糠醛精馏装置设计.ppt

第一页，共三十九页，2022年，8月28日 第一章 糠醛生产流程介绍 一、糠醛特性 糠醛又叫呋喃甲醛，分子式C6H4O2。分子量96.08（按1987年国际相对分子量）。呋喃甲醛为浅黄色至琥珀色透明油状液体。有类似杏仁的刺激性气味，在空气和光的作用下，有浅黄色变褐色并产生树脂化。它能溶于很多有机溶剂，如酒精，乙醇，丙酮，乙醚，苯等。 第二页，共三十九页，2022年，8月28日 纯糠醛为无色、有芳香味、易燃的液体，放置后色泽逐渐由黄变深。沸点161.7℃，熔点-36.5℃，闪点56.8℃，相对密度（20℃）1.1598，折光指数1.528，粘度（25℃）1.49mpa.s，能部分溶于水，与乙醚或酒精可互融。 糠醛易燃，易于蒸汽一同挥发，其蒸汽与空气形成爆炸性混合物，爆炸下限2.1%，自燃温度315.6℃。糠醛遇浓硫酸会爆炸。 第三页，共三十九页，2022年，8月28日 糠醛是一种重要的有机化工产品，它在合成树脂、石油炼制、染料、医药和轻化工等工业部门有着广泛的用途。糠醛是以富含多缩戊糖的植物纤维（如玉米芯、棉子壳、油茶壳和甘蔗渣等）为原料生产的。其生产方法比较简单，经济效益也比较显著。目前我国已是世界上生产糠醛的主要国家之一，其产品质量也已达到国际先进水平。 第四页，共三十九页，2022年，8月28日 糠醛由多缩戊糖经水解、脱水而成。 许多农作物的茎、皮、籽、壳都含有多缩戊糖，所以都能用作制造糠醛的原料，但出醛率各不相同。 第五页，共三十九页，2022年，8月28日 二、糠醛生产流程 工业上制糠醛的方法是将原料与稀硫酸在加压下蒸煮，用高压或过热蒸汽带出反应产物，经分馏后得到糠醛成品，其流程图如下。 第六页，共三十九页，2022年，8月28日 第七页，共三十九页，2022年，8月28日 三、本设计的工艺流程 精馏工段工艺流程1 第八页，共三十九页，2022年，8月28日 第二章 精馏塔工艺计算 一、物料衡算 二、精馏塔的塔板数计算 四、水力学性能 以下分析以筛板塔为例。 三、塔径与塔板布置 第九页，共三十九页，2022年，8月28日 一、物料衡算 工程中习惯用质量流量，而化工单元设计中使用摩尔流量较方便。最好两者同时算出，便于化工计算。 1.产品流量 本设计为年产1800~2200吨纯糠醛，考虑到检修等原因，一年以300天计（24h/d），同时考虑到生产裕度和过程损失，使设计能力增加15%，于是以单位时间计，计算理论产量I 2.分离罐衡算 分离罐出来的产品是粗糠醛，其组成与分离罐的温度有关。设计规定分离罐的温度为30℃，故分层后的组成可查出。分离罐出来的产品是粗糠醛，其质量分率为94.2%，摩尔分率为75.28%。 精馏塔工艺计算 第十页，共三十九页，2022年，8月28日 分离罐 D J I 第十一页，共三十九页，2022年，8月28日 3.精馏车间总衡算 4.原料罐衡算 5.精馏塔衡算（检验） 6.得到I、J、D、W、S、F等的质量和摩尔组成、单位时间流量等数据。 第十二页，共三十九页，2022年，8月28日 二、精馏塔的塔板数计算 1. 物性参数(注意单位换算） 根据以质量分率的相平衡数据，画出以摩尔分率表示的气液平衡数据； 2理论塔板数（图算法） 恒摩尔流假定：各组分摩尔气化潜热相等；气液接触时因温度不同而交换的显热可以忽略；塔设备保温良好，可忽略热损失。 回流比 第十三页，共三十九页，2022年，8月28日 三、塔径与塔板布置 1.确定工艺参数 操作温度、压力；气、液相负荷（精馏段、提馏段分别算）； 物性参数计算：比热和潜热；气、液相密度；液体表面张力；粘度 2.塔径计算 确定塔板流型，初定板间距HT，初算塔径D；核算塔径。 选取塔板间距 HT ：HT ↓，则塔高↓，液沫夹带量↑，液泛气速↓ HT ↑，则塔内气速↑，塔径↓，但塔高↑ 第十四页，共三十九页，2022年，8月28日 考虑经济性 、经验选取HT 塔板间距和塔径的经验关系 ? ? 工业塔中，板间距范围200~900 mm 塔径确定原则： 防止过量液沫夹带液泛 步骤：先确定液泛气速 uf (m/s)； 然后选设计气速 u； 最后计算塔径 D。 第十五页，共三十九页，2022年，8月28日 ① 液泛气速 C：气体负荷因子，与 HT、 液体表面张力和两相接触状况有关。 图中，两相流动参数 FLV： 式中，qVVs、qVLs：气、液相体积流率 m3 /s； qmL、qmV ：气、液相质量流率 kg /s。 C20 ： σ=20mN/m 时的气 体负荷因子，查图 第十六页，共三十九页，2022年，8月28日 第十七页，共三