乙醇与二氯甲烷间歇萃取精馏系统设计方案

利用间歇式精馏实训装置分离提纯乙醇实验报告

利用间歇式精馏实训装置分离提纯乙醇实验报告
本次实验的主要目的是利用间歇式精馏实训装置对乙醇进行分离提纯，并获得高纯度的乙醇。

实验过程中，我们遵守了实验室的安全规定和相关操作步骤，确保了实验的安全和准确性。

实验步骤如下：
1. 将混合物注入间歇式精馏实训装置，开启加热装置。

2. 当收集到第一滴馏出液时，停止采集，称重记录。

3. 将采集的第一滴液体倒掉，继续采集，直至得到稳定的馏出液。

4. 当馏出液温度达到95℃时，停止加热，关闭加热装置。

5. 分析馏出液中乙醇的浓度，并记录数据。

实验结果表明，我们成功地将乙醇从混合物中分离出来，并获得了高纯度的乙醇。

在实验过程中，我们对实验参数进行了适当的调整和优化，以获得更好的分离效果。

同时，我们也注意了实验安全，并遵循了相关操作步骤，确保了实验的准确性和可靠性。

总体来说，本次实验取得了圆满成功的结果，并提高了我们对化学原理和分离技术的理解和认识。

乙醇与二氯甲烷间歇萃取精馏系统设计方案

文件目录
1 工艺说明及工艺流程图
2 质能平衡表
3间歇萃取精馏塔的性能保证
4 主要设备清单
5 公用系统消耗
6 附间歇萃取精馏塔条件图
1 工艺说明及工艺流程图
间歇萃取精馏系统的工艺流程如图1所示。

原料分批进入间歇萃取精馏塔塔釜，开启热源进行加热，全回流后塔内建立稳定的浓度的梯度与温度梯度，此时由塔中连续加入乙二醇萃取剂，再全回流一定时间，首先在常压下由塔顶采出含水量小于0.1%的二氯甲烷与乙醇的混合物。

当塔顶含水量即将超过0.1%时，切换到过渡馏分罐，在减压下（操作压力为20kPa）采出水、乙醇、乙二醇的混合物，然后采出乙二醇（操作压力为5kPa），这部分乙二醇可回收套用。

图1 间歇萃取精馏系统工艺流程图
2 质能平衡表表1 物料平衡表
表2装置能量平衡表
3 间歇萃取精馏塔的性能保证
3.1产品质量
塔顶采出的乙醇与二氯甲烷混合物料中含水量小于0.1%，原料处理量为15吨/月。

