30902项目一液体混合物丙酮和水的 (1)
丙酮-水化工原理课程设计
1. 设计方案简介1.1设计方案的确定本设计任务为分离丙酮—水混合物提纯丙酮，采用连续精馏塔提纯流程。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系，回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.5倍。
塔釜采用直接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.2 操作条件和基础数据进料中丙酮含量（质量分率）35%；产品中丙酮含量（质量分率）99%；塔釜中丙酮含量（质量分率）不大于0.04；进料量F=2000kg/h；操作压力塔顶压强为常压进料温度泡点；1.3工艺流程图2.精馏塔的物料衡算2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 丙酮的摩尔质量 M A =58.08kg/kmol 水的摩尔质量 M B =18.02kg/kmo l x F =02.18/56.008.58/35.008.58/35.0+=0.143x D =02.18/01.008.58/99.008.58/99.0+=0.968x W =02.18/69.008.58/40.008.58/40.0+=0.0132.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F =0.143×58.08+（1-0.143）×18.02=23.75kg/kmol M D =0.968×58.08+（1-0.968）×18.02=56.80kg/kmol M W =0.013×58.08+（1-0.013）×18.02=18.54kg/kmol2.3 物料衡算原料进料量为2000kg/h F=2000/27.51=72.70kmol/h总物料衡算 72.70=D+W丙酮的物料衡算 72.70×0.143=0.968D+0.013W 联立解得 D=9.90 W=62.803.塔板数的确定3.1理论塔板数N T的求取3.1.1求最小回流比及操作回流比丙酮-水是非理想物系，先根据丙酮-水平衡数据（见下表1），绘出平衡线，如下图所示。
液体混合物丙酮和水的分离
• (六)在测定折光率时常见情况如图所示，其中 六 在测定折光率时常见情况如图所示 在测定折光率时常见情况如图所示， 是读取数据时的图案。 图 (4)是读取数据时的图案。当遇到图 (1)即出 是读取数据时的图案 即出 现色散光带， 现色散光带，则需调节棱镜微调旋钮直至彩色 图案， 光带消失呈图 (2)图案，然后再调节棱镜调节 图案 图案； 旋钮直至呈图 (4)图案；若遇到图 (3)，则是由 图案 ， 于样品量不足所致，需再添加样品，重新测定。 于样品量不足所致，需再添加样品，重新测定。 • (七)如果读数镜筒内视场不明，应检查小反光 如果读数镜筒内视场不明， 七 如果读数镜筒内视场不明 镜是否开启。 镜是否开启。
30903班
5如果蒸馏所得的产物易 挥发，易燃或有毒，可在 接液管的支管上接一根长 橡 皮管，通入水槽的下水管 内或引出室外。若室温较 高，馏出物沸点低甚至与 室温接近， 可将接受器放在冷水浴或 冰水浴中冷却，如图所示 。
30903班
图一
图二
• 6假如蒸馏出的产 品易受潮分解或是 无水产品，可在接 液管的支管上连接 一氯化钙干燥管， 如图1。如果在蒸 馏时放出有害气体， 则需装配气体吸收 装置，如图2
图 测定折光率时目镜中常见的图案
气相色谱法的原理
1 利用待分离的各种物质在两相中 的分配系数、 的分配系数、吸附能力等亲和能力 的不同来进行分离的。 的不同来进行分离的。 2使用外力使含有样品的流动相 使用外力使含有样品的流动相 气体、液体） （气体、液体）通过一固定于柱中 或平板上、 或平板上、与流动相互不相溶的固 定相表面。 定相表面。当流动相中携带的混合 物流经固定相时， 物流经固定相时，混合物中的各组 分与固定相发生相互作用。 分与固定相发生相互作用。
液体混合物丙酮和水的分离(第一组)PPT30页
酸甲酯等的重要原料。在无烟火
急救措施；皮肤接触：脱去污染的衣着， 用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水
药、赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等 工业中用作溶剂。在油脂等工业 中用作提取剂。
或生理盐水冲洗。就医。
健康危害：急性中毒主要表现为对中
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。 枢神经系统的麻醉作用，出现乏力、恶
液体混合物丙酮和水的分离(第一组)
液体混合物丙酮和水的 分离
小知识
作用；丙酮是重要的有机合成原
料，用于生产环氧树脂，聚碳酸
酯，有机玻璃，医药，农药等。
亦是良好溶剂，用于涂料、黏结
1、确定最佳方案
剂、钢瓶乙炔等。也用作稀释剂， 清洗剂，萃取剂。还是制造醋酐、
2、论证可行性
双丙酮醇、氯仿、碘仿、环氧树 脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯
• 意义：通过蒸馏可将易挥发和难挥发的物
质分开，也可将沸点不同的物质分开。但 是各物质的沸点相差30度以上。
常压蒸馏和简单分馏的 装置安装
