【正文】 .. 2 環(huán)氧環(huán)己烷的精餾分離 ................................................ 2 環(huán)氧環(huán)己烷精制工藝的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................. 3 第二 章 設計方案 ............................................. 5 設計方案 ............................................................ 5 工藝的選用 .......................................................... 5 第 三 章 精制工段工藝設計 ...................................... 6 設計條件 ............................................................ 6 精餾塔的設計 ........................................................ 6 精餾塔的物料衡算 .................................................. 6 塔板數(shù)的確定 ...................................................... 7 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 .............................. 9 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 ......................................... 14 塔板主要工藝尺寸計算 ............................................. 17 塔板流體力學驗算 ................................................. 19 塔板負荷性能 ..................................................... 22 附屬設備的設計 ..................................................... 26 全凝器的設計 ..................................................... 26 再沸器的設計 ..................................................... 26 原料預熱器的設計 ................................................. 27 法蘭的設計 ....................................................... 28 接管的計算與選擇 ................................................. 28 第 4 章 自動控制系統(tǒng) ........................................ 30 自動控制概述及要求 ................................................. 30 自動控制設計 ....................................................... 31 第 5 章 廠區(qū)布置 ............................................ 32 概述 ............................................................... 32 布置原則及方法 ..................................................... 32 結論 ....................................................... 34 致謝 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。此外，還對一些輔助設備進行了設計，包括全凝器、再沸器和原料預熱器，對本設計中需要的自動控制系統(tǒng)也有簡單的介紹。cyclohexene。環(huán)氧環(huán)己烷的用途很廣，可作為中間體用于制備農(nóng)藥克螨特，己二酸、尼龍 6環(huán)氧類涂料、橡膠促進劑、燃料等化工產(chǎn)品也是一種應用領域非常廣泛的有機溶劑， 為此，研究開發(fā)經(jīng)濟適用的高純環(huán)氧環(huán)己烷 的生產(chǎn)技術具有重要意義。本設計通過使用熱量衡算、物料衡算等方法，對操作壓力、溫度、塔板數(shù)、所用塔的個數(shù)進行計算，設計出所用的洗液的濃度和用量、以及副產(chǎn)物的合理 循環(huán)利用等，以得到高質(zhì)量的環(huán)氧環(huán)己烷產(chǎn)品。由于 1,2環(huán)氧環(huán)己烷分子結構中存在十分活潑的環(huán)氧基，使其能與胺、酚、醇、羧酸等反應生成一系列高附加值的化合物。因此，化學合成法是生產(chǎn)環(huán)氧環(huán)己烷的主要方法。在工藝路線設計及催化劑的選擇上采用以過氧化氫為氧源，在溫和的條件下由環(huán)己烯催化環(huán)氧化直接合成環(huán)氧環(huán)己烷。關于熱敏性物料的分離，有很多種方法，常見的有精餾、溶劑萃取、膜分離等技術?；诖死碚?，工業(yè)上對熱敏性物料的分離主要采用以下兩種方法： （ 1） 采用減壓或高真空精餾，降低蒸氣壓 在減壓下，純物質(zhì)的沸點較正常壓力下要低。特別對易燃易爆物質(zhì)，當設備內(nèi)漏入空氣時，有爆炸的危險。 環(huán)氧環(huán)己烷的分離采用常壓間歇精餾與減壓間歇精餾相結合的方法。為達到預定的要求，實際操作可以靈活多樣。 環(huán)氧環(huán)己烷精制工藝的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 關于環(huán)氧環(huán)己烷分離提純方法主要 是以 環(huán)氧環(huán)己烷作為環(huán)己酮的副產(chǎn)進行分離提純 ， 對以環(huán)氧環(huán)己烷為合成產(chǎn)品進行分離的文獻報道較少。 