废白土再生技术工艺设计

反应釜
• 废白土的回收是在反应釜中进行的，该操作属于 间歇性操作。反应釜是该流程的核心设备，必须 具有搅拌、过滤、分离的作用，另外由于白土的 弱酸性，所以反应釜在材料的选择上也要注意， 要选用耐腐蚀比较好的钢板。
反应釜
• 废白土的回收是间歇性操作，以每釜处理量为 4t废白土来计算，则需要反应釜的容积大于 6m3,我们所选的反应釜的容积为6735L，符合 我们的需要。另外，在生产过程中，我们要加 入各种试剂，同时我们也需要保证反应釜的密 封性，所以反应釜只有一个排液口，并且排液 口处的管路要向上倾斜45°，这是为了保证不 在管路中残留液体，以免造成不同溶剂间的混 合污染。反应完成后液体也从该排液口排出， 也是从釜的密封性方面考虑。为了操作方便， 釜底离地面的高度应为1.8m左右。反应釜的 示意图如下图所示：
工艺流程简述
• 从反应釜里排出的泥浆，质量增加约60%，其 中含有大部分水和少部分的A溶液，为了得到 干燥的活性白土，还要经过板框过滤机和烘干 机。为了降低生成的白土中溶剂A的含量，在 过滤时，要继续用热水冲洗3遍，并将洗涤液 排入3号罐，然后将湿白土通入烘干机烘干后 得到活性白土。
• 整个工艺流程的流程图如下图所示：
标号 D-301 D-302 D-303 D-304 D-305 D-101 D-201 D-202
罐的汇总表
罐型 圆筒形贮罐
浮顶罐 圆筒形贮罐 圆筒形贮罐 圆筒形贮罐 圆筒形贮罐 圆筒形贮罐 圆筒形贮罐
体积m3 100 100 30 60 20 40 100 100
备注 循环使用
常压，停留时 间为1天，装料
换热器结果汇总
实际换热面积/m2
温差/℃
18.81
25.24
7.52
36.39
12.9
54.1
3.914
49.63
6.11Байду номын сангаас
26.4
裕度/% 25.47 25.27 28.7 27.75 26.02
泵
• 因为该流程的处理量比较小，所以也就导致了 泵的流量也比较小，并且通过计算可以知道， 我们所需要的泵的扬程比较高，而且精馏塔处 理的液体比较洁净，所以选择旋涡泵，但是蒸 发塔的泵输送的是油品，粘度比较大，所以选 择了Y型油泵。确定泵型之后，又选择了与之 匹配的电机，并进行了校核，包括功率等。最 终泵的计算结果可汇总如下：
简单工艺流程图
溶剂B
白土进口 液体进出口
电机跟联轴器
通气孔
圆盘涡轮 式搅拌器
搅拌器
保温层
钢板 铁网 滤布（100目） 铁网
钢板 外壁
泥浆出口
• 通过流程图可以看出，该工艺流程涉及的设备 主要有：反应釜，精馏塔和蒸发塔以及其附属 设备，包括换热器、泵、罐等。这些设备的计 算和选型因为处理量比较小的原因，有一定的 特殊性。
蒸发塔
• 塔径：0.2m • 塔高：10m • 塔板数：10块 • 进料位置：第1块（从上往下） • 无回流，无再沸器等。
蒸发塔
• 通过简单的闪蒸分离操作以后，我们会得到符 合要求的溶剂B和不同沸点的两种油品。溶剂B 中会含有少量的水分，但是由于二者极性不同， 静置后水会分离出来。在将塔顶的B打回原料 罐之前，为了节约能源，要先用塔顶蒸汽加热 进料，这样既加热了进料，也冷却了产品B。
泵的结果汇总
位号 P-101 P-102 P-201 P-301 P-302
流量/m3/h 5.4 2.88 5.4 50 25
扬程/m 90 30 90 58 60
型号 40W-90 32W-30 40W-90 80Y-60 65Y-60
罐
• 因为我们所涉及到得溶剂及油品对储存均无 特殊要求，所以我们对罐的要求仅从容积上 考虑即可。只有储存溶剂B的罐因为B的沸 点比较低，为了减少B以气体形式的损失， 我们选择浮顶罐，这样既能减少B的损失， 又能保证储存的安全。其余的罐一律选择的 是圆筒形罐，其计算结果汇总如下：
精馏塔
• 通过精馏塔的分离，不仅得到了符合实验要求 的A溶液，同时塔底的含A较少的水也可以用 来清洗过滤机中的白土，达到了水的循环利用， 也减少了溶剂A的损失。
• 另外值得注意的一点是废白土呈酸性，所以水 洗液中不可避免的含有酸性物质，在处理时会 腐蚀塔体，因此精馏塔提馏段不能采用普通的 不锈钢，应该在里面加上衬里以防止被腐蚀， 或者是直接使用复合钢板。