• 加料： 注意漏斗下口处的斜面应超过蒸馏头支管的下限。 • 加沸石 ：为防止液体暴沸，加入2—3粒沸石。如果加热中断，再加
热时，须重新加入沸石。
• 加热： 在加热前，检查仪器装配是否正确，原料、沸石是否加好，冷
• 接收瓶：注意更换
1在50ml圆底烧瓶中,加入25ml丙酮和 25ml水的混合物,加入几粒沸石,-按图3。 22（20）装好分馏装置，用电套慢慢加 热
2 开始沸腾后，蒸气缓慢进入分馏柱 中，此时要仔细控制加热温度，使温度 慢慢上 升，以保持分馏柱 中有一个均 匀的温度梯度。
3当冷凝管中有蒸馏液流出时，迅速记 录温度计所示的温度。
• 萃取： 是利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，以一种溶剂
丙酮_水蒸馏实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解并掌握蒸馏操作的原理和方法。
2. 通过蒸馏实验，学习如何分离沸点差异较大的互溶液体混合物。
3. 熟悉丙酮与水的沸点差异，并验证其在蒸馏过程中的分离效果。
二、实验原理蒸馏是一种利用混合物中各组分沸点差异进行分离的方法。
当混合物加热至某一组分沸点时，该组分首先蒸发，然后通过冷凝管冷凝成液体，从而实现与其他组分的分离。
在本实验中，丙酮和水的沸点分别为56.2℃和100℃，因此可以通过蒸馏操作将两者分离。
三、实验仪器与药品1. 仪器：蒸馏装置（包括蒸馏烧瓶、冷凝管、接收瓶、温度计、加热装置等）、酒精灯、石棉网、烧杯、铁架台、冷凝水等。
2. 药品：丙酮（分析纯）、水（蒸馏水）。
四、实验步骤1. 装置安装：按照蒸馏装置图安装好各部分仪器，确保连接紧密，无泄漏。
2. 混合物准备：将一定量的丙酮和蒸馏水混合均匀，倒入蒸馏烧瓶中，注意液面不要超过烧瓶的2/3。
3. 加热蒸馏：点燃酒精灯，开始加热蒸馏烧瓶，观察温度计读数。
当温度达到丙酮的沸点（约56.2℃）时，开始收集蒸馏出的液体。
4. 收集馏分：将蒸馏出的液体收集在接收瓶中，继续加热，直到液体不再沸腾。
5. 冷却：关闭酒精灯，待装置冷却至室温后，记录收集到的馏分质量。
6. 分析：将收集到的馏分与原混合物进行对比，分析蒸馏效果。
五、实验结果与分析1. 蒸馏效果：通过实验，成功收集到了蒸馏出的丙酮，证明蒸馏操作对沸点差异较大的互溶液体混合物具有较好的分离效果。
2. 数据记录：- 丙酮质量：5.0g- 水质量：10.0g- 收集到的丙酮质量：4.8g- 收集到的水分：5.2g3. 分析：- 由于丙酮沸点较低，在蒸馏过程中首先蒸发，因此收集到的丙酮质量略低于原混合物中的丙酮质量。
- 收集到的水分质量略高于原混合物中的水分质量，可能是由于蒸馏过程中部分水蒸气冷凝在冷凝管壁上。
六、实验总结1. 本实验成功实现了丙酮与水的分离，验证了蒸馏操作在分离沸点差异较大的互溶液体混合物中的有效性。
丙酮和水课程设计
丙酮和水课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解丙酮和水的化学性质，掌握其在不同条件下的相互作用。
2. 学生能够描述丙酮与水的溶解过程，了解溶解度的影响因素。
3. 学生能够掌握丙酮与水混合溶液的物理性质变化，如密度、沸点等。
技能目标：1. 学生能够运用实验方法，观察丙酮与水的溶解现象，分析溶解度与温度、压力的关系。
2. 学生能够运用化学知识，解释丙酮与水混合溶液的性质变化，提高解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习丙酮与水的相关知识，培养对化学实验的兴趣和热情，增强科学探究精神。
2. 学生能够认识到丙酮与水混合溶液在实际应用中的价值，关注化学与生活的联系，提高环保意识。
3. 学生在小组合作实验过程中，培养团队协作精神，学会尊重他人，提高沟通能力。
课程性质：本课程为化学实验课，以实验为基础，结合理论知识，培养学生的实践能力和科学素养。
学生特点：初三学生，已具备一定的化学基础知识，对实验操作感兴趣，具有一定的观察能力和动手能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生主动参与实验，培养实验操作技能和观察分析能力。
通过小组合作，提高学生的沟通与协作能力。
在教学过程中，关注学生的情感态度价值观培养，使学生在掌握知识技能的同时，形成良好的科学素养。
二、教学内容本节教学内容以人教版初中化学教材中“有机物的性质”章节为基础，结合课程目标，组织以下内容：1. 丙酮的化学性质：介绍丙酮的结构、物理性质，重点讲解丙酮的化学性质，如氧化、还原、加成反应等。
2. 水的性质：回顾水的分子结构、物理性质，以及水的电离、离子积等化学性质。
3. 丙酮与水的相互作用：讲解丙酮与水的溶解过程，分析溶解度与温度、压力的关系。
4. 丙酮与水混合溶液的性质：探讨丙酮与水混合溶液的密度、沸点、折射率等物理性质变化。
5. 实践操作：安排学生进行丙酮与水混合溶液的制备和性质测试实验，观察实验现象，分析数据。
教学内容安排和进度如下：第一课时：介绍丙酮的化学性质，回顾水的性质，为后续实验打下理论基础。
实验2-3 丙酮-水混合物的分离
刺形分馏柱 蒸馏头 量筒(10 mL、25 mL) 长颈玻璃漏斗 温度计(100 ℃)
【实验装置图】
普通蒸馏装置图
简单分馏装置图
【实验步骤】
ห้องสมุดไป่ตู้
蒸馏
1.安装普通蒸馏装置 量取25 mL丙酮和25 mL水，倾入 圆底烧瓶中，加3-4粒沸石，安装普通蒸馏装置。
2.蒸馏、收集馏分
温度范围 / ℃
