第五章化工工藝流程設計(編輯修改稿)
2025-02-07 16:26 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 程 分子性質(zhì) 受影響的分離過程 分子量 精餾、蒸發(fā) 分子形狀 吸附、結(jié)晶 分子體積 吸附 偶極距、極性 萃取、吸附 分子電負荷 電除法、電除霧 化學活性 化學吸收、反應精餾 （ 2）盡量避免極端的過程條件 （ 3）當分離過程需要多個分離級時，應優(yōu)先選擇平衡分離過程而不選擇速度控制過程。 （ 4）當分離因子相同時，選擇能量分離劑而不選擇質(zhì)量分離劑 （ 5）在選擇分離方案時首先考慮采用精餾，精餾具有如下的優(yōu)點： a 精餾是一個使用能量分離劑的平衡過程 b 系統(tǒng)內(nèi)不含固體物料，操作方便 c 有成熟的理論和實踐 d 處理產(chǎn)品數(shù)量的范圍寬 e 常常只需要能位等級很低的分離劑 例 ： 正丁烯、異丁烯混合物欲分離成純物質(zhì)，試根據(jù)分子性質(zhì)選擇分離方法 解：由于正丁烯與異丁烯為同分異構(gòu)體，分子體積、偶極距和極性差別很小，預計精餾、萃取、吸收等過程都不能有效將該混合物分離，只能根據(jù)反應活性的差別進行分離。利用水與異丁烯反應的特點進行分離。 2分離序列的確定 探試合成法、調(diào)優(yōu)合成法、最優(yōu)化算法合成法 探試法有以下幾條原則： a 應把關(guān)鍵組分的相對揮發(fā)度最接近于 1的最困難分離放在最后。 b 根據(jù)汽液平衡常數(shù)的大小進行排列，把輕組分逐個脫除，即采取順序流程。 c 應首先把混合物分成分子數(shù)接近的兩股流。 d 對于回收率要求高的分離應放在最后。 e 對于容易造成系統(tǒng)腐蝕或結(jié)焦的組分應首先除去，以降低后續(xù)設備的材質(zhì)要求，保持穩(wěn)定操作。 3塔型的選擇 板式塔的適用場合： （ 1）大直徑 （ 2）液體負荷特別小（泡罩塔） （ 3）臟的物系，須定期清理 （ 4）有多股側(cè)線進出料 （ 5）反應精餾，需要一定的停留時間 填料塔的適用場合 （ 1）要求低阻力 （ 2）熱敏物質(zhì)（持液量少，停留時間短） （ 3）發(fā)泡系統(tǒng) （ 4）腐蝕性介質(zhì) 例 環(huán)氧丙烷過程概念設計 1過程簡介 主反應 Cl2 + H2O → HCl + HClO HClO + C3H6→ ClC 3H6OH 副反應 C3H6 + Cl2→ C 3H6Cl2 ClC3H6OH + C3H6 + Cl2 → HCl+ (C 3H6Cl)2O （二氯異丙基醚 ) 皂化反應 2ClC3H6OH + Ca(OH)2 → CaCl 2 + H2O + 2C3H6O 氣體循環(huán)壓縮機 反應器 溶氯器 氯氣 丙烯 出料 放空 2現(xiàn)有生產(chǎn)裝置情況 3 過程分析和試驗 （ 1）二氯丙烷由氯氣與丙烯在氣相中直接反應的產(chǎn)物 （ 2）二氯異丙基醚是串聯(lián)副產(chǎn)物 要抑制付反應，提高反應的選擇性，須阻止氯氣與丙烯接觸，降低主產(chǎn)品氯丙醇的濃度。 C3H6 Cl2 水 反應器 反應器 反應器 循環(huán)泵 循環(huán)泵 循環(huán)泵 出料 放空 放空 放空 4 小試流程 5 對小試數(shù)據(jù)的初步評價 已知條件 （ 1）氣相法丙烯選擇性 86% 液相法 94% （ 2）皂化反應選擇性 99% （ 3）精餾塔 PO回收率 % （ 4）循環(huán)氣組成 C3H6 30%, C3H8 70% （ 5）丙烯進料組成 C3H6 % C3H8 % （ 6）循環(huán)比（循環(huán)氣比丙烯進料） （ 7）丙烯價格 3900元 /噸 （ 8）氯價格 800元 /噸 （ 9）電價格 / 以 100kmol丙烯進料計，可對兩種工藝的可變成本進行計算，結(jié)果如下： 氣相法 液相法 單耗 單價 費用 單耗 單價 費用 丙烯 6 3900 3376.6
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