接蒸汽加热 （2）直接蒸汽加热 适用场合：待分离物系为某轻组分和水的混合物。 优点：可省去再沸

4、器；并可利用压力较低的蒸汽进行加热。操作 费用和设备费用均可降低。 符号一览表 第一章精馏塔的工艺设计 1.1 基本数据 1.1.1 生产任务 处理量： 4600 kmol/h 各组分含量：（含乙醛） 0.9568 wt%(或mol%) （含水） 0.0432 wt%(或mol%) 1.1.2 分离要求 连续精馏操作压力： 0.12 MPa（D 1.08bar B 1.2bar） 塔顶产品组成： (含乙醛) 0.999 wt%(或mol%) 塔底残液组成： (含乙醛) 0.0002 wt%(或mol%) 1.1.3 设计条件和设计项目 设计相图 图1-1乙醛水系统相平衡xy图 图1-2乙醛水系

5、统相平衡pxy图 图1-3乙醛水系统相平衡txy图 1.2 物料衡算 采用模拟计算，模拟条件： 设定条件： 进料F= 4358.732 kmol/h 其中水占 0.9568 乙醛占 0.0432 塔顶中乙醛X D =0.999 塔釜中乙醛X W =0.0002 操作条件： 间接精馏， 轻关键组分在馏出物中的回收率=D*X D /(F*X F )=0.99557 重关键组分在馏出物中的回收率 =D*(1-X D )/(F*(1-X F )=0.000044995 压力1.2bar，塔顶压力1.0bar ，塔底压力1.2bar 泡点进料 塔顶全冷凝 1.2.1 物料衡算 由设定条件：进料F= 43

6、58.732 kmol/h 其中水占 0.9568 乙醛占 0.0432 塔顶中乙醛X D =0.999 塔釜中乙醛X W =0.0002 由 F = D + W F Xf = D X D + W X W 可得：D=187.651 kmol/h W= 4171.081 kmol/h 1.2.2 回流比的选择（简捷法精馏设计） （1）理论板与回流比图 图1-4 乙醛水系统理论板与回流比图 因为 R=(1.12.0)Rmin，且合理的理论板数应在上图曲线斜率绝对值较小的区域内选择。所以由上图得，选取理论板为18块。此时回流比为：1.39087392（下表得到） 表1-1 乙醛水系统理论板与回流比表 （2）简捷精馏计算结果 将由（1）得到的回流比带入ASPEN再次模拟得到： 表1-2 乙醛水系统简捷计算结果汇总表 1.2.3 严格精馏计算 有简捷计算结果进行精确计算，计算结果： 表1-3 乙醛水系统严格计算物料汇总表 1.2.4 辅助设备(塔顶冷凝器、塔釜再沸器等)的精确计算塔顶冷凝器：