3.2塔操作弹性
间歇萃取精馏塔的操作弹性为：设计负荷的80～120％。

4 主要设备清单
经过天津昊然分离科技有限公司初步设计主要设备的数据见下表。

5 公用系统消耗
10kgf/cm2(a)蒸汽：0.76t/h（正常值）
30度循环水：38.4t/h（正常值）
6 附间歇萃取精馏塔条件图。

间歇萃取精馏分离二氯甲烷-乙醇-水体系的模拟及实验研究

间歇萃取精馏分离二氯甲烷-乙醇-水体系的模拟及实验研究潘晓梅;晏芸;徐积武;肖国民【摘要】Using glycol as extraction agent, based on the non-random two-liquid (NRTL) model, Aspen Plus software is employed to simulate the batch extractive distillation process of dichlo-romethane-ethanol-water. The feed is 100 kg aqueous solution of dichloromethane-water-ethanol (mass ratio is 95:3:2). Taking solvent ratio, reflux ratio, number of plates, solvent feeding position and solvent feeding temperature into consideration, the optimum operating conditions are obtained; The number of tower plates is 20; the solvent feeding position is the second tower plate j the solvent feeding temperature is 38 ℃; the reflux ratio is 2.5 ; the solvent ratio is 0. 575. Under these circumstances, the overhead fraction of dichloromethane is up to 99. 8% and the recycling rate is up to 96.65% , fulfilling the requests of recycle. To verify the simulation results, the experiment is carried out. The mass fraction of dichloromethane is upto 99. 8% and the recycling rate is about 90% , which are basically the same as the simulation results.%基于NRTL模型,以乙二醇为萃取剂,用Aspen Plus软件对二氯甲烷-乙醇-水三元体系间歇萃取精馏过程进行模拟,分别考虑了溶剂比、回流比、塔板数、溶剂进料位置和溶剂进料温度对整个精馏过程的影响.原料为100 kg含95％二氯甲烷(质量分数)、3％水、2％乙醇的混合溶液,利用模拟结果对各工艺参数进行分析和优化,得出了最佳的操作条件:精馏塔塔板数为20块、溶剂进料位置在第2块塔板、溶剂进料温度为38℃、回流比为2.5、溶剂比为0.575.在该操作条件下,塔顶的二氯甲烷的质量分数可达99.8％以上,回收率为96.65％,满足溶剂回收再利用的要求.通过实验对该模拟结果进行验证,得到的二氯甲烷质量分数高达99.8％,回收率为90％左右,与模拟结果基本一致.【期刊名称】《东南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(042)003【总页数】5页(P511-515)【关键词】间歇萃取精馏;Aspen Plus模拟;二氯甲烷【作者】潘晓梅;晏芸;徐积武;肖国民【作者单位】东南大学化学化工学院,南京211189;东南大学化学化工学院,南京211189;东南大学化学化工学院,南京211189;东南大学化学化工学院,南京211189【正文语种】中文【中图分类】TQ9二氯甲烷(CH2Cl2)为无色透明液体，分子量为84.93，沸点为39.75 ℃，有刺激性气味，易挥发，对人的中枢神经和呼吸系统有损害［1］.二氯甲烷是一种重要的化工原料，在合成药物及药物中间体中起着至关重要的作用，如用于制备氨苄青霉素、头孢唑林钠、羟苄青霉素等抗生素;还可用作易燃物的不燃性溶剂，如用于胶片生产中的溶剂、石油脱蜡的溶剂;也可用作有机合成的萃取剂、脱漆剂、灭火剂、冷冻剂等.我国每年二氯甲烷的消耗量很大，若不回收利用，将造成重大的经济损失和环境污染，因此二氯甲烷的回收利用非常重要.间歇萃取精馏同时具备间歇精馏的灵活性、经济性和萃取精馏的实用性［2-4］.它是通过向精馏塔上部加入适当流量的溶剂以增大共沸物组分之间的相对挥发度，从而使难分离物系转化为易分离物系，让分离得以实现并降低成本的一种特殊间歇精馏技术.因此，在共沸物的分离方面具有明显的优越性.本文以乙二醇为溶剂，使用 Aspen Plus［5-8］化工模拟软件中的 BatchFrac模块，基于NRTL模型，对二氯甲烷-乙醇-水体系的间歇萃取精馏过程进行模拟.1 二氯甲烷-乙醇-水体系物性分析在二氯甲烷-乙醇-水组成的三元体系中分别存在3种二元共沸物(见表1)，共沸物的存在使普通的精馏无法得到质量分数高于99.5%的二氯甲烷，因此可通过加入萃取剂打破共沸平衡，得到所需产品.本文选取乙二醇作为萃取剂，改变乙醇和水在二氯甲烷中的相对挥发度，达到二氯甲烷与乙醇和水的分离效果.表1 共沸物的共沸点和组成共沸物共沸点/℃ w(二氯甲烷)960 3二氯甲烷-乙醇39.54 0.988 8乙醇-水 78.16 0.958 3二氯甲烷-水 39.61 0.2 模拟结果与讨论本节讨论溶剂比(萃取剂与进料的质量比)、回流比、塔板数、乙二醇进料位置和乙二醇进料温度对塔顶组分质量分数及回收率的影响.2.1 溶剂比对二氯甲烷分离效果的影响一次性投料100 kg，物料中二氯甲烷、水、乙醇的质量分数分别为95%，3%，2%，回流比为2，总塔板数N=20，萃取剂的进料位置Ne=2，萃取剂进料温度为40℃，出料流量为40 kg/h，固定精馏时间为8 280 s，溶剂比的变化范围为0.23～1.15，考察溶剂比对二氯甲烷质量分数和回收率的影响.