第五章化工工藝流程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-07 16:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程 分子性質(zhì) 受影響的分離過(guò)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(fù)荷 電除法、電除霧 化學(xué)活性 化學(xué)吸收、反應(yīng)精餾 （ 2）盡量避免極端的過(guò)程條件 （ 3）當(dāng)分離過(guò)程需要多個(gè)分離級(jí)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇平衡分離過(guò)程而不選擇速度控制過(guò)程。 （ 4）當(dāng)分離因子相同時(shí)，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(shí)首先考慮采用精餾，精餾具有如下的優(yōu)點(diǎn)： a 精餾是一個(gè)使用能量分離劑的平衡過(guò)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(shí)踐 d 處理產(chǎn)品數(shù)量的范圍寬 e 常常只需要能位等級(jí)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(yù)計(jì)精餾、萃取、吸收等過(guò)程都不能有效將該混合物分離，只能根據(jù)反應(yīng)活性的差別進(jìn)行分離。利用水與異丁烯反應(yīng)的特點(diǎn)進(jìn)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(yīng)把關(guān)鍵組分的相對(duì)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(jìn)行排列，把輕組分逐個(gè)脫除，即采取順序流程。 c 應(yīng)首先把混合物分成分子數(shù)接近的兩股流。 d 對(duì)于回收率要求高的分離應(yīng)放在最后。 e 對(duì)于容易造成系統(tǒng)腐蝕或結(jié)焦的組分應(yīng)首先除去，以降低后續(xù)設(shè)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(chǎng)合： （ 1）大直徑 （ 2）液體負(fù)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(jìn)出料 （ 5）反應(yīng)精餾，需要一定的停留時(shí)間 填料塔的適用場(chǎng)合 （ 1）要求低阻力 （ 2）熱敏物質(zhì)（持液量少，停留時(shí)間短） （ 3）發(fā)泡系統(tǒng) （ 4）腐蝕性介質(zhì) 例 環(huán)氧丙烷過(guò)程概念設(shè)計(jì) 1過(guò)程簡(jiǎn)介 主反應(yīng) Cl2 + H2O → HCl + HClO HClO + C3H6→ ClC 3H6OH 副反應(yīng) C3H6 + Cl2→ C 3H6Cl2 ClC3H6OH + C3H6 + Cl2 → HCl+ (C 3H6Cl)2O （二氯異丙基醚 ) 皂化反應(yīng) 2ClC3H6OH + Ca(OH)2 → CaCl 2 + H2O + 2C3H6O 氣體循環(huán)壓縮機(jī) 反應(yīng)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(guò)程分析和試驗(yàn) （ 1）二氯丙烷由氯氣與丙烯在氣相中直接反應(yīng)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(yīng)，提高反應(yīng)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(yīng)器 反應(yīng)器 反應(yīng)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(duì)小試數(shù)據(jù)的初步評(píng)價(jià) 已知條件 （ 1）氣相法丙烯選擇性 86% 液相法 94% （ 2）皂化反應(yīng)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(jìn)料組成 C3H6 % C3H8 % （ 6）循環(huán)比（循環(huán)氣比丙烯進(jìn)料） （ 7）丙烯價(jià)格 3900元 /噸 （ 8）氯價(jià)格 800元 /噸 （ 9）電價(jià)格 / 以 100kmol丙烯進(jìn)料計(jì)，可對(duì)兩種工藝的可變成本進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如下： 氣相法 液相法 單耗 單價(jià) 費(fèi)用 單耗 單價(jià) 費(fèi)用 丙烯 6 3900 3376.6
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