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1、化设小作业12010011860郑哲任务：环氧丙烷98%,水1%,甲醇1%（质量分数），要求粗品变精品，朵质0.1%,工业规模十万吨/年，设计工艺流程。分离方法：由于环氧丙烷与甲醇在常压及稍高压力下存在共沸点，故釆用萃収精憎的方法,引入强极性的萃取剂，由于其与共沸物中极性较强的组分具有更强的亲和力，因而可以改善其相对挥发度。物性方法：考虑到甲醇与水均有较强的极性，因此在常压至中压范围内，可以使用NRTL方程较准确地描述物系的相平衡行为。萃取剂：曾琦斐［2］采用了水作为萃取剂，由于本身就是具有较强极性的物质，并且与甲醇互溶，不溶于环氧丙烷，又
2、不引入新的物料，是可选的萃取剂之一；而胡松和杨卫胜⑴则通过对几种有机萃取剂的对比（如下图），最终采用了1,2•丙二醇作为萃取剂。表I萃取剂对PO■水■甲醇物系相对挥发度的影响（101.325kPa）Table1EffectofextractantsontherelativevolatilityofPO-water-metlianolsystem(101.325kPa)ExtractantBoilingpoint/°CRelativevolatilityPOtoH、OPOtomethanol——1.111.00Ethyleneglycol19
3、7.38.262.49L2-Propanediol187.71011636L3-PropanedioI210-2115.092.30Extractantcontentinthesystemwas30%(w).流程：1、若采用水作为萃取剂，可以进行单塔操作，参考曾琦斐［2］的做法，塔顶蒸出环氧丙烷,塔底得到水和甲醇的混合物2、若采用1,2■丙二醇作为萃取剂，则需要考虑萃取剂的回收问题，故参考胡松和杨卫胜［1］的做法，采用双塔流程，一塔为萃取精僧塔，二塔为萃取剂冋收塔。一塔塔顶蒸出环氧丙烷，塔釜得到水、甲醇、萃取剂混合物，进入二塔进行蒸镭，塔顶
4、得到水和甲醇，塔底得到萃取剂，循环回流到一塔。流程图如下1、单塔WATERFEEDTOWER
5、PRO
6、_
7、WAS
8、—O操作条件：根据十万吨/年的规模，计算得出粗品进料量为11.4t/h坏氧丙烷常压沸点为34.5°C,因此常压操作时塔顶冷凝器难以使用常温水冷却，为避免使用制冷系统，精憾塔宜采取加压操作。分析环氧丙烷沸点随压力变化趋势可知，环氧丙烷在0.2MPa时沸点为54.9°C,在夏季仍与常温水有较大传热温差，因此塔操作压力选定为0.2MPa。在此操作压力下，通过NRTL模型计算得出环氧丙烷与甲醇共沸温度为54.8°C其它操作参数，先根据文
9、献值作为起始参考值，进行模拟修改1＞以水为萃取剂进料温度25°C,塔板数60,回流比2,进料板45,塔操作压力0.2MPa,水进料量3t/h模拟结果：得到产品环氧丙烷浓度99.8%play:Format:
10、FULL▼(SheamTable
11、1▼▼•，厶厶0,峠＜1EntropyBlu/bR•1.304630•1.478315•1.246032-1.865644DenskyIbmol/cuft.91302861.39552384004522.826122DensityIb/cuh51.4659554.49395487210056.80553A
12、verageMW56.3683939.0491257.9980720.10017LiqVol60FcuH/hr488.3319594.4801458.7456135.7345Ma$$FracH20.216250018401343PROPY01.98000007758333.9983179.1338648CH40.01000007.91667E-31.64928E-32、以1,2•丙二醇为萃取剂粗品进料温度25°C,流量15t/h一塔塔板数30,冋流比2,粗品进料板20,萃取剂进料版8二塔塔板数28,回流比2,进料版14二塔出料温度45°C,
13、萃取剂量6t/hMaterial
14、Heat
15、Load
16、Work
17、Vol.^Curve$
18、WCurves
19、Petro.Curves
20、P®Curves
21、Al$Ueam$I
22、FEEDJ
23、HEAT0UTT
24、PROT10UTMassFlowIb/hrH20330.6934205939511.82292524.8100CH40330.69342.45702E-614.20926316.4841-C2H6032407.953.1889E-1531319621088.333■-PROPA-010.013227.741.4279E-111322774Mass
25、FracH20.0100000.01533003.77179E-4.0346240CH401.8290E-104.53309E-4.02087981C2H60.980000023