模拟结果见图1.由图1可知，随着溶剂比的增加，二氯甲烷的质量分数增大，当溶剂比为0.575时二氯甲烷的质量分数达到最大;溶剂比继续增加时，二氯甲烷的质量分数逐渐减小.说明乙二醇作为萃取剂能使二氯甲烷达到理想的纯度，但当乙二醇过量时，会稀释塔底原料，影响整个精馏过程.图1 溶剂比对二氯甲烷分离的影响2.2 回流比对二氯甲烷分离效果的影响一次性投料100 kg，物料中二氯甲烷、水、乙醇的质量分数分别为95%，3%，2%，总塔板数N=20，萃取剂的进料位置Ne=2，萃取剂的进料温度为40℃，出料流量为40 kg/h，溶剂比为0.575，改变回流比，考察回流比对二氯甲烷的质量分数和回收率的影响.模拟结果见图2.由图2可知，当回流比在1.0～2.5范围内变化时，二氯甲烷的质量分数增大，回收率增大，当R=2.5时，二氯甲烷的质量分数达到最大，分离效果最好;当回流比继续增大，在2.5～5.0范围内，二氯甲烷的质量分数减小.其原因可能是，当回流比增大时，回流量增大，使塔板上的乙二醇浓度减小，影响了二氯甲烷的分离效果.因此当R=2.5时较为合适.2.3 塔板数对二氯甲烷分离效果的影响一次性投料100 kg，物料中二氯甲烷、水、乙醇的质量分数分别为95%，3%，2%，萃取剂的进料位置Ne=2，萃取剂的进料温度为40℃，出料流量为40 kg/h，溶剂比为 0.575，回流比 R=2.5，考察塔板数对二氯甲烷质量分数和回收率的影响.模拟结果见图3.由图3可知，随着塔板数的增加，二氯甲烷的质量分数越大，这是因为塔板数越多，物料与乙二醇的接触越充分.当二氯甲烷的质量分数达到0.998时二氯甲烷的纯度已能够满足回收利用要求，再增加塔板数效果不是非常明显，而且设备的固定投资增大，因此选择总塔板数N=20.图2 回流比对二氯甲烷分离的影响图3 塔板数对二氯甲烷分离的影响2.4 乙二醇进料位置对二氯甲烷分离效果的影响一次性投料100 kg，物料中二氯甲烷、水、乙醇的质量分数分别为95%，3%，2%，总塔板数为N=20，萃取剂的进料温度为40℃，出料流量为40 kg/h，溶剂比为0.575，回流比 R=2.5，考察乙二醇的进料位置对二氯甲烷质量分数和回收率的影响.模拟结果见图4.由图4可知，随着萃取剂进料位置的下移，二氯甲烷的质量分数下降，回收率下降;萃取剂加入的位置越高，物料与萃取剂的接触时间越长，从而使二氯甲烷的分离效果越好.图4 乙二醇进料板数对二氯甲烷分离的影响2.5 乙二醇进料温度对二氯甲烷分离效果的影响一次性投料100 kg，物料中二氯甲烷、水、乙醇的质量分数分别为95%，3%，2%，总塔板数为N=20，萃取剂的进料位置Ne=2，出料流量为40 kg/h，溶剂比为0.575，回流比 R=2.5，考察乙二醇进料温度对二氯甲烷质量分数和回收率的影响.模拟结果见图5.由图5可知，当温度在25～38℃范围内变化时，二氯甲烷的质量分数和回收率随温度升高而升高，当温度超过38℃时，二氯甲烷的质量分数和回收率随温度升高而降低.因此，最佳的进料温度在30～38℃之间，在此温度范围内进料，馏分的差别很小.考虑精馏的特性，当萃取剂的进料温度与该塔板上的温度相同时，萃取精馏效果最好，因此取乙二醇的进料温度为38℃.2.6 最佳模拟条件的确定一次性投料100 kg，物料中二氯甲烷、水、乙醇的质量分数分别为95%，3%，2%，泡点进料，由上述模拟分析可得最佳的工艺条件为:塔板数N=20，回流比R=2.5，溶剂比为0.575，溶剂的进料位置Ne=2，溶剂38℃进料.在此最佳条件下，塔顶的馏出速率为qD=40 kg/h.图5 乙二醇进料温度对二氯甲烷分离的影响3 萃取精馏实验3.1 萃取精馏流程间歇萃取精馏塔如图6所示.从塔底一次性加入二氯甲烷-乙醇-水原料，同时在固定的塔板处连续加入萃取剂乙二醇，从而达到分离的目的.3.2 产物组成分析方法用气相色谱对塔顶组分进行分析，气相色谱仪型号为GC9160，色谱柱为3 m×3 mm的GDX-101填充柱［9］，填充物颗粒目数为60～80.色谱分析条件为:进样器的温度220℃，采用程序升温使组分从125℃以20℃/mi n的速度升高到210℃，热导池温度220℃，桥流130 mA，载气为高纯氢气.图6 间歇萃取精馏塔采用归一化法进行定量分析，其计算公式为式中，Wi为二氯甲烷的质量分数;fi为二氯甲烷的校正因子;Ai为二氯甲烷的峰面积.3.3 萃取精馏实验结果根据模拟中所确定的最佳工艺条件重复进行3次实验，结果见表2.可看出，塔顶馏分二氯甲烷的质量分数能达到要求，但回收率偏低.其主要原因是塔不能完全密封，并且塔填料有一定的持液量，导致二氯甲烷回收率偏低.表2 萃取精馏实验结果塔顶 H2O峰面积 C2H5OH峰面积 CH2Cl2峰面积 w(二氯甲烷)/% 温度/℃ 回收率90 2 4 713.7 10 432.6 6 070 673.0 99.826 39.4 ～39.6 89 3 6 821.1 13 860.8 6 466 495.0 99.810 39.4 ～39.6 91均值99.822/%1 5 952.8 7 508.2 6 426 327.6 99.830 39.4 ～39.6 904 结论1)用Aspen Plus进行模拟得出萃取精馏的最佳条件:塔板数为 N=20，回流比R=2.5，溶剂比为0.575，萃取剂的进料位置Ne=2，萃取剂38℃进料.塔顶的馏出速率为qD=40 kg/h.2)利用模拟结果指导实验，实验中得到的二氯甲烷的纯度高达99.8%，与模拟结果非常一致;在实验过程中二氯甲烷的回收率为90%左右，低于模拟结果，主要原因是塔不能达到完全密封，而且塔中的填料有一定的持液.3)实验结果与模拟结果基本相符.说明NRTL模型适用于计算二氯甲烷-乙醇-水体系的气液平衡，Aspen Plus软件中的间歇萃取精馏模块能够很好地模拟计算该体系的分离过程，可以将该模拟结果用于工业上二氯甲烷的回收过程.参考文献(References)［1］孙世栋，刘莉.废二氯甲烷回收工艺的研究［J］.环境科学与管理，2006，31(1):52-53.Sun Shidong，Liu Li.Study on recovery process of waste methylene chloride［J］.Environmental Science and Management，2006，31(1):52-53.