馏出液体积 / mL
石，改装成简单分馏装置
2.分馏，收集馏分 用水浴缓慢加热，使蒸气约15 min到达柱顶，记录
第一滴馏出液滴入接受器时的温度。调节浴温，控制分 馏速度为每2-3s 1滴。当温度升至80 ℃以上时，撤去 水浴，直接加热。用量筒收集下列温度范围的各馏分， 并记录。
【实验步骤】
3.记录 温度范围 / ℃ 56-60 60-70 70-80 80-95
【思考题】
(1) 普通蒸馏与简单分馏在操作上有何不同? (2) 为什么要控制蒸馏(或分馏)速度，快了会造成什么后果? (3) 停止蒸馏(或分馏)时，应如何操作? (4) 分离液体混合物时,普通蒸馏与简单分馏哪一种方法效果更好? 为什么?
分馏
馏出液体积 / mL —— —— —— ——
4.停止分馏 当温度升至95 ℃时，停止加热。将各馏分及剩 余液分别回收到指定的容器中。
【实验步骤】
分馏
分馏装置的安装与操作演示
演示实验 （视频链接）
【注意事项】
(1) 蒸馏与分馏装置必须与大气相通，绝不能造成密闭体系！ (2) 在蒸馏与分馏的操作中，温度计安装的位置正确与否直接影响测 量的准确性。只有温度计水银球的上沿与蒸馏头侧管的下沿平齐时。 水银球才可被即将通过侧管进入冷凝管的蒸气完全包围，所测得的温 度才比较准确。 (3) 开始蒸馏（或分馏）时，一定要注意先通水，再加热。而停止蒸 馏（或分馏）时，则应先停止加热，稍冷后方可停通冷却水 (4) 切不可向正在加热的液体混合物中补加沸石！ (5) 蒸馏和分馏操作中，都应严格控制馏出速度，以确保分离效果。
化工原理课程设计(丙酮-水)
目录第一部分设计概述 (3)一、设计题目： (3)二、工艺条件: (3)三、设计内容 (3)四、工艺流程图 (3)第二部分塔的工艺计算 (5)一、查阅文献，整理有关物性数据 (5)*二、全塔物料衡算与操作方程 (9)三、全塔效率的估算 (10)四、实际塔板数 (11)五、精馏塔主题尺寸的计算 (12)1 精馏段与提馏段的汽液体积流量122 塔径的计算143 塔高的计算184 塔板结构尺寸的确定18，5弓形降液管196开孔区面积计算207 筛板的筛孔和开孔率21六、筛板的流体力学验算 (22)1塔板压降222液面落差22七、塔板负荷性能图 (24)1精馏段塔板负荷性能图24 .2提馏段塔板负荷性能图27八、精馏塔的主要附属设备 (30)1.塔顶全凝器设计计算302.料液泵设计计算31九、设计结果一览表 (33)十、符号说明 (34)十一、参考文献 (1)十二、设计小结 (2)。
第一部分设计概述一、设计题目：筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计二、工艺条件:生产能力：30000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：25%丙酮，75%水（质量分率，下同）>产品组成：馏出液 99%丙酮，釜液2%丙酮操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：直接蒸汽加热回流比：自选三、设计内容1确定精馏装置流程，绘出流程示意图。
)2工艺参数的确定基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。
3主要设备的工艺尺寸计算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。
4流体力学计算流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。
5 、主要附属设备设计计算及选型塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。
`料液泵设计计算：流程计算及选型。
四、工艺流程图丙酮—水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。
塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。
实验2-3_丙酮-水混合物的分离
丙酮和水 都是常用的极 性溶剂，彼此 互溶。丙酮的 沸点为 56℃， 水 的 沸 点 为 100℃。
分馏装置：
吉林工业职业技术学院教师教案用纸
实验步骤 (1) 蒸馏 按图安装普通蒸馏装置 ① 加入物料 ② 蒸馏、收集馏分 温度范围/℃ 馏出液体积/mL 56~60 60~70 70~80 80~95 剩余液 ③ 停止蒸馏 (2) 分馏 ，按图改装成简单分馏装置 温度范围/℃ 馏出液体积/mL 56~60 60~70 70~80 80~95 剩余液 (3) 比较分离效果 在同一张坐标纸上，以温度为横坐标，馏出液体积为 纵坐标，将蒸馏和分馏的实验结果分别绘制成曲线。比较蒸馏与分馏的分离 效果，做出结论。 实验现象记录或数据处理： 注意事项 (1) 在蒸馏与分馏的操作中，温度计安装的位置正确与否直接影响测量 的准确性。 (2) 蒸馏和分馏操作中，都应严格控制馏出速度，以确保分离效果。 (3) 开始蒸馏（或分馏）时，一定要注意先通水，再加热。 (4) 切不可向正在加热的液体混合物中补加沸石！ (5) 注意与大气相通，绝不能造成密闭体系！ 思考题 （1）普通蒸馏与简单分馏在操作上有何不同? （2） 为什么要控制蒸馏(或分馏)速度，快了会造成什么后果? （3） 停止蒸馏(或分馏)时，应如何操作? （4）分离液体混合物时,普通蒸馏与简单分馏哪一种方法效果更好? 为什 么?
