分离工程大作业乙腈与水变压精馏模拟过程定稿版
萃取精馏法分离醋酸-水模拟设计
浙江科技学院本科毕业设计(2016届)题目萃取精馏法精制醋酸工艺过程设计学院生化/轻工学院专业化学工程与工艺班级化工121学号5120420023学生姓名吕轶指导教师刘赫扬完成日期2016年5月21日浙江科技学院毕业设计（论文）、学位论文版权使用授权书本人吕轶学号5120420023 声明所呈交的毕业设计（论文）、学位论文《萃取精馏法精制醋酸工艺过程设计》，是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
本毕业设计（论文）、学位论文作者愿意遵守浙江科技学院关于保留、使用学位论文的管理办法及规定，允许毕业设计（论文）、学位论文被查阅。
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（保密的学位论文在解密后适用本授权书）论文作者签名：导师签名：签字日期：2016年5月21日签字日期：2016年5月21日萃取精馏法精制醋酸工艺过程设计学生姓名：吕轶指导教师：刘赫扬（浙江科技学院生物与化学工程学院/轻工学院）摘要：本文在介绍醋酸-水体系分离方法的基础上，以NMP（N-甲基吡咯烷酮）作为萃取剂，对醋酸-水溶液萃取精馏过程进行研究分析，利用软件Aspen Plus 进行萃取精馏过程的模拟，得出的数据代入Exchanger Design and Rating对换热器进行设计选型。
用SW6-2011对塔设备进行壁厚的设计，最后对其做经济分析。
模拟计算时，物性方法选用NRTL，规定醋酸溶液的进料浓度为60%、流率为550kmol/h，精馏塔选择Radfrac模块，主要研究了醋酸-水精馏塔的理论塔板数、回流比、进料位置、萃取剂用量对精馏过程的影响。
分离乙醇水精馏塔设计含工艺流程图和塔设备图
分离乙醇水精馏塔设计含工艺流程图和塔设备图集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员：所在班级：化学工程与工艺成绩：指导老师：日期：化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。
（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）e）单板压降 kPa。
三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、设计内容：1、设计说明书的内容1）精馏塔的物料衡算；2）塔板数的确定；3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5）塔板主要工艺尺寸的计算；6）塔板的流体力学验算；7）塔板负荷性能图；8）精馏塔接管尺寸计算；9）对设计过程的评述和有关问题的讨论；2、设计图纸要求；1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）；2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）；五、设计基础数据：1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。
一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。
塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤。
三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成 xF＝＝原料乙醇组成塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D2）塔板数的确定：甲醇—水属非理想体系，但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。
分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)
分离乙醇-水的精馏塔设计设计人员：所在班级：化学工程与工艺成绩：指导老师：日期：化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。
（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）e）单板压降 kPa。
三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、设计内容：1、设计说明书的内容1）精馏塔的物料衡算；2）塔板数的确定；3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5）塔板主要工艺尺寸的计算；6）塔板的流体力学验算；7）塔板负荷性能图；8）精馏塔接管尺寸计算；9）对设计过程的评述和有关问题的讨论；2、设计图纸要求；1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）；2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）；五、设计基础数据：1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。
一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。
塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。
三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成 xF＝＝0.1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D2）塔板数的确定：甲醇—水属非理想体系，但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。
