乙酸乙酯和氯仿的分离研究及工艺包初步设计

发布时间：2017-09-01 13:02

  本文关键词：乙酸乙酯和氯仿的分离研究及工艺包初步设计

  更多相关文章： 乙酸乙酯 氯仿 萃取精馏 共沸精馏 工艺包

【摘要】：本文简要介绍了乙酸乙酯、氯仿的性质和用途。在农药生产过程中,产生乙酸乙酯和氯仿的混合溶剂,由于二者形成最高共沸物,采用普通精馏难以分离,本文提出萃取精馏和共沸精馏两种分离方案,并分别对操作参数进行优化。首先通过萃取剂筛选方法,筛选出合适的萃取剂范围,采用模拟软件和汽液平衡釜对萃取剂进行筛选,最终选择乙二醇作为萃取剂分离乙酸乙酯和氯仿混合物,采用Aspen Plus模拟软件考察了理论塔板数、萃取剂和原料进料位置、溶剂比、塔顶出料量、回流比等六个因素对分离效果的影响。结果表明,在优化条件下,乙酸乙酯纯度高达99.99wt%,收率为99.52%。对溶剂回收塔操作参数进行优化,最终得到氯仿纯度为99.88wt%,收率为99.87%。其次进行共沸精馏研究,筛选出合适的共沸剂,最终选择水作为共沸剂分离乙酸乙酯和氯仿,采用Aspen Plus模拟软件考察了理论塔板数、共沸剂和原料进料位置、塔顶处理量、回流比等五个因素对分离效果的影响。结果表明,在优化条件下,氯仿纯度为97.23wt%,氯仿收率为96.60%,塔釜再沸器热负荷为28.35kw。对比两种分离方案,最终选择共沸精馏的分离方案。采用水作为共沸剂分离乙酸乙酯和氯仿,并进行实验验证,共沸精馏塔塔顶的氯仿含量为95.13wt%,塔釜乙酸乙酯含量为96.7wt%。最后进行中试工艺包的初步设计,工艺包的设计主要包括设计前提、设计基础和工艺说明三部分内容。设计基础包括概况、装置规模、原料规格、性能指标的设计等；工艺说明中阐述了工艺方案、工艺操作条件、工艺流程图(PID)、设备图、平面布置图、工艺管道及仪器仪表一览表等。本文对乙酸乙酯-氯仿混合溶液的萃取精馏以及共沸馏分离进行了研究分析,并进行了工艺包的初步设计,为进一步的中试研究提供了基础。
【关键词】：乙酸乙酯 氯仿 萃取精馏 共沸精馏 工艺包
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ028
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 氯仿和乙酸乙酯概述9
• 1.1.1 乙酸乙酯的性质和用途9
• 1.1.2 三氯甲烷的基本性质9
• 1.2 共沸物的分离方法9-14
• 1.2.1 萃取精馏10-11
• 1.2.2 共沸精馏11-12
• 1.2.3 变压精馏12-14
• 1.3 研究背景14
• 1.4 研究内容14-16
• 第二章 萃取精馏的萃取剂筛选16-31
• 2.1 萃取精馏概述16-18
• 2.1.1 间歇萃取精馏(BED)16-17
• 2.1.2 连续萃取精馏(CED)17-18
• 2.2. 萃取剂的选择标准18-21
• 2.2.1 萃取剂的选择原则18
• 2.2.2 萃取剂的微观机理18-19
• 2.2.3 萃取剂的选择性表征19-20
• 2.2.4 萃取剂的初步筛选20-21
• 2.3 Aspen Plus单级萃取模拟21-27
• 2.3.1 Aspen Plus软件简介21
• 2.3.2 分离方法的选择21-22
• 2.3.3 原料组成分析22-23
• 2.3.4 Aspen Plus萃取剂筛选模拟23-27
• 2.4 汽液平衡法筛选萃取剂27-30
• 2.4.1 实验条件及装置28-29
• 2.4.1.1 实验试剂28
• 2.4.1.2 实验条件28
• 2.4.1.3 实验装置28-29
• 2.4.2 实验步骤29-30
• 2.4.3 实验结果30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 萃取精馏过程模拟研究31-41
• 3.1 模拟装置图31
• 3.2 模拟参数31-32
• 3.3 萃取精馏过程影响因数的模拟研究32-39
• 3.3.1 溶剂比的变化对萃取精馏分离的影响32-33
• 3.3.2 塔顶出料量对萃取精馏分离的影响33-34
• 3.3.3 回流比对萃取精馏分离的影响34-35
• 3.3.4 塔板数对萃取精馏分离的影响35-37
• 3.3.5 萃取剂进料位置对萃取精馏分离的影响37-38
• 3.3.6 原料进料位置对萃取精馏分离的影响38-39
• 3.4 溶剂回收塔模拟优化39-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第四章 共沸精馏的共沸剂筛选41-49
• 4.1 共沸精馏概念41-43
• 4.1.1 非均相共沸精馏41-42
• 4.1.2 均相共沸精馏42-43
• 4.2 共沸剂的选择原则43-44
• 4.3 共沸剂筛选44-45
• 4.4 乙酸乙酯-氯仿-水的热力学分析45-48
• 4.4.1 乙酸乙酯-氯仿-水剩余曲线图45-46
• 4.4.2 乙酸乙酯-氯仿、氯仿-水的汽液平衡相图46-47
• 4.4.3 乙酸乙酯-氯仿-水三元相图47-48
• 4.5 小结48-49
• 第五章 共沸精馏模拟及实验研究49-59
• 5.1 分离方案确定49
• 5.2 模拟参数49-50
• 5.3 共沸精馏过程影响因素的模拟研究50-56
• 5.3.1 原料进料位置对共沸精馏分离的影响50-51
• 5.3.2 共沸剂进料位置对共沸精馏分离的影响51-52
• 5.3.3 塔顶出料量对共沸精馏分离的影响52-53
• 5.3.4 回流比对共沸精馏分离的影响53-54
• 5.3.5 共沸剂用量对共沸精馏分离的影响54-55
• 5.3.6 小结55-56
• 5.4 两种分离方案对比56
• 5.5 实验验证56-58
• 5.5.1 实验装置56-57
• 5.5.2 实验步骤57-58
• 5.5.3 实验结果58
• 5.6 本章小结58-59
• 第六章 工艺包初步设计59-70
• 6.1 设计基础59-63
• 6.1.1 共沸精馏塔参数的计算59-60
• 6.1.1.1 操作湿度的计算59
• 6.1.1.2 塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量59-60
• 6.1.1.3 平均密度的计算60
• 6.1.1.4 平均表面张力的计算60
• 6.1.2 共沸精馏塔塔径的计算60-62
• 6.1.2.1 塔径计算原理60-61
• 6.1.2.2 共沸精馏塔径的计算61-62
• 6.1.3 塔板间距的确定62-63
• 6.1.4 共沸精馏塔塔高的计算63
• 6.1.5 共沸精馏塔设计的主要数据63
• 6.2 工艺流程图(PID)63-64
• 6.3 平面布置图64-67
• 6.4 主要设备表及自控仪表67-69
• 6.5 卫生、安全、环保要点说明69
• 6.6 本章小结69-70
• 第七章 结论70-71
• 符号说明71-72
• 参考文献72-77
• 在读期间发表的学术论文及研究成果77-78
• 致谢78

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本文编号：772222