吉林工业职业技术学院教师教案用纸 实验Байду номын сангаас2-3 丙酮-水混合物的分离
检查预习情况 （1）检查预习笔记 （2）提问： ① 为什么要控制蒸馏(或分馏)速度，快了会造成什么后果? ② 停止蒸馏(或分馏)时，应如何操作? 目的要求 (1) 了解普通蒸馏和简单分馏的基本原理及意义； (2) 初步掌握蒸馏和分馏装置的安装与操作； (3) 比较采用蒸馏和分馏分离液体混合物的效果。 实验原理 本实验利用普通蒸馏和简单分馏分别对它们的混合溶液进行分离，比较分 离效果。 实验用品 圆底烧瓶(100mL) 刺形分馏柱 直形冷凝管 蒸馏头 接液管 量筒(10mL、25mL) 锥形瓶(100mL) 温度计(100℃) 长颈玻璃漏斗 蒸馏水 丙酮 普通蒸馏装置：
液体混合物丙酮与水的分离
三、方案实施
❖
实验目的
❖
实验用品
❖
实验原理
❖
实验步骤
❖
注意事项
❖
实验记录
目的要求
通过本次实训:
❖ (1) 了解普通蒸馏和简单分馏的基本原理及意义 ❖ (2) 初步掌握蒸馏和分馏装置的安装与操作 ❖ (3) 比较采用蒸馏和分馏分离液体混合物的效果。
实验原理
❖ 本实验利用有机物质的沸点不同，在蒸 馏过程中低沸点的组分先蒸出，高沸点 的组分后蒸出。
分离黑色墨水中不同颜色的物质利用要分离的诸组分在流动相载气和固定相两相间的分配有差异即有不同的分配系数当两相作相对运动时这些组分在两相间的分配反复进行从几千次到数百万次即使组分的分配系数只有微小的差异随着流动相的移动可以有明显的差距最后使这些组分得到分离进而测的各组分的含量
化学制药30903班
有机实验第一组
常压蒸馏
简单分馏
定义:在常压下将液体物质加 热至沸腾使之汽化，然后将 蒸气冷凝为液体并收集到另 一容器中，这两个过程的联 合操作叫做常压蒸馏
定义：利用分馏柱经多次汽 化、冷凝，实现多次蒸馏的 过程，称为简单分馏
应用：1，常量法测沸点 2，分离沸点差别较大
（≥30℃）液体混合物 3，回收溶剂 4，物质的精制纯化
及安装、基本操作与注意事项 ❖ 7. 实际生产中回收丙酮的先进工艺
丙酮(C3H6O)的理化性质和应用
丙酮是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味，易溶于 水和乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。易燃、易挥发，
化学性质较活泼。熔点:-94℃，沸点:56.48℃，折射率: 1．3585，密度：(15℃ )97．2kg/m3
丙酮有重要的工业用途, 主要作为溶剂用于炸药、 塑料、橡胶、纤维等行业中，也可作为合成甲基丙 烯酸甲酯、环氧树脂、双酚A等物质的重要原料。
30902项目一液体混合物丙酮和水的 (1)
项目一液体混合物丙酮和水的分离项目任务要求：抗生素类药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒，其组成为含丙酮88%、水12%(质量分数)。
为使废丙酮溶媒重复利用，需对废丙酮溶媒进行处理，以得到含水量≤0.5%(质量分数)的丙酮溶媒。
请选择分离丙酮和水的适当方法，并以50%或70%丙酮水溶液在实训室进行实施。
项目准备工作：（做成ppt）一、信息收集1．丙酮的理化性质及应用；2．查阅常见分离混合物的方法及使用范围；3．查阅鉴定产品纯度的方法；阿贝折射仪的基本构造和使用方法；气相色谱法测组分含量的基本原理。
4．查阅常压蒸馏和简单分馏的原理、意义、装置及安装、基本操作与注意事项；5．目前在实际生产中回收丙酮的先进工艺有哪些？二、方案设计1．确定最佳方案；（要求符合化工生产小试即在实训室确实可行）2．论证可行性（选择该方案的理由，优缺点）三、方案实施1．实训目的2．实训原理3．所用药品的规格、用量及相关物理常数（用表格表示）4．所用仪器及完整的装置图5．实训步骤、现象记录及说明（采用表格形式）四、填写实训报告单（见附表）参考资料：1．有机化学教材和有机化学课件2．上网查阅（含学院网有机化学精品课网站）教学形式：答辩（多媒体教室）、操作（实训室）、总结评价（实训室或教室）班级实训小组成员项目负责人实训报告成绩评定项目二医用阿司匹林的制备项目任务要求：阿斯匹林从发明至今已有百年的历史，具有十分广泛的用途，其最基本的药理作用是解热镇痛，通过发汗增加散热作用，从而达到降温目的。
同时，它可以有效地控制由炎症、手术等引起的慢性疼痛，如头痛、牙痛、神经痛、肌肉痛等。
1898年，德国化学家霍夫曼用水杨酸与醋酐反应，合成了乙酰水杨酸，1899年，德国拜耳药厂正式生产这种药品，取商品名为Aspirin，这就是医院里最常用的药物――阿斯匹林。
请选择制备医用阿司匹林的适当方法并在实训室进行实施。
项目准备工作：（做成ppt）一、信息收集1、所用药品原料及产品阿司匹林的物理性质、化学性质、用途。
化工原理课程设计——精馏塔(丙酮-水)
化工原理课程设计题目90000吨/年丙酮-水连续精馏塔设计系〔院〕材料与化学工程专业************班级*****学生***学号*********指导教师***职称2021年 12 月 10日化工原理设计任务书设计题目：丙酮－水二元物料板式精馏塔设计条件：常压： 1p atm =处理量： 90000吨/年进料组成： 25%丙酮，75%水〔质量分率，下同〕馏出液组成：0.965D X =釜液组成： 馏出液 99%丙酮，釜液2%丙酮塔顶全凝器 泡点回流回流比： R=1.5Rmin加料状态： 1.0q =单板压降： 0.7a kp ≤设计任务：完成该精馏塔的工艺设计〔包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算〕。