乙醇-水精馏实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除乙醇-水精馏实验报告篇一：精馏法分离乙醇—水报告化工基础实验报告精馏法分离乙醇—水体系姓名：李伟峰学号：系别：_____化学工程系______专业：石油加工生产技术年级：20XX级同组人：_赖仪凤,周春丹,陈茂飞,李伟勇指导教师：_____陈少峰，梁燕，________20XX年11月13一、实验目的(1)熟悉板式塔的结构及精馏流程；(2)理论联系实际，掌握精馏塔的操作；(3)学会精馏塔塔效率的测定方法。
(4)了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程。
(5)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。
(6)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
(7)掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素。
(8)掌握用图解法求取理论板数的方法。
二．实验方法本实验采用精馏法对乙醇—水混合液进行分离提纯，通过对全回流和部分回流条件下各参数的测定，进而由图解法求取其理论塔板数，确定出最适宜的精馏分离操作条件，并采用等板高度（heTp）来表示其分离能力。
1.实验装置与流程本实验装置的主体设备是填料精馏塔，配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、进料泵和一些测量、控制仪表。
精馏装置由板式精馏塔主体(包括塔釜、塔身和塔顶冷凝器)、加料系统，产品贮槽及测量仪表所组成。
本精馏装置所采用的精馏塔为筛板塔，塔内径为50mm，塔板15块，板间距为100mm，开孔率4-6%、降液管管径φ14*2；塔釜以2支1kw的电加热棒进行加热，其中一支是常加热，而另一支通过自耦变压器可在0～1kw范围内调节；塔顶为盘管式冷凝器，上升蒸汽在盘管外冷凝，冷凝液流至分配器储槽，一部分回流至塔内，一部分作为产品输出。
料液由泵输送，经转子流量计计量后加入塔内。
本实验料液为乙醇溶液，由进料泵打入塔内，釜内液体由电加热器加热汽化，经填料层内填料完成传质传热过程，进入盘管式换热器管程，壳层的冷却水全部冷凝成液体，再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
化工模拟实训作业(甲醇-水精馏分离过程模拟计算 )
吉林化工学院化工过程模拟实训报告题目：甲醇-水精馏分离过程模拟计算教学院石油化工学院专业班级化工1204班学生学号 12110432学生姓名常月指导教师刘艳杰2014 年9月28日1、软件功能简介Aspen Plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。
AspenPlus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。
该项目称为“过程工程的先进系统”，并于1981年底完成。
1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。
该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。
Aspen Plus是AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。
自动的把流程模型与工程知识数据库、投资分析，产品优化和其它许多商业流程结合。
Aspen Plus包括数据，物性，单元操作模型，内置缺省值，报告及为满足其它特殊工业应用所开发的功能。
比如像电解质模拟，Aspen Plus主要的功能如下:（1）Windows交互性界面（2）图形向导（3）EO模型（4）ActiveX (OLE Automation)控件全面的单元操作：包括气/液，气/液/液，固体系统和用户模型。
（1）ACM Model Export选项（2）热力学物性（3）收敛分析（4）Calculator models 计算模式（5）灵敏度分析（6）案例研究（7）Design Specification 功能:（8）数据拟合（9）优化功能（10）开放的环境2、已知基础数据及分离任务（1）已知基础数据F1：35℃，101kPa，1000 kg/hr的甲醇(62%w)-水(38%w)。
乙醇-水精馏实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除乙醇-水精馏实验报告篇一：精馏法分离乙醇—水报告化工基础实验报告精馏法分离乙醇—水体系姓名：李伟峰学号：系别：_____化学工程系______专业：石油加工生产技术年级：20XX级同组人：_赖仪凤,周春丹,陈茂飞,李伟勇指导教师：_____陈少峰，梁燕，________20XX年11月13一、实验目的(1)熟悉板式塔的结构及精馏流程；(2)理论联系实际，掌握精馏塔的操作；(3)学会精馏塔塔效率的测定方法。
(4)了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程。
(5)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。
(6)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
(7)掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素。
(8)掌握用图解法求取理论板数的方法。
二．实验方法本实验采用精馏法对乙醇—水混合液进行分离提纯，通过对全回流和部分回流条件下各参数的测定，进而由图解法求取其理论塔板数，确定出最适宜的精馏分离操作条件，并采用等板高度（heTp）来表示其分离能力。
