【正文】 ? = m Re= ??ude = 895 ???? = α 2=ed? = = W/(m2d2= m。 冷流體流量 qm， 2=L M 冷 = = kg/s 冷流體進(jìn)口溫度 t1， 出溫度 t2=98℃， Cp 水 = kJ/kg。 用 T=110℃低壓蒸汽對(duì)冷流體加熱，至泡點(diǎn)溫度 t2=98℃，采用內(nèi)管直徑為 Φ 58 ， 外管直徑為 Φ 78mm 的套管式換熱器逆流傳熱，蒸汽流量選用 qm， 1=， 查得 110℃飽和水蒸汽汽化焓為 Δ H=。被加熱的丙酮 水溶液再用低壓蒸汽加熱至泡點(diǎn)，送入精餾塔進(jìn)料版進(jìn)料。其流程如上圖所示 ，精餾塔塔底流出液，對(duì)吸收塔塔底流出的丙酮 水溶液進(jìn)行第一次加熱。 x x2—— 分別表示吸收過(guò)程水相進(jìn)、出口中易揮發(fā)組分的摩爾分率； y y2—— 分別表示吸收過(guò)程氣相進(jìn)、出口中易揮發(fā)組分的摩爾分率； F、 D、 W—— 分別表示精餾過(guò)程中原料液、餾出液和釜?dú)堃旱牧髁浚? kmol /s； xF、 xD、 xW—— 分別表示精餾過(guò)程中原料液、餾出液和釜?dú)堃褐幸讚]發(fā)組分的摩爾分率。如此，完成水吸收 精餾法回收空氣中的丙酮的操作工藝。 經(jīng)過(guò)精餾后，在精餾塔塔頂經(jīng)過(guò)全凝器冷凝后的溶液進(jìn)入分配器，一部分回流至精餾塔，另一部分再通過(guò)冷凝器冷凝后貯存在丙酮產(chǎn)品貯罐中，即得到產(chǎn)品；在精餾塔塔底， 用低壓蒸汽直接加熱塔釜液體，在塔底 流出液 中， 丙酮含量較低， 可 對(duì)吸收塔塔底流出的丙酮 水溶液進(jìn)行第一次加熱 。 用離心泵將貯槽中的丙酮水溶液抽到位于高位的列管式換熱器中，用板式精餾塔塔底的流出液進(jìn)行加熱，再通過(guò)套管換熱器，使用低壓蒸汽進(jìn)行加熱至泡點(diǎn)。 綜上所述，在本次課程設(shè)計(jì)中，選用水吸收 精餾的工藝路線來(lái)回收空氣中的丙酮。 其次， 在操作條件下 ，水 具有較低的 蒸氣壓 ,在 吸收過(guò)程中 ， 吸收劑 水 的損失 可以忽略 ,提高 了 吸收過(guò)程的 效率 。首先，丙酮空氣混合氣中，水對(duì)丙酮的 溶解度大 , 而對(duì)其他組分則溶解度 很小 或基本不溶 。而水吸收 精餾丙酮回收工藝能耗較低 ,工藝安全性和穩(wěn)定性較好 ,是當(dāng)前最好的替代工藝。 水吸收丙酮是物理吸收，其 利用丙酮 空氣混合物中各組分在水中的溶解度不同，實(shí)現(xiàn)丙酮的分離。 吸附小分子量丙酮時(shí)，選擇平均孔徑小的高比表面積活性炭 ?；钚蕴课椒ㄊ抢没钚蕴康奈阶饔?，對(duì) 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 6 丙酮進(jìn)行回收。 丙酮回收單元是很多用丙酮作為溶劑進(jìn)行化工生產(chǎn)企業(yè)中的一個(gè)重要單元 ，丙酮回收的方法有多種，如水吸收 精餾、水吸收 解吸、 活性炭吸附 蒸汽解 吸精餾 、深度冷卻等等。也用作稀釋劑，清洗劑，萃取劑 ， 還是制造醋酐、雙丙酮醇、氯仿、碘仿、環(huán)氧樹(shù)脂、聚異戊二烯橡膠等的重要原料。 化工原理課程設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)內(nèi)容 【設(shè)計(jì)對(duì)象】 空氣中丙酮的回收 ： 8000m3/h ： 10%（ m3/m3) ： 98%（ kg/kg） ： 93% ：水（丙酮含量為 2%） 6. 逆流操作 7. 操作壓力為常壓 8. 使用微分接觸式的吸收設(shè)備 【工藝路線設(shè)計(jì)】 丙酮是重要的有機(jī)合成原料，用于生產(chǎn)環(huán)氧樹(shù)脂，聚碳酸酯，有機(jī)玻璃，醫(yī)藥，農(nóng)藥等。即對(duì)操作費(fèi)用和設(shè)備費(fèi)用均有影響，因此設(shè)計(jì)是否合理的利用熱能R等直接關(guān)系到生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題。經(jīng)濟(jì)合理，冷卻水進(jìn)出口溫度的高低，一方面影響到冷卻水用量。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮到設(shè)計(jì)的 吸收塔和 精餾塔具有較大的生產(chǎn)能力滿(mǎn)足工藝要求，另外 還要有一定的潛力。其缺點(diǎn)是穩(wěn)定操作范圍窄，小孔徑篩板易堵塞，不適宜處理粘性大的、臟的和帶固體粒子的料液。近年來(lái)，隨著高效新型填料和其他高性能塔內(nèi)件的開(kāi)發(fā)，以及人們對(duì)填料流體力學(xué)、放大效應(yīng)及傳 質(zhì)機(jī)理的深入研究，使填料塔技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 填料塔的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壓力降小，傳質(zhì)效率高，便于采用耐腐蝕材料制造等，對(duì)于熱敏性及容易發(fā)泡的物料，更顯出其優(yōu)越性。