画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
摘要利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分〔轻组分〕不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断别离，称该过程为精馏。
该过程中，传热、传质过程同时进行，属传质过程控制原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提馏段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。
气、液相回流是精馏重要特点。
在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。
在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品，精馏过程与其他蒸馏过程最大的区别，是在塔两端同时提供纯度较高的液相和气相回流，为精馏过程提供了传质的必要条件。
提供高纯度的回流，使在相同理论板的条件下，为精馏实现高纯度的别离时，始终能保证一定的传质推动力。
所以，只要理论板足够多，回流足够大时，在塔顶可能得到高纯度的轻组分产品，而在塔底获得高纯度的重组分产品。
化工原理课程设计丙酮和水
（一）设计任务拟建立一套连续板式精储塔分离丙酮-水溶液，进料中含丙酮50% （质量分数）。
设计要求废丙酮溶媒的处理量为12万吨/年,塔底废水中丙酮含量不高于6% （质量分数）。
要求产品丙酮的含量为99% （质量分数）。
（二）操作条件1）塔顶压力4kPa （表压）2）进料热状态自选3）回流比自选4）塔底加热蒸气的压力为0.5Mpa （表压）5）单板压降0 0.7 kPa（三）塔板类型自选（四）工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
（五）设计说明书的内容(1)流程和工艺条件的确定和说明(2)操作条件和基础数据(3)精储塔的物料衡算；⑷塔板数的确定；(5)精储塔的工艺条件及有关物性数据的计算；(6)精储塔的塔体工艺尺寸计算；(7)塔板主要工艺尺寸的计算；(8)塔板的流体力学验算；(9)塔板负荷性能图；(10)主要工艺接管尺寸的计算和选取(进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、人孔等)(11)塔板主要结构参数表(12)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2.设计图纸要求：(1)绘制生产工艺流程图(A3号图纸)；(2)绘制精储塔设计条件图(A3号图纸)1.设计方案简介 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2操作条件和基础数据 (1)2.精储塔的物料衡算 (1)2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (1)2.3物料衡算 (2)3.塔板数的确定 (2)3.1理论板层数M的求取 (2)3.1.1求最小回流比及操作回流比 (2)3.1.2求精储塔的气、液相负荷 (3)3.1.3求操作线方程 (3)3.1.4图解法求理论板层数 (3)3.2塔板效率的求取3.3实际板层数的求取 ...................................................54.精储塔的工艺条件及有关物性数据的计算 .................................51.1操作压力计算 (5)1.2操作温度计算 (5)1.3平均摩尔质量的计算 (5)1.4平均密度的计算 (6)1.4.1气相平均密度计算 (6)1.4.2液相平均密度计算 (6)1.5液体平均表面张力计算 (7)1.6液体平均黏度计算 (7)5.精储塔的塔体工艺尺寸计算 (8)5.1塔径的计算 (8) (8) (9)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (10)6.1溢流装置计算 (10)lw (10)6.1.1溢流堰高度hw (11)6.1.2弓形降液管宽度W和截面积A (11)6.1.3降液管底隙高度h o (11)6.2塔板布置 (12) (12) (12) (12) (12)7.筛板的流体力学验算 (13)7.1塔板降 (13)h c计算 (13)h i计算 (13)ho计算137.3液沫夹带 (14)7.4漏液 (14)7.5液泛 (14)8.塔板负荷性能图 (15)8.1漏液线 (15)8.2液沫夹带线 (15)8.3液相负荷下限线 (16)8.4液相负荷上限线 (17)8.5液泛线 (17)9.主要接管尺寸计算 (19)9.1蒸汽出口管的管径计算 (19)9.2回流液管的管径计算 (19)9.3进料液管的管径计算 (19)9.4釜液排出管的管径计算 (19)10.塔板主要结构参数表 (20)1 .设计方案简介1.1 设计方案的确定本设计任务为分离丙酮一水混合物提纯丙酮，采用连续精储塔提纯流程。