1.实验装置与流程本实验装置的主体设备是填料精馏塔，配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、进料泵和一些测量、控制仪表。
精馏装置由板式精馏塔主体(包括塔釜、塔身和塔顶冷凝器)、加料系统，产品贮槽及测量仪表所组成。
本精馏装置所采用的精馏塔为筛板塔，塔内径为50mm，塔板15块，板间距为100mm，开孔率4-6%、降液管管径φ14*2；塔釜以2支1kw的电加热棒进行加热，其中一支是常加热，而另一支通过自耦变压器可在0～1kw范围内调节；塔顶为盘管式冷凝器，上升蒸汽在盘管外冷凝，冷凝液流至分配器储槽，一部分回流至塔内，一部分作为产品输出。
料液由泵输送，经转子流量计计量后加入塔内。
本实验料液为乙醇溶液，由进料泵打入塔内，釜内液体由电加热器加热汽化，经填料层内填料完成传质传热过程，进入盘管式换热器管程，壳层的冷却水全部冷凝成液体，再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
乙醇-水精馏实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除乙醇-水精馏实验报告篇一：精馏法分离乙醇—水报告化工基础实验报告精馏法分离乙醇—水体系姓名：李伟峰学号：系别：_____化学工程系______专业：石油加工生产技术年级：20XX级同组人：_赖仪凤,周春丹,陈茂飞,李伟勇指导教师：_____陈少峰，梁燕，________20XX年11月13一、实验目的(1)熟悉板式塔的结构及精馏流程；(2)理论联系实际，掌握精馏塔的操作；(3)学会精馏塔塔效率的测定方法。
(4)了解填料精馏塔的基本结构，熟悉精馏的工艺流程。
(5)掌握精馏过程的基本操作及调节方法。
(6)掌握测定塔顶、塔釜溶液浓度的实验方法。
(7)掌握精馏塔性能参数的测定方法，并掌握其影响因素。
(8)掌握用图解法求取理论板数的方法。
二．实验方法本实验采用精馏法对乙醇—水混合液进行分离提纯，通过对全回流和部分回流条件下各参数的测定，进而由图解法求取其理论塔板数，确定出最适宜的精馏分离操作条件，并采用等板高度（heTp）来表示其分离能力。
1.实验装置与流程本实验装置的主体设备是填料精馏塔，配套的有加料系统、回流系统、产品出料管路、残液出料管路、进料泵和一些测量、控制仪表。
精馏装置由板式精馏塔主体(包括塔釜、塔身和塔顶冷凝器)、加料系统，产品贮槽及测量仪表所组成。
本精馏装置所采用的精馏塔为筛板塔，塔内径为50mm，塔板15块，板间距为100mm，开孔率4-6%、降液管管径φ14*2；塔釜以2支1kw的电加热棒进行加热，其中一支是常加热，而另一支通过自耦变压器可在0～1kw范围内调节；塔顶为盘管式冷凝器，上升蒸汽在盘管外冷凝，冷凝液流至分配器储槽，一部分回流至塔内，一部分作为产品输出。
料液由泵输送，经转子流量计计量后加入塔内。
本实验料液为乙醇溶液，由进料泵打入塔内，釜内液体由电加热器加热汽化，经填料层内填料完成传质传热过程，进入盘管式换热器管程，壳层的冷却水全部冷凝成液体，再从集液器流出，一部分作为回流液从塔顶流入塔内，另一部分作为产品馏出，进入产品贮罐；残液经釜液转子流量计流入釜液贮罐。
萃取精馏分离乙腈-正丙醇二元共沸物
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KEY WORDS： Extractive distillation, Acetonitrile, 1-propanol, solvent,
simulation
目 录
第一章 文献综述.................................................................................................. 1 1.1 乙腈与正丙醇.......................................................................................... 1 1.1.1 乙腈与正丙醇的性质................................................................... 1 1.1.2 乙腈与正丙醇的分离................................................................... 1 1.2 萃取精馏.................................................................................................. 1 1.2.1 连续萃取精馏............................................................................... 2 1.2.2 间歇萃取精馏............................................................................... 3 1.2.2.1 间歇萃取精馏操作方式.................................................... 3 1.2.2.2 间歇萃取精馏的操作过程................................................ 4 1.2.2.3 间歇萃取精馏塔结构........................................................ 5 1.2.2.4 间歇萃取精馏的操作可行性............................................ 7 1.3 萃取剂的选择.......................................................................................... 9 1.3.1 萃取剂选择因素........................................................................... 