工艺流程简述
在反应釜中，先用溶剂B洗白土，溶解出其中的 理想油，将洗涤液排入1号罐；再用溶剂A与溶剂 B的混合液洗白土，溶解出其中的非理想油，并 把洗涤液排入2号罐；然后再用溶剂A洗白土，溶 解白土中的油分、少量的溶剂B以及溶剂A，也将 洗涤液排入2号罐；最后用水洗白土，得到的洗涤 液排入3号罐。其中2号罐中溶剂A会出现分层， 可以直接打回原料罐循环使用，而3号罐中的洗涤 液将要进入精馏塔进行分离，以实现溶剂A的回 收。1号罐与2号罐中剩余的部分将分别进入蒸发 塔进行分离，实现原料的回收以及油分的分离。
精馏塔
理论塔板数：30 进料位置：26（从上往下） 回流比：2.8 塔径：0.5m 塔高：14.7m （我们使用的是高效填料，1m填料相当于3-4块
理论版，所以填料层高度为10m。）
精馏塔
• 由计算结果可以知道，塔顶气相温度为78℃， 回流之前需要冷凝，而进料温度为20 ℃，需要 加热，所以为了节约能源，我们采用塔顶气体 来加热原料，通过计算可以知道，这部分热量 可以把进料加热到70 ℃，然后再用7公斤蒸汽 将进料加热到泡点温度。塔底取消再沸器，直 接通入7公斤蒸汽，减少了再沸器的固定投资。
完全采用精馏塔顶蒸汽的剩余热量来完成。烘
干过程示意图为：
湿白土
•
湿空气
• 干白土
•
•
热空气
溶剂A 的回收
• 溶剂A是一种极性溶剂，能与水互溶，而且二 者沸点比较接近，所以要实现溶剂A的回收循 环使用，必须要借助精馏塔来完成。实验证明， 95%（体积分数）的A溶液即能完成我们的实 验要求，而根据物料衡算结果又可得到，3号 罐中A 的水溶液的体积组成为15%-30%之间。 另外，因为A是要循环使用的，所以A的回收 率必须控制在95%以上。根据上述要求，借助 Aspen plus软件我们可得到关于精馏塔的一系 列参数为：
溶剂B的回收
• 溶剂B是一种非极性溶剂，与油品混合在一起， 但是二者之间的沸点相差比较大，所以可以用 闪蒸的方法将二者分离。为了提高分离效果， 在闪蒸塔内加10块塔板，并且在塔底通入进料 量的5%的7公斤蒸汽，用来气提气体B，尽可 能的提高B的回收率。溶剂B的回收操作属于间 歇性操作，所以根据最优原则，可得到蒸发塔 的具体参数为：
炼油废白土再生技术工艺设计
•
学生姓名：赵海云
学 号：05031222
专业班级：化工05-2
指导教师：王延臻（教授）
1 前言
流程简述及设备选型
目录
结论
前言
●润滑油生产过程中产生大量的含油废白土，其中 含油约为30%，这部分废白土直接排放，不仅污 染环境，而且浪费资源。
●目前我们所开发的回收方法，使用不同的溶剂回 收废白土中不同馏程的油分，然后再利用蒸馏的 方法回收溶剂，实现了溶剂的循环使用与油分的 回收。
反应釜示意图
白土进口
D1=1750mm
液体进出口
电机跟联轴器
通气孔
圆盘涡轮 式搅拌器
搅拌器
保温层
钢板 铁网 滤布（100目） 铁网
钢板 外壁
=3422mm
泥浆出口
白土干燥
• 从板框过滤机排出的泥浆含水量仍超标，我们
采用的热空气烘干，首先将空气加热到约70
℃，然后使热空气与湿白土通过烘箱完全接触
，以达到干燥白土的目的。 在这里加热空气也
换热器
由于我们的处理量比较小，所以换热器选用的 是立式的逆流换热器。具体计算过程为：首先 根据换热量及经验数值初步计算换热面积，再 根据换热面积选择换热器，选择后再进一步校 核换热系数，最后确定需要的换热面积并验证 所选择的换热器是否符合我们的要求.
位号 E-101 E-102 E-201 E-202 E-203
系数0.8 常压，停留时 间为30天装料
系数0.8
结论
• 本次设计在规定的时间内完成了设计任务，并 且本着节能的原则最大程度的节约了能源，具 体体现在以下几个方面：
• （1）溶剂A与溶剂B的循环使用。 • （2）利用塔顶蒸汽的热量加热进料与干燥用
的空气，不仅减少了加热蒸汽的用量，也减少 了冷凝水的用量。 • （3）利用精馏塔底的水清洗白土，然后再将 水进行精馏处理，不仅节约了水，而且减少了 溶剂B的损失。