丙酮水蒸馏实验报告
一、实验目的1. 掌握丙酮与水混合物的蒸馏操作方法。
2. 学习利用沸点差异分离混合物中的组分。
3. 了解蒸馏实验中各仪器的作用及注意事项。
二、实验原理丙酮与水互溶，但二者沸点存在较大差异。
丙酮的沸点约为56℃，而水的沸点为100℃。
通过加热混合物，丙酮先蒸发，冷凝后收集，从而达到分离的目的。
三、实验仪器与药品1. 仪器：蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、接收瓶、酒精灯、铁架台、铁夹、石棉网、沸石等。
2. 药品：丙酮、水。
四、实验步骤1. 组装蒸馏装置：将蒸馏烧瓶放在铁架台上，插入温度计，连接冷凝管，将冷凝管末端连接到接收瓶。
在烧瓶中加入沸石，防止暴沸。
2. 加料：向蒸馏烧瓶中加入适量的丙酮和水混合物，约为烧瓶容量的1/3。
3. 加热：点燃酒精灯，缓慢加热蒸馏烧瓶，使混合物沸腾。
注意观察温度计，当温度达到丙酮沸点（约56℃）时，调节火焰，使温度保持稳定。
4. 收集馏分：待温度稳定后，开始收集馏分。
当温度计读数降至水的沸点（约100℃）时，停止加热。
5. 分离：将收集到的馏分倒入另一容器中，待冷却后，利用分液漏斗将丙酮与水分开。
五、实验结果与分析1. 实验结果：成功收集到丙酮，水被分离。
2. 结果分析：由于丙酮沸点低于水，加热过程中丙酮先蒸发，冷凝后收集，从而实现了丙酮与水的分离。
六、实验讨论1. 蒸馏过程中温度控制：在蒸馏过程中，温度控制至关重要。
若温度过高，可能导致水蒸气带入收集的丙酮中；若温度过低，则可能使丙酮未能完全蒸发。
2. 沸石的作用：沸石可以防止液体在加热过程中暴沸，保证实验安全。
3. 冷凝效果：冷凝效果的好坏直接影响到馏分的纯度。
实验中应确保冷凝管冷却水充足，使馏分充分冷凝。
七、实验结论通过本次实验，成功掌握了丙酮与水混合物的蒸馏操作方法，实现了丙酮与水的分离。
实验过程中，注意了温度控制、沸石的使用和冷凝效果，确保了实验的顺利进行。
八、实验反思本次实验过程中，发现以下问题：1. 温度控制不够精确，导致收集到的丙酮中混有少量水蒸气。
化工原理课程设计(丙酮-水)
目录第一部分设计概述 (2)一、设计题目： (2)二、工艺条件: (2)三、设计内容 (2)四、工艺流程图 (2)第二部分塔的工艺计算 (4)一、查阅文献，整理有关物性数据 (4)二、全塔物料衡算与操作方程 (8)三、全塔效率的估算 (9)四、实际塔板数 (10)五、精馏塔主题尺寸的计算 (11)1 精馏段与提馏段的汽液体积流量112 塔径的计算133 塔高的计算174 塔板结构尺寸的确定185弓形降液管186开孔区面积计算197 筛板的筛孔和开孔率20六、筛板的流体力学验算 (21)1塔板压降212液面落差21七、塔板负荷性能图 (23)1精馏段塔板负荷性能图232提馏段塔板负荷性能图26八、精馏塔的主要附属设备 (29)1.塔顶全凝器设计计算292.料液泵设计计算30九、设计结果一览表 (32)十、符号说明 (33)十一、参考文献 (1)十二、设计小结 (2)第一部分设计概述一、设计题目：筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计二、工艺条件:生产能力：30000吨/年（料液）年工作日：300天原料组成：25%丙酮，75%水（质量分率，下同）产品组成：馏出液 99%丙酮，釜液2%丙酮操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点进料状况：泡点加热方式：直接蒸汽加热回流比：自选三、设计内容1、确定精馏装置流程，绘出流程示意图。
2、工艺参数的确定基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。
3、主要设备的工艺尺寸计算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。
4、流体力学计算流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。
5 、主要附属设备设计计算及选型塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。
料液泵设计计算：流程计算及选型。
四、工艺流程图丙酮—水溶液经预热至泡点后，用泵送入精馏塔。
塔顶上升蒸气采用全冷凝后，部分回流，其余作为塔顶产品经冷却器冷却后送至贮槽。
塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。
丙酮-水混合物的分离
（4）辊轧对成型后的外观至关重要 它不仅使冲印操 作易于进行，而且会使产品表面有光泽，形态完整，花纹 保持能力增强，颜色均匀。
饼干制作工艺
2．辊轧的要领
辊轧时为了使面筋形成均匀的组织和使各个方向应 力相同，避免因内部应力不均而造成冲印后的变形，需 要避免辊轧时单方向的延伸。也就是说面带交一个方向 辊轧后，应转90°，再辊轧。见图7-2所示.