9 1.3.2 萃取剂选择方法......................................................................... 11 1.4 本文研究内容........................................................................................ 13 第二章 萃取剂的选择........................................................................................ 14 2.1 气液平衡................................................................................................ 14 2.1.1 气液平衡分类............................................................................. 14 2.2 萃取剂的选择........................................................................................ 14 2.2.1 正丙醇-乙腈的气液平衡 .......................................................... 14 2.2.2 定性选择萃取剂......................................................................... 15 2.2.2.1 根据氢键选择萃取剂...................................................... 15 2.2.2.2 根据极性选择萃取剂...................................................... 16 2.2.3 定量选择萃取剂......................................................................... 17 2.2.3.1UNIFAC 法选择萃取剂 ................................................... 17 2.2.3.2 UNIFAC 法选择乙腈与正丙醇萃取剂的过程 .............. 19 2.3 N-甲基吡咯烷酮作用下的气液平衡 ................................................... 22 2.3.1 实验装置..................................................................................... 22 2.3.2 实验试剂..................................................................................... 22 2.3.3 分析条件..................................................................................... 23
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分离工程大作业乙腈与
水变压精馏模拟过程
HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
(1) 流程的确定
建立如图所示的流程图。
流程的描述：原料在合适的位置进入低压塔TOWER1，塔顶出共沸组成，塔底为水出口；
塔顶共沸组成经泵加压后进入高压塔TOWER2，塔底为合格的已经产品，塔顶为高压下共
沸物，循环回一塔TOWER1。
(2) 物性方法的选择
根据文献介绍，用ASPEN物性数据库中的NRTL模型计算得出的乙腈-水共沸物的汽液平衡
数据和实际值基本一致，故选用NRTL模型为本次模拟的物性方法。
(3) 模拟参数
进料组成为60%的乙腈和40%的水(质量分数),假定流量为100kg/h。分离出的产品：
99.9%乙腈（质量分数）。
(4) 两塔的压强的确定
根据变压精馏的原理可得，不同压力下的共沸组成差别越大，循环的物流量就越少，循环
量越少，那么能耗就会相应地降低；但是高压或者是真空下操作又会影响我们塔的投资费
用。
经过文献调研，吸取他人的工程经验最终选择0.4bar和3.5bar。作为塔的操作压力。
(5) 流程的模拟
根据变压精馏的原理可得：当压力确定时，流程中每一股物流的量大致是确定的。可以根
据公式（书上的公式）计算出。也就是说，塔的塔顶采出率和塔底采出率都是定值，也只
有在这个定值下，流程才能够物料守恒而收敛。
同时由于，如果两塔同时给定塔顶采出率或者塔底采出率时，很难收敛。故选择TOWER1
给定塔顶采出率，TOWER2给定塔底采出率。
所以，先计算出大概的初值，然后再在附近调试，是流程能够顺利收敛。
最终初次收敛时的参数如下图所示：
TOWER1的初始参数如下图所示：
TOWER2初始参数如下图所示:
(6) 流程的优化（这个想一想）
根据变压精馏的原理
(1) 分离要求对回流比无明显要求，0.1,0.01，0.001都能满足分离要求。（可能没到
那个限度吧？思考ing）
(2) 鉴于此，将回流比分别定为0.001和0.005；在此回流比下对塔板数进行灵敏度分
析，观察塔板数和进料位置对产品纯度的影响。
低压塔的灵敏度分析：
S-1:进料位置为3；最终选择8块板。
S-2：塔板数为8；最终选择3.
高压塔的灵敏度分析：
S-1:进料位置为3；最终选择10块板。
S-2：塔板数为10；最终选择3.
最终优化结果为：
TOWER1
TOWER2