用無水乙醚從醋酸水溶液中萃取醋酸裝置設(shè)計課程設(shè)計-文庫吧
2024-12-29 14:09 本頁面
【正文】 以上物性數(shù)據(jù)可以看出：粘度 d=103pas較小有利于擴散，分散時消耗的能量較小。密度差 ＝282kg/m3較大有利于兩相的澄清及分離，有利于提高設(shè)備生產(chǎn)能力 界面張力 σ=（2）常溫下，醋酸—水—無水乙醚系統(tǒng)的平衡數(shù)據(jù)如下： 溶解度曲線數(shù)據(jù) 單位:%乙醚層水層乙醚水醋酸乙醚水醋酸00依以上數(shù)據(jù)分別做溶解線曲線與分配曲線如下：根據(jù)上述表格數(shù)據(jù)和物系情況，采取溶劑乙醚作萃取劑，在所涉及的濃度范圍內(nèi)，水與乙醚基本不互溶，可以近視為完全不互溶物系。在操作條件下，在所涉及的濃度范圍內(nèi)醋酸組分在兩相間的平衡關(guān)系如下： y= – 式中 y醋酸在萃取相中的質(zhì)量分數(shù) x醋酸在萃余相中的質(zhì)量分數(shù)醋酸水乙醚系統(tǒng)溶解線曲線醋酸水乙醚分配曲線四、流程選擇考慮過程的經(jīng)濟性，需要對萃取劑無水乙醚進行回收，循環(huán)使用，同時由于無水乙醚基本不溶于水，故采用下圖所示的萃取過程原則流程圖。原料液送入萃取塔，經(jīng)過萃取后，萃取相含有大量的萃取劑C和溶質(zhì)A組分，將該股物流送入精餾塔，經(jīng)精餾過程脫除萃取劑C，使萃取劑C和溶質(zhì)A組分得以分離，萃取劑返回萃取塔循環(huán)使用，精餾塔頂?shù)玫饺苜|(zhì)A作為產(chǎn)品，萃取塔底得到的萃余相中含有水和少量的溶質(zhì)A，送入下一道工序進行處理。五、溶劑用量確定由于原料液中溶質(zhì)的濃度較低，在萃取過程中，可以近似認為萃取相和萃余相的流量基本不變，所以可依全塔物料衡算方程及相平衡方程計算過程的溶劑用量。如圖所示，全塔的物料衡算方程為: E(y0y1)=R(x0x1)當(dāng)萃取劑用量不斷減少時，排除的萃取相中醋酸的濃度不斷升高，當(dāng)萃取相出口中醋酸的質(zhì)量分數(shù)y0達到與原料液中醋酸質(zhì)量分數(shù)x0呈平衡質(zhì)量分數(shù)y0＊時，萃取劑用量最小，故將上式中的y0用y0＊代替。由于萃取劑循環(huán)利用，％，則可得過程的最小溶劑比為（E/R）=（X0X1）/(Y0*Y1)=()/(*)=，則實際溶劑比為于是的萃取劑用量為 根據(jù)塔的物料衡算，可得該萃取塔得操作線方程為利用操作線方程，可以求得萃取相出口溶質(zhì)得質(zhì)量分數(shù)為根據(jù)分散相及連續(xù)相的選擇原則，這里選擇萃取相為分散相，而萃余相（原料液）作為連續(xù)相。六、萃取設(shè)備的選擇根據(jù)兩相接觸方式的不同，萃取設(shè)備可分為逐級接觸式和微分接觸式兩類。在逐級接觸式設(shè)備中，每一級均進行兩相的混合與分離，故兩液相的組成在級間發(fā)生階躍式變化。而在微分接觸式設(shè)備中，兩相逆流連續(xù)接觸傳質(zhì)，兩液相的組成則發(fā)生連續(xù)變化。 根據(jù)外界是否輸入機械能，萃取設(shè)備又可分為有外加能量和無外加能量兩類。若兩相密度差較大，萃取時，僅依靠液體進入設(shè)備時的壓力差及密度差即可使液體有較好分散和流動，此時不需外加能量即能達到較好的萃取效果；反之，若兩相密度差較小，界面張力較大，液滴易聚合不易分散，此時常采用從外界輸入能量的方法來改善兩相的相對運動及分散狀況萃取設(shè)備應(yīng)為萃取過程提供良好的傳質(zhì)條件，使液－液兩相充分接觸，同時伴有高度的湍流流動，保證兩相之間能迅速有效地進行質(zhì)量傳遞，同時，還應(yīng)該能夠及時地分離。影響萃取過程的因素較多，對于具體的萃取過程，選擇萃取設(shè)備的原則是：在滿足工藝條件和要求的前提下，使設(shè)備費和操作費之和趨于最低。通常選擇萃取設(shè)備時應(yīng)考慮以下因素：1．需要的理論級數(shù) 2．生產(chǎn)能力3．物系的物性4．物系的穩(wěn)定性和液體在設(shè)備內(nèi)的停留時間可以通過對通過能力、理論級數(shù)、物理性質(zhì)、密度差、粘度、兩液相比等來選擇適宜設(shè)備。對于選擇的物系有：通過能力 物理性質(zhì) 密度差 ＝282（ kg/）兩相粘度：連續(xù)相粘度 （pas）
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