1．韧性饼干、苏打饼干面团辊轧的目的
（1）改善面团的黏弹性 使面筋进一步形成，黏性减少、 塑性增加，这是因为辊轧时通过机械的揉捏，使调粉时还未 连入网络的面筋水化粒子，与已形成的面筋搭连，组成整齐 的网络结构。弹性减弱是因为通过反复多方向辊轧使得面团 消除了内部张力分布的不平衡。
饼干制作工艺
（2）使得面团组织成为有规律的层状均匀分布，逐 步形成饼坯 轧辊的反复压延和折叠、翻转操作使面团形 成的层状组织，不仅为成型操作做好准备，且有利于焙烤 时的胀发，是韧性饼干、苏打饼干形成松脆口感的基础。
丙酮和水都是常用的极性溶剂，彼此互溶。丙酮的沸 点为56 ℃，水的沸点为100 ℃。
本实验利用普通蒸馏和简单分馏分别对它们的混合溶 液进行分离，比较分离效果。
【实验用品】
圆底烧瓶(100 mL) 直形冷凝管 接液管 锥形瓶(100 mL) 丙酮 蒸馏水
刺形分馏柱 蒸馏头 量筒(10 mL、25 mL) 长颈玻璃漏斗 温度计(100 ℃)
在旧的工艺操作中，面团要经过预轧、然后，把面 带切成大片，整齐地迭在操作台上。在恒温恒湿(温度 30℃，相对湿度80％～90％)的环境下，静置1～3h后再 辊轧。这种方法虽有改善弹性、增加光泽等优点，但操 作比较麻烦。日前已有连续式的自动辊轧机，面团静置 在连续辊轧前进行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
项目一液体混合物丙酮和水的分离
项目任务要求：抗生素类药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒，其组成为含丙酮88%、水12%(质量分数)。
为使废丙酮溶媒重复利用，需对废丙酮溶媒进行处理，以得到含水量≤0.5%(质量分数)的丙酮溶媒。
请选择分离丙酮和水的适当方法，并以50%或70%丙酮水溶液在实训室进行实施。
项目准备工作：（做成ppt）
一、信息收集
1．丙酮的理化性质及应用；
2．查阅常见分离混合物的方法及使用范围；
3．查阅鉴定产品纯度的方法；阿贝折射仪的基本构造和使用方法；气相色谱法测组分含量的基本原理。
4．查阅常压蒸馏和简单分馏的原理、意义、装置及安装、基本操作与注意事项；5．目前在实际生产中回收丙酮的先进工艺有哪些？
二、方案设计
1．确定最佳方案；（要求符合化工生产小试即在实训室确实可行）
2．论证可行性（选择该方案的理由，优缺点）
三、方案实施
1．实训目的
2．实训原理
3．所用药品的规格、用量及相关物理常数（用表格表示）
4．所用仪器及完整的装置图
5．实训步骤、现象记录及说明（采用表格形式）
四、填写实训报告单（见附表）
参考资料：
1．有机化学教材和有机化学课件
2．上网查阅（含学院网有机化学精品课网站）
教学形式：
答辩（多媒体教室）、操作（实训室）、总结评价（实训室或教室）
班级实训小组成员项目负责人
实训报告
成绩评定
项目二医用阿司匹林的制备
项目任务要求：阿斯匹林从发明至今已有百年的历史，具有十分广泛的用途，其最基本的药理作用是解热镇痛，通过发汗增加散热作用，从而达到降温目的。
同时，它可以有效地控制由炎症、手术等引起的慢性疼痛，如头痛、牙痛、神经痛、肌肉痛等。
1898年，德国化学家霍夫曼用水杨酸与醋酐反应，合成了乙酰水杨酸，1899年，德国拜耳药厂正式生产这种药品，取商品名为Aspirin，这就是医院里最常用的药物――阿斯匹林。
请选择制备医用阿司匹林的适当方法并在实训室进行实施。
项目准备工作：（做成ppt）
一、信息收集
1、所用药品原料及产品阿司匹林的物理性质、化学性质、用途。
2、合成或提取阿司匹林的传统规模生产（或分离提纯）的工艺有哪些，目前国
内外先进的工艺是什么？在实训室进行小试生产有哪些方法？（重点）
3、阿司匹林如何合成反应的基本原理是什么？常用酰基试剂的活性顺序是？阿
司匹林的制备方法有哪些?