(in Chinese)［2］Modla G，Lang P，Kotai B.Batch heteroazeotropic rectification of a low alpha mixture under continuous entrainer feeding ［J］.Aiche Journal，2003，49(10):2533-2552.［3］黄路，叶青.异丙醚-异丙醇-水三元共沸物的 Aspen Plus分离模拟［J］.石油与天然气化工，2010，39(6):472-474.Huang Lu，Ye Qing.Simulation of batch extractive distillation on separation ether-isopropanol-water azeotropic system［J］.Chemical Engineering of Oil and Gas，2010，39(6):472-474.(in Chinese)［4］Arias B A，Rodrigue D I，Gerbaud V.Optimization of heterogeneous batch extractive distillation［J］.Industrial and Engineering Chemistry Research，2011，50(9):5204-5217.［5］Marcella F，Guedes B P，Monteiro A M，et al.Optimal design of extractive distillation columns—a systematic procedure using a process simulator［J］.Chemical Engineering Research and Design，2011，89(3):341-346.［6］Gil I D，Uya zán A M，Aguilar J L，et al.separation of ethanol andwater by extractive distillation with salt and solvent as entrainer:process simulation［J］.Brazilian Journal ofChemicalEngineering， 2008，25(1):207-215.［7］Lee J，Cho J，Min K，et al.Separation of tetrahydrofuran and water using pressure swing distillation:modeling and 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萃取精馏分离二氯甲烷和甲醇的过程研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｚｅｏｔｒｏｐｉｃｓｙｓｔｅｍｏｆｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅａｎｄｍｅｔｈａｎｏｌｗａｓｓｅｐａｒａｔｅｄｂｙｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｗａｔｅｒａｓｅｘｔｒａｃｔｉｖｅａｇｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＡｓｐｅｎＰｌｕｓ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｔｏｗｅｒ’ｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｎｕｍｂｅｒ，ｆｅｅｄｌｏｃａｔｉｏｎ，ｓｏｌｖｅｎｔｒａｔｉｏ，ｒｅｆｌｕｘｒａｔｉｏａｎｄｓｏｌｖｅｎｔｒｅｃｏｖｅｒｙｔｏｗｅｒ’ｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｎｕｍｂｅｒ，ｆｅｅｄｌｏｃａｔｉｏｎ，ｒｅｆｌｕｘｒａｔｉｏｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｂｙｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｍｏｄｕｌｅ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｔｏｗｅｒ’ｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｎｕｍｂｅｒ２８，ｍｉｘｔｕｒｅｆｅｅｄｌｏｃａｔｉｏｎ１４，ｔｈｅｗａｔｅｒｆｅｅｄｌｏｃａｔｉｏｎ４，ｓｏｌｖｅｎｔｒａｔｉｏ０．６，ｒｅｆｌｕｘｒａｔｉｏ１．６，ａｎｄｔｈｅｐｕｒｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅｒｅａｃｈｅｓ９９．７％ａｔｔｈｅｔｏｐｏｆｔｏｗｅｒ．Ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｓｏｌｖｅｎｔｒｅｃｏｖｅｒｙｔｏｗｅｒ’ｓｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｐｌａｔｅｎｕｍｂｅｒ２２，ｆｅｅｄｌｏｃａｔｉｏｎ１６，ｒｅｆｌｕｘｒａｔｉｏ１．８，ｔｈｅｐｕｒｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｍｅｔｈａｎｏｌｒｅａｃｈｅｓ９９．８％ａｔｔｈｅｔｏｐｏｆｔｏｗｅｒ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ａｓｅｐａｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆ６２００ｔｐｅｒｙｅａｒｉｎａｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｐｌａｎｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｃｈｌｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ；ｍｅｔｈａｎｏｌ；ＡｓｐｅｎＰｌｕｓ；ｅｘｔｒａｃｔｉｖｅｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ

乙醇精馏设计

目录设计说明书一、设计项目背景 (2)二、生产工艺流程 (4)三、生产规模 (5)四、物料衡算结果 (5)五、能量衡算结果 (5)六、设备选型 (6)计算说明书一、物料衡算 (7)1、每小时生产能力的计算 (7)2、生产工艺流程示意图 (7)3、各塔物料衡算 (7)二、能量衡算 (9)三、设备选型(冷凝器2的选型计算) (10)1、水的定性温度 (10)2、按热面积设定 (11)3．传热系数 (11)设计说明书设计项目：乙醇精馏车间产品名称：工业乙醇产品规格：纯度95%一、设计项目背景：1.乙醇的理化性质乙醇又称酒精，分子式为CH3CH2OH，相对分子质量46.07。

为无色透明、易燃易挥发的液体，有酒的气味和刺激性辛辣味，溶于水、甲醇、乙醚和氯仿，能溶解许多有机化合物和若干无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限4.3%-19.0%（体积）。

无水乙醇相对密度0.7893（20/4℃），熔点-117.3℃，沸点78.32℃，折射率1.3614，闪点（闭杯）14℃。

工业乙醇（含乙醇95%）折射率1.3651，表面张力（20℃）22.8mN/m，粘度（20℃）1.41mPa·s，蒸气压（20℃）5.732kPa，比热容（23℃）2.58J/(g·℃），闪点12.8℃，相对密度0.816，沸点78.15℃，凝固点-114℃，自燃点793℃。

2.乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。

医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。

因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。

除用作燃料，制造饮料和香精外，乙醇也是一种重要的有机化工原料，如用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，但目前乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、乙酸、乙基乙醇已不再采用乙醇作原料而用其他原料代替。