前者的代表是 填料 塔，后者的代表則為 板式 塔 。它廣泛用于 吸收、精餾、萃取等單元操作，隨著石油、化工的迅速發(fā)展，塔設(shè)備的合理造型設(shè)計(jì)將越來(lái)越受到關(guān)注和重視。精餾是常用的液體混合物的分離操作，它利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝，從而達(dá)到輕重組分分離的目的。 在化工生產(chǎn)中，常常需要進(jìn)行混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的，吸收和精餾兩個(gè)單元操作為此提供了重要措施。 化工原理課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 空氣中丙酮的回收工藝操作 學(xué) 院： 化學(xué) 化工 學(xué)院 班 級(jí)： 化工 0902 姓名（學(xué)號(hào)）： 侯祥祥 3091303039 朱曉燕 3091303036 熊甜甜 3091303035 周利芬 3091303033 指導(dǎo)教師： 吳才玉 2021 年 01 月 化工原理課程設(shè)計(jì) 1 目錄 一、前言 ...............................................(3) 二、設(shè)計(jì) 內(nèi)容 ...........................................(5) （一）設(shè)計(jì)對(duì)象 .....................................(5) （二） 工藝路線設(shè)計(jì) .................................(5) ......................................(5) ....................................(8) ......................................(9) （三） 工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..............................(10) .......................................(10) .......................................(12) （四） 設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...............................(21) ......................................(21) ..........................................(21) ......................................(21) （五） 設(shè)備示意圖 ...................................(23) 三 、總結(jié)體會(huì) ...........................................(24) 四 、參考文獻(xiàn) ...........................................(29) 五、附錄 ...............................................(31) 江蘇大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 2 化工原理課程設(shè)計(jì) 3 前言 化工原理課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生化工設(shè)計(jì)能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我們初步掌握化工設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)、設(shè)計(jì)原則及方法；學(xué)會(huì)各種手冊(cè)的使用方法及物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)的查找方法和技巧；掌握各種結(jié)果的校核，能畫(huà)出工藝流程、塔板結(jié)構(gòu)等圖形。在設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮理論上的可行性，還要考慮生產(chǎn)上的安全性、經(jīng)濟(jì)合理性。氣體吸收過(guò)程是化工生產(chǎn)中常用的氣體混合物的分離操作，其基本原理是利用氣體