醋酸水课程设计2

《醋酸水课程设计2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、萃取过程工艺设计学院：食品科技学院班级：食科1045姓名：张胜润学号：200411111533指导老师：叶盛权2007年6月15日设计书目录一、设计任务简介二、设计方案简介三、萃取剂的选择四、流程选择五、溶剂用量确定六、萃取塔的工艺设计七、过程的工艺流程图八、参考文献九、设计的心得与感想一、设计任务简介处理2100kg/h醋酸水溶液，其中醋酸的浓度是8％（摩尔分率），用乙醚为萃取剂，要求最后的萃余液中醋酸的摩尔分率低于0.5％。已知25℃时，乙醚的密度为741kg/m3,水相密度是997kg/m3，水相粘度uc＝0.897×10-3pa·s，界面张力σ=0.013N/m。二、设计方案简介下

2、表为萃取塔设备选择的条件设备类型考虑因素喷洒塔填料塔筛板塔转盘塔往复筛板脉动筛板离心萃取器混合-澄清器工艺条件理论级数多×00√√00处理量大××0√×0√两相流比大×××00√√物系性质密度差小×××00√√粘度高×××00√√界面张力大×××00√0腐蚀性强√√000××有固体悬浮物√××√0×0设备费用制造成本√0000×0操作费用√√√00××维修费用√√000×0安装场地面积有限√√√√√√×高度有限×××00√√注：√—适用；O—可以；×—不适用。针对题目的要求，我们选用了转盘塔作为萃取设备。转盘塔的结构如下图所示：萃取条件：处理量：2100kg/h原料组成：8％，原料液的平

3、均分子量是21.2kg/kmol分离要求：萃余液中醋酸的摩尔分率低于0.5％操作温度：25℃操作压力：常压三、萃取剂的选择根据物系的情况，采用溶剂C作为萃取剂，在所涉及的浓度范围内，水与C组分基本不互溶，可以近似视为完全不互溶物系。在操作条件下，在所涉及的浓度范围内A组分在两相间的平衡关系为：式中y――溶质A在萃取相中的摩尔分率x――溶质A在萃余相中的摩尔分率四、流程选择考虑到过程的经济性，需要对萃取剂C进行回收，循环使用，同时由于C组分基本不溶于水，故采用下图所示的萃取过程原则流程图。原料液送入萃取塔，经过萃取后，萃取相含有大量的萃取剂C和溶质A组分，将该股物流送入精馏塔，经精馏过程脱除

4、萃取剂C，使萃取剂C和溶质A组分得以分离，萃取剂返回萃取塔循环使用，精馏塔顶得到溶质A作为产品，萃取塔底得到的萃余相中含有水和少量的溶质A，送入下一道工序进行处理。五、溶剂用量确定由于原料液中溶质的浓度较低，在萃取过程中，可以近似认为萃取相和萃余相的流量基本不变，所以可依全塔物料衡算方程及相平衡方程计算过程的溶剂用量。如图所示，全塔的物料衡算方程为:E(y0-y1)=R(x0-x1)当萃取剂用量不断减少时，排除的萃取相中溶质A的浓度不断升高，当萃取相出口中溶质A的浓度y0达到与原料液中溶质浓度x0呈平衡浓度时，萃取剂用量最小，故将上式中的y0用代替，且取溶剂的入口浓度＝（摩尔分率）则可得过

5、程的最小溶剂比为：取实际溶剂比为最小溶剂比的,则实际溶剂比为于是得萃取剂用量为（kmol/L）＝96911（kg/h）根据塔的物料衡算，可得该萃取塔的操作线方程为：＝＝利用操作线方程，可以求得萃取相出口溶质的摩尔分率为：＝＝根据分散相及连续相的选择原则，本例选择萃取相作为分散相，而萃余相（原料液）作为连续相。六、萃取塔的工艺设计对于本物系，在一直径为，转盘直径，固定环直径，转盘间距为的转盘萃取塔中进行实验，测得该条件下的真实传质单元高度为。1、物性数据所涉及的物性数据如下表所示。2、萃取塔直径先假定该萃取塔的直径为，根据转盘萃取塔的尺寸比例关系得转盘直径固定环直径转盘间距物性数据参数密度/

6、（kg/）粘度/（pa·s）界面张力/（N/m）连续相9970.025分散相1339（1）分散相得滞留分率计算分散相得滞留分率，先求得两相得表观流速比为：L＝＝＝则依据有临界滞留分率（2）特性速度根据该转盘塔的结构尺寸，可知故取式中常数＝，转盘塔的转数根据经验取,于是按式得特性速度为（m/s）（3）液泛速度依据和得液泛速度为＝0.006825＝0.02347取连续相得表观流速为液泛气速的60％，则有＝=0.004095f=0.5~0.7,取f＝0.5所以D=1.35(m)圆整后，取塔径为1.35m。于是，实际上，塔内连续相的流速为(m/s)分散相的流速为(m/s)3、塔高计算（1）轴向扩散

7、系数由式计算连续相（萃余相）的扩散系数得＝分散相扩散系数＝（2）传质单元数采用平均推动力法计算过程得传质单元数＝＝＝表观传质单元数＝（3）塔高计算采用Miyauchi和Vermeulen法计算塔高度，当＝1时有扩散单元高度＝＝＝＝于是可求得真实传质单元数为＝由式分别求得、、、、和萃取因子＝＝＝萃余相贝克来数＝萃取相贝克来数＝所以，总贝克来数＝＝＝＝＝所得H为塔高得第一次试算值，因为，需重设＝重新返回计算，经第二次迭代后得