分离乙醇水的精馏塔设计

分离乙醇水的精馏塔设计简介在化学工业中，乙醇是一种常见的有机溶剂，广泛应用于药品、肥料和燃料等领域。

然而，乙醇在自然界中通常以水溶液的形式存在。

因此，在乙醇的生产过程中，需要对乙醇水溶液进行分离，以获得高纯度的乙醇。

精馏是一种常用的分离技术，通过利用混合液中组分的不同沸点，将其分离出来。

本文将介绍一种用于分离乙醇水的精馏塔设计方案。

原理精馏塔是精馏过程中的关键设备，它通过将混合液引入塔内，在塔内的驱动下，乙醇和水分别以不同的沸点汽化，然后经过凝结再回流到塔中，最终分离乙醇和水两种组分。

精馏塔的设计考虑了以下几个方面：1.塔内结构：塔内通常设有塔板或填料来增加表面积，从而增加传热和传质效率。

常见的填料包括泡沫塞、环形填料等。

2.塔底结构：塔底设有汽液分离器，用于将汽相和液相分离，并通过不同的出口引出。

3.冷凝器：冷凝器用于冷却出塔顶的汽相，并将其转化为液相，以便于回流到塔内。

4.塔顶结构：塔顶设有乙醇和水的分出口，分别将高纯度的乙醇和水引出。

设计方案在分离乙醇水的精馏塔设计中，应考虑以下几个关键因素：1. 乙醇和水的沸点差异乙醇和水的沸点差异较小，约为7-9℃。

因此，在设计中应选择合适的操作条件，使得乙醇和水能够有效分离。

一种常见的方式是增加塔板或填料层数，以增加传热和传质效率，从而提高分离效果。

2. 塔板或填料的选择塔板和填料是精馏塔中常用的结构。

塔板通常采用筛板或穿孔板，其目的是将混合液均匀分布到塔板上，并提供足够的接触面积。

而填料则是通过增加表面积来增加传质效率，常用的填料包括泡沫塞、环形填料等。

在乙醇水分离的精馏过程中，应选择适合的塔板或填料，以提高分离效率。

3. 回流比的选择回流比是指回流到精馏塔的液相与塔顶产品的比例。

回流比的选择直接影响到塔的分离效果。

一般来说，较高的回流比能够提高精馏塔的分离效率，但同时也增加了能耗。

因此，需要根据实际情况选择合适的回流比。

结论乙醇水的精馏塔设计是分离乙醇的重要工艺步骤。

乙醇萃取精馏系统设计方案

乙醇萃取精馏系统设计方案1. 前言根据甲方要求，天津昊然分离科技有限公司对甲方提供的乙醇原料，采用工程模拟软件进行了详细的流程模拟计算，由模拟计算结果结合多年工程设计经验，形成了本次精馏设计方案。

2. 设计依据处理量：处理粗产品20吨/天；质量要求：乙醇的质量分数达到99%以上。

3. 流程模拟计算E1流程说明：将原料及萃取剂分别送入T1萃取精馏塔内，由萃取精馏塔塔顶得到合格产品乙醇，萃取精馏塔塔釜物料送入T2萃取剂回收塔，经过T2塔脱除轻组分后的塔釜物料即为回收的萃取剂，萃取剂经冷却后送入T1萃取精馏塔，实现萃取剂的循环利用。

4. 结构说明4.1萃取精馏塔T1萃取精馏塔采用常压操作，操作压力为1atm（a），设计直径φ800mm，采用高效TJHR-Ⅲ型填料，填料高度为11000mm，共分为三段，各段高度分别为2000mm、5500mm、3500mm。

塔顶和填料段之间采用高效液体分布器，塔中配置高弹性液体收集器。

塔顶热负荷为327183.18kcal/hr，塔顶温度为78.5℃，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为60m2；塔底热负荷为424395.78kcal/hr，塔底温度为143.7℃，采用200度导热油进行加热，所需换热面积约为80m2。

回流罐设计容积为1m3。

4.2萃取剂回收塔T2萃取剂回收塔采用减压操作，操作压力为25kPa（a），设计直径φ700mm，总填料高度为7000mm，共分为两段，上段采用TJHR-Ⅲ型填料，下段采用TJHR-Ⅱ型填料，各段高度分别为3000mm、4000mm。

塔顶和填料段之间采用高效液体分布器，塔中配置高弹性液体收集器。

塔顶热负荷为125535.04kcal/hr，塔顶温度为68.7℃，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为30m2；塔底热负荷为131802.70kcal/hr，塔底温度为161.0℃，采用200度导热油进行加热，所需换热面积约为40m2；冷却器热负荷为71569.27kcal/hr，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为15m2。

混合溶剂间歇萃取精馏分离过程的模拟

混合溶剂间歇萃取精馏分离过程的模拟
混合溶剂间歇萃取精馏分离过程是指利用不同溶剂、不同温度和不同压力下的溶剂间歇萃取精馏分离技术，用于分离复杂的混合物。

该过程可以有效地分离出各种有机化合物，如烯烃，烃类，醇类，酸类等，也可以用于分离其他类型的有机物。

混合溶剂间歇萃取精馏分离过程的基本原理是，利用不同溶剂的溶解度差异，将混合物溶解到不同的溶剂中，然后在不同的温度和压力下进行溶解，使不同组分的溶解度不同，最后通过蒸馏分离出混合物中的不同成分。

混合溶剂间歇萃取精馏分离过程包括两个主要步骤：萃取和蒸馏。

萃取是将混合物溶解到不同的溶剂中，以使不同组分的溶解度不同。

蒸馏是利用混合物中不同组分的沸点差异，将混合物分离到不同的液体或气体中。

混合溶剂间歇萃取精馏分离过程的优点是可以分离复杂的混合物，有效率高，而且可以提高分离的精度，并且操作简单，操作成本低。

然而，混合溶剂间歇萃取精馏分离过程也存在一些缺点，例如，由于混合物中组分的沸点差异有限，蒸馏分离效果不太理想；另外，由于混合物需要溶解到不同的溶剂中，可能会引入污染物，影响最终的分离效果。

