用無(wú)水乙醚從醋酸水溶液中萃取醋酸裝置設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-wenkub
2023-01-28 14:09:22 本頁(yè)面
【正文】 分散相，要求最后的萃余相中醋酸的組成低于2％設(shè)計(jì)任務(wù)及操作條件⑴、設(shè)計(jì)任務(wù)：處理量：4000kg/h 原料組成：30％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）分離要求：萃余相中醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2％⑵、 操作條件操作溫度：25℃操作壓力：常壓⑶、 設(shè)備型式 ：轉(zhuǎn)盤萃取塔 3 設(shè)計(jì)萃取塔萃取塔類型和規(guī)格：自選。單級(jí)萃取對(duì)給定組分所能達(dá)到的萃取率（被萃組分在萃取液中的量與原料液中的初始量的比值）較低，往往不能滿足工藝要求，為了提高萃取率，可以采用多種方法：①多級(jí)錯(cuò)流萃取 ②多級(jí)逆流萃取 ③連續(xù)逆流萃取設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介現(xiàn)以無(wú)水乙醚從水溶液中萃取醋酸。多級(jí)逆流萃取的料液與萃取劑分別從（或）的兩端加入，在級(jí)間作逆向流動(dòng)，最后成為萃余液和萃取液,各自從另一端離去，料液和萃取劑各自經(jīng)過(guò)多次萃取，因而萃取率較高，萃取液中被萃組分的濃度也較高，這是工業(yè)萃取常用的流程。因此，為保證萃取劑具有較大的處理能力和較高的傳質(zhì)的效率，以降低過(guò)程的成本，通常溶劑的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1） 萃取劑的物性：密度、粘度、界面張力、兩相密度差、分配系數(shù)（2） 萃取劑的選擇性（3） 萃取劑S與稀釋B的互溶度（4） 萃取劑回收的難易與經(jīng)濟(jì)性綜合考慮以上幾點(diǎn)初步選擇無(wú)水乙醚作為萃取劑（1）查參考文獻(xiàn)資料,查得已知25℃常壓時(shí)，連續(xù)相密度c=996kg/m3 , 流動(dòng)相粘度c＝103pa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(wú)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。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(shí)，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?jǐn)?shù)y0達(dá)到與原料液中醋酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)x0呈平衡質(zhì)量分?jǐn)?shù)y0＊時(shí)，萃取劑用量最小，故將上式中的y0用y0＊代替。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。通常選擇萃取設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮以下因素：1．需要的理論級(jí)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(shí)間可以通過(guò)對(duì)通過(guò)能力、理論級(jí)數(shù)、物理性質(zhì)、密度差、粘度、兩液相比等來(lái)選擇適宜設(shè)備。轉(zhuǎn)盤塔利用旋轉(zhuǎn)圓盤所施加的機(jī)械能，使兩相得到很好的分散與混合，以獲得高的傳質(zhì)速率。于是，實(shí)際上，塔內(nèi)連續(xù)相的流速為＝分散相的流速為＝塔高計(jì)算（1）軸向擴(kuò)散系數(shù) Stemerding提出連續(xù)相的軸相擴(kuò)散系數(shù)可由下式計(jì)算分散相擴(kuò)散系數(shù)＝（2）傳質(zhì)單元數(shù) 采用平均推動(dòng)力法計(jì)算過(guò)程得傳質(zhì)單元數(shù)＝＝＝＝（3）液滴平均直徑和傳質(zhì)比表面的計(jì)算：利用Klee－Trebal方法由計(jì)算dp，先判斷液滴平均直徑是否大于臨界值。 分散單元高度可用下式求得: 表觀傳質(zhì)單元高度：得L的第一次試驗(yàn)算值此值與L相差較大，所以要重復(fù)迭算重復(fù)迭代：LL==重設(shè)L=真實(shí)傳質(zhì)單元數(shù)為： 為計(jì)算分散彈元高度，先計(jì)算由關(guān)中間變量。成串的固定環(huán)在塔內(nèi)：在塔體底部?jī)?nèi)壁焊上幾個(gè)耳環(huán)，用以支撐成串的固定環(huán)，拉桿用螺距固定在耳架上。轂套在軸上，然后用轂上的緊定螺釘固定在正確位置。轉(zhuǎn)盤塔中的圓盤,若換成渦輪攪拌器,大塔有用閉式渦輪的.不論轉(zhuǎn)盤或渦輪,不僅要保證各定環(huán)之間,各轉(zhuǎn)盤之間的距離正確,轉(zhuǎn)盤間靠軸上定位
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