岳陽石化唐前中等先將輕質(zhì)油進行常壓預蒸餾，收集 128~135℃ 的餾分 （ 為環(huán)氧環(huán)己烷和正戊醇的混合物 ） 將此餾份 54 份，另加入 46 份水，再進行常壓蒸餾，收集 （ 90177。 日本 Tahara 等曾在 1974 年提出一種回收環(huán)氧環(huán)己烷的方法。對于二元混合物的分離，應采用常壓下的連續(xù)精餾裝 置。 工藝的選用 雙氧水催化氧化環(huán)己烯制備環(huán)氧環(huán)己烷過程中所得到的產(chǎn)物是一種含有多組分的混合物，環(huán)氧環(huán)己烷需要通過分離達到一定純度后方可被利用。 由環(huán) 己烯 環(huán)氧環(huán)己烷的汽液平衡數(shù)據(jù)繪出 xy 圖，如下 : 表 各組分的飽和蒸汽壓與溫度的關系 溫度 T/℃ 環(huán)己烯（ Pa） 環(huán)氧環(huán)己烷（ Pa） 總壓（ Pa） x y 90 101330 92 101330 94 101330 96 101330 98 101330 100 101330 102 101330 104 101330 106 101330 108 101330 110 101330 8 圖 環(huán)己烯 環(huán)氧環(huán)己烷的汽液平衡圖 最小回流比及操作回流比 采用作圖法求最小回流比。39。L39。 為求出塔內(nèi)不同位置的物性數(shù)據(jù)，需確定所處的溫度，由于塔內(nèi)由上向下溫度不斷上升，因此物性數(shù)據(jù)也不斷變化，在設計中可利用不 同塔段的平均溫度以求得近似的物性數(shù)據(jù)。 10 8590951001051101150 1x(y)T/℃ 圖 汽液相平衡圖 繪制汽液相平衡圖如圖 可得以下溫度： 塔頂溫度： tD= ℃ 塔釜溫度： tw= ℃ 加料板溫度： tF= ℃ 精餾段平均溫度為： ℃ 提餾段平均溫度為： ℃ 全塔平均溫度為： ℃ 表 各組分 的 飽和蒸汽壓與溫度 的 關系 溫度（ ℃ ） 環(huán)己烯（ Pa） 環(huán)氧環(huán)己烷（ Pa） 80 82030 24940 90 115100 37250 100 159400 54030 110 214100 76350 120 282600 105400 查表 并計算精餾段 A 物質(zhì)的蒸汽壓： PA，精 =115100+（ 159400115100）（ ） /10= 精餾段 B 物質(zhì)的蒸汽壓： PB，精 =37250+（ 5403037250）（ ） /10= kPa 提餾段 A 物質(zhì)的蒸汽壓： PA，提 =159400+（ 214100159400）（ ） /10= kPa 提餾段 B 物質(zhì)的蒸汽壓： PB，提 =54030+（ 7635054300） （ ） /10= kPa 全塔 A 物質(zhì)的蒸汽壓： 11 a1 5 2 5 7 7 . 8 k P)909 8 . 4 6(10 1 1 5 1 0 01 5 9 4 0 01 1 5 1 0 0)tt(10 pppp A????????? 下下上下 查表 并計算全塔 B 物質(zhì)的蒸汽壓： a5 1 4 4 5 . 8 8 k P)909 8 . 4 6(10 3 7 2 5 05 4 0 3 03 7 2 5 0)tt(10 pppp B????????? 下下上下 精餾段相對揮發(fā)度 j? ： 361 5953pp BAj ???? ?? 提餾段相對揮發(fā)度 i? ： BAi ???? ?? 全塔相對揮發(fā)度 ? ： )( ji ?????? 平均摩爾質(zhì)量 塔頂汽液混合物平均摩爾質(zhì)量： 由 1D ?? 和相平衡方 1) y)(y/ (=x ?? 得 x1= MVDm=+=（ kg/kmol） MLDm=+=（ kg/kmol） 進料板汽液混合物平均摩爾質(zhì)量： 由 Fx =y2= 和相平衡方程 1) y)(y/ (=x ?? 得 x2= MVFm=+=（ kg/kmol） MLFm=+=（ kg/kmol） 塔頂汽液混合物平均摩爾質(zhì)量： 由 Wx =y3= 和相平衡方 1) y)(y/ (=x ?? 得 x2= MVWm=+=（ kg/kmol） MLWm=+=（ kg/kmol） 精餾段汽液混合物平均摩爾質(zhì)量： MVm=（ +） /2=（ kg/kmol） MLm=（ +） /2=（ kg/kmol） 12 提餾段汽液混合物平均摩爾質(zhì)量： MVn=（ +） /2=（ kg/kmol） MLn=（ +） /2=（ kg/kmol） 平均密度 氣相平均密 度 由理想氣體狀態(tài)方程計算，即 精餾段 ρVm= ?nVnnRTMp ? ? ??? ? （ kg/m3） 提餾段 ρVn= ?nVnnRTMp ? ? ??? ? （ kg/m3） 液相平均密度 內(nèi)插關系式： )tt(10下下上下 ???????? 液相混合物密度： BBAA aa1 ????? 其中， Aa 、 Ba 分別為環(huán)己烯（ A），環(huán)氧環(huán)己烷（ B）組分的質(zhì)量分率， A? 、 B?分別為 A， B 純組分的密度。 塔徑計算需要確定空塔氣速 u，空塔氣速由極限空塔氣速（最大空塔氣速） maxu 乘以安全系數(shù)得到，計算空塔氣速需要知道操作物系的負荷系數(shù) C， C 值由表面張力為20dyn/cm的物系負荷系數(shù) 20C 計算而得， 20C 由史密斯關聯(lián)圖查得。V 3VnVn39。L39。V39。u Ts ??? 精餾塔有效高度的計算 精餾段有效高度為 Z 精 =（ N 精 ? 1） HT=（ 13? 1） =（ m） 提餾段有效高度為 Z 提 =（ N 提 ? 3） HT=（ 13? 3） =（ m） 在進料板處及提餾段各開 1 個人孔，其高度均為 ，故精餾塔的有效高度為 Z 有效 =（ Z 精 + Z 提 ） +2=++（ 2） =（ m） 精餾塔實際高度的計算 根據(jù)要求：塔頂空間高度為（ ~） HT，則取其為 ；塔底空間高度要求儲存液量停留時間為 3~8min 且液面至最下層塔板 1~2m,故取塔底空間高度 2m。 I、J 為由橫坐標 K 值在圖中查得的縱坐標值， TA 為塔截面積（ 2m ）， fA 為 降液管面積（ 2m ）， dW 為降液管寬（ m ）。 18 提餾段 39。ul3600Lh 0wh0 ? 精餾段 取 39。 塔板布置設計 本塔采用 F1 型浮閥，閥孔直徑 d0=39mm，閥片直徑 48mm，閥片厚 2mm，最大開度，靜止開度 ,閥質(zhì)量 33g。t1 ??? 提餾段 39。ttAN a ???? ，又4/Nd Vu 20 s0 ??， v00 uF ?? 精餾段 41 . 5 6 4u20 ??