总之，混合溶剂间歇萃取精馏分离过程是一种有效的分离技术，可以有效地分离出复杂的混合物。

但是也要注意分离过程中的一些缺点，以保证最终的分离效果。

乙醇萃取精馏实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解萃取精馏的原理和操作方法。

2. 掌握萃取精馏在乙醇-水混合物分离中的应用。

3. 通过实验，提高对化工分离技术的实际操作能力。

二、实验原理萃取精馏是一种利用萃取剂改变混合物中组分挥发度差异，从而实现分离的方法。

在乙醇-水混合物的分离过程中，由于乙醇和水形成恒沸物，直接精馏难以得到无水乙醇。

本实验采用乙二醇作为萃取剂，通过萃取精馏方法实现乙醇的分离。

三、实验器材和药品1. 实验器材：- 萃取精馏装置一套- 温度计- 冷凝器- 冷却水- 加热装置- 计量筒- 容量瓶- 烧杯- 滤纸- 秒表2. 药品：- 乙醇（分析纯）- 水（分析纯）- 乙二醇（分析纯）四、实验步骤1. 将乙醇和水按一定比例混合，加入萃取精馏装置中。

2. 加入适量乙二醇作为萃取剂，并搅拌均匀。

3. 调节加热装置，控制塔顶温度在75℃左右。

4. 记录塔顶温度、塔底温度和回流比等参数。

5. 观察塔顶和塔底产物，分析分离效果。

6. 根据实验结果，调整操作参数，优化分离效果。

五、实验现象1. 在加热过程中，塔顶温度逐渐上升，回流比逐渐增大。

2. 塔顶产物颜色逐渐变浅，说明乙醇含量逐渐增加。

3. 塔底产物颜色逐渐加深，说明水含量逐渐增加。

4. 随着实验进行，塔顶产物中乙醇含量逐渐接近理论值。

六、实验结果与分析1. 通过实验，成功分离出无水乙醇，塔顶产物中乙醇含量达到99.5%以上。

2. 萃取精馏方法在乙醇-水混合物的分离中具有较好的效果，可以有效地提高乙醇的纯度。

3. 通过调整操作参数，可以优化分离效果，提高乙醇的产量。

七、实验结论1. 萃取精馏是一种有效的乙醇-水混合物分离方法，可以制备出高纯度的无水乙醇。

2. 通过调整操作参数，可以优化分离效果，提高乙醇的产量。

3. 本实验成功分离出无水乙醇，验证了萃取精馏方法的可行性。

八、实验讨论1. 实验过程中，温度控制对分离效果影响较大。

温度过高或过低都会影响分离效果。

2. 萃取剂的选择对分离效果也有一定影响。

乙醇_水体系的间歇萃取精馏_袁旭宏

实验结果: 由表 1 中可以明显看出，随着塔釜加热温度的升高，分离效率总体是呈上升趋势，在 180 ～ 210 ℃ 之间的加热温度变化对分离效果影响较大，210 ℃ 之后则变得比较理想，如再用提高加热温度的方法来提高分离效果就不必要。 2. 2 改变回流比对精馏的影响
实验条件: 向塔釜加入 22% 乙醇水溶液 300 mL，设定塔釜加热温度为 210 ℃ 。待全回流稳定后，设定回流 R( 依次为 1∶ 1，2∶ 1，3∶ 2，3∶ 1) ，不加萃取剂下进行部分回流操作，并将馏出液接回至塔釜以保证实验的连续进行，回流稳定后对塔顶塔釜取样分析，数据记录于表 2。
图 2 醋酸钾对不同纯度乙醇的分离效果
实验结果: 萃取剂对不同浓度的乙醇分离效果都比较好，特别对乙醇含量高的乙醇-水体系分离效果更为明显。 2. 4 不同萃取剂对乙醇-水体系的实际分离效果
比较乙二醇是现在工业上最常用的萃取溶剂，将适当的盐类溶于乙二醇中配成混合溶剂，能够有效提高溶剂的选择性。本文对纯溶剂乙二醇［3—6］，混合
参考文献
图 3 不同萃取剂的分离效果
实验结果: 在加了盐或碱后的溶剂对乙醇水体系的分离效果显著提高，大大减少了萃取精馏得到相同纯度的无水乙醇所用萃取剂消耗量。实验同时也验证了林军［7］等在对乙醇水体系所做的不同混合溶剂相对挥发度实验上得出的结论: 溶碱萃取剂分离效果优于溶盐萃取剂，乙二醇 + 氢氧化钾效果好于乙二醇 + 氢氧化钠。
配制不同浓度的乙醇水溶液30405060向塔釜加入400ml原料液在210的塔釜加热温度下待全回流稳定后收集一定量的乙醇用于配制01gml的醋酸钾乙醇溶液在从塔顶连续加入萃取剂下进行全回流操作每隔45min对塔顶塔釜取样分析一次并对每个纯度下的原料作塔顶乙醇含量醋酸钾萃取剂累计加入量的曲线图5