4、收集固液混合物的分离技术，本实训采用何种分离方法,为什么？
5、重结晶纯化固体有机物的操作技术原理及方法。
6、查阅鉴定产品纯度的方法，熔点仪的基本构造和使用方法。
二、方案设计
1、几种实训室小试生产方法的优选比较，确定最佳小试生产方法。
2、选择该方法为最佳小试生产方法的原因。
3、最佳小试生产方法的优缺点？
4 论证方案的可行性(工艺可行性，安全性，投资可行性)。
三、方案实施
1、实训目的
2、实训原理
3、所用仪器种类规格及装置图
4、所用药品的规格、浓度、用量及相关物理常数（最好用表格）
5、设计实训过程流程图
6、详细的实训步骤及说明（例如：酰化过程控温75—80℃，为什么？怎样
控制？抽滤操作的具体过程等）
7、实训操作的关键及注意事项。
8、操作过程中影响产品产量、质量的主要因素。
四填写实训报告单（见附表）
参考资料：
1. 图书馆查阅实训实验相关资料。
2．有机化学教材和有机化学课件
3．上网查阅（含学院网有机化学精品课网站）
教学形式：
答辩（多媒体教室）、操作（实训室）、总结评价（实训室或教室）
班级实训小组成员项目负责人
实训报告
成绩评定
项目三香料乙酸异戊酯的制备
项目任务要求：乙酸异戊酯是一种重要的化工产品，用途广泛，是国内外允许使用的食用香料，是香蕉、草莓、杨梅、苹果、香蕉、樱桃、葡萄菠萝等果香型香精的调制成分，可用作化妆品和皂用香料及合成洗涤剂等日化香精配方中，也可用作溶剂及用于制革、人造丝、胶片和纺织品等加工工业。
但主要用于食用香精配方中，用作食品添加剂。
在我国内外均具有广阔的需求市场。
为此，我们可以在实训室进行小试生产。
请选择相应原料在实训室来制备该产品。
项目准备工作 (做成ppt)
一、信息收集
1．所用原料及产品乙酸异戊酯的理化性质及该产品的用途。
2．查阅酯类化合物常用的制备方法；
3．查阅酯化反应的原理、意义、回流装置的安装、基本操作及注意事项；4．查阅纯化液体有机物的操作技术和方法及纯化该产品需用哪种操作技术；5．查阅液体有机物的干燥方法及该产品需用哪种方法；分液漏斗的使用方法；6．查阅该产品的传统规模合成生产的工艺有哪些？目前国内外先进的生产工艺是什么？在实训室进行的小试生产有哪些？
二、方案设计
1．确定最佳方案
2．论证该方案的可行性（选择该方案的理由及优缺点）
三、方案实施
1．实训目的 2．实训原理
3．所用药品的规格、浓度、用量及相关物理常数（用表格表示）
4．所用仪器及完整的装置图
5．设计实训过程流程图
6．详细的实训步骤、现象记录及说明
四、填写实训报告单（见附表）
参考资料：
1．有机化学教材和有机化学课件
2．上网查阅（含学院网有机化学精品课网站）
教学形式：答辩（多媒体教室）、操作（实训室）、总结评价（实训室或教室）班级实训小组成员项目负责
人
实训报告
成绩评定
项目四从天然物中提取咖啡因
项目任务要求：咖啡因是中枢兴奋药，具有强心、利尿、兴奋中枢等药理功效,在医学上用作心脏、呼吸器官和神经系统的兴奋剂，也是一种重要的解热镇痛剂，还大量用作可乐型饮料的添加剂。
近年来，随着人们自我保健意识的增强，“回归自然”、“绿色”消费已成时尚，人工合成的咖啡因含有原料残留，有的国家已禁止在饮料中使用合成咖啡因，因而天然咖啡因的市场需求与日俱增。
请选择适当的提取方法在实训室进行实施。
项目准备工作：（做成ppt）
一、信息收集
1．咖啡因的物理性质（状态、色泽、味道、溶解性、熔点及升华时温度）、化学构造式、在天然物中的存在情况及咖啡因用途；
2．查阅常见固-固混合物分离的方法；索氏提取器的基本构造和使用方法；
3．查阅鉴定本产品纯度的方法；熔点仪的基本构造和使用方法；
4．查阅常压升华的原理、意义、装置的安装与操作注意事项；
5．目前在实际生产中制取咖啡因及回收乙醇的先进工艺有哪些？
二、方案设计
1．确定最佳方案；（要求符合化工生产小试即在实训室确实可行）
2．论证可行性（选择该方案的理由，优缺点）
三、方案实施（依据所查资料制定详细实训方案）
1．实训目的 2．实训原理
3．所用仪器及装置图
4．所用药品的规格、浓度、用量及相关物理常数（用表格表示）
5．设计实训过程流程图
6．详细的实训步骤及说明（例：选用何种溶剂，为什么？）
四、填写实训报告单（见附表）
参考资料：
1．有机化学教材和有机化学课件
2．上网查阅（含学院网有机化学精品课网站）
教学形式：答辩（多媒体教室）、操作（实训室）、总结评价（实训室或教室）班级实训小组成员项目负责人
实训报告
成绩评定。