化工原理课程设计乙醇水精馏塔设计doc

化工原理课程设计-乙醇-水精馏塔设计.doc化工原理课程设计：乙醇-水精馏塔设计一、设计任务本设计任务是设计一个乙醇-水精馏塔，用于分离乙醇和水混合物。

给定混合物中，乙醇的含量为30%，水含量为70%。

设计要求塔顶分离出95%以上的乙醇，塔底剩余物中水含量不超过5%。

二、设计方案1.确定理论塔板数根据给定的乙醇含量和设计要求，利用简捷计算法计算理论塔板数。

首先确定乙醇的回收率和塔顶产品的浓度，然后根据简捷计算公式计算理论塔板数。

2.塔的总体积和尺寸根据理论塔板数和每块理论板的液相体积流量，计算塔的总体积。

根据总体积和塔内件设计要求，确定塔的外形尺寸。

3.塔内件设计塔内件包括溢流管、进料口、冷凝器、再沸器和出口管等。

溢流管的尺寸和形状应根据塔径和物料性质进行设计。

进料口的位置和尺寸应根据进料流量和进料组成进行设计。

冷凝器和再沸器应根据物料的热力学性质和工艺要求进行设计。

出口管应根据塔径和出口流量进行设计。

4.塔板设计每块塔板的设计包括板上液相和气相的流动通道、堰和降液管等。

根据物料的物理性质和操作条件，确定液相和气相的流动通道尺寸和形状。

堰的高度和形状应根据液相流量和操作条件进行设计。

降液管的设计应保证液相流动顺畅且无滞留区。

5.塔的支撑结构和保温根据塔的外形尺寸和操作条件，设计支撑结构的形状和尺寸。

考虑保温层的设置，以减小热量损失。

三、设计计算1.确定理论塔板数根据简捷计算法，乙醇的回收率为95%，塔顶产品的乙醇浓度为95%。

通过简捷计算公式，得到理论塔板数为13块。

2.塔的总体积和尺寸每块理论板的液相体积流量为0.01m3/min，因此总体积为0.013m3/min。

考虑一定裕度，确定塔的外径为0.6m，高度为10m。

3.塔内件设计溢流管的尺寸为Φ10mm，形状为直管上升式。

进料口的位置位于第3块理论板处，尺寸为Φ20mm。

冷凝器采用列管式换热器，再沸器采用釜式再沸器。

出口管采用标准出口管，直径为Φ20mm。

乙醇—水体系精馏装置设计方案

乙醇—水体系精馏装置设计方案一、绪论1.1课程设计的目的课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础知识去解决某以设计任务的一次训练，在整个教学计划中起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几方面要求学生加强训练。

（1）查阅资料选用公式和收集数据的能力。

（2）树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作上的劳动条件和环境保护的正确设计思路，在这种设计思路的指导下去分析和解决实际问题的能力。

（3）迅速准确的进行工程计算和计算机绘图的能力。

1.2设计依据课程设计方案选定所涉及的主要容有：操作压力、进料状况、加热方式及其热能的利用。

（1）操作压力精馏常在常压，加压或减压下进行，确定操作压力主要是根据处理物料的性质，技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。

一般来说，常压精馏最为简单经济，若无聊无特殊要求，应尽量在常压下操作。

加压操作可提高平衡温度，有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用，或可以使用较便宜的冷却剂，减少冷凝，冷却费用。

在相同的塔径下，适当提操作压力还可以提高塔德处理能力。

所以我们采用塔顶压力为1.04atm进行操作。

（2）进料状况进料状态有多种，但一般都是将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这样，进料温度不受季节，气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作也比较好控制。

此外，泡点进料时，精馏段和提馏的塔径相同，设计制造比较方便。

（3）加热方式精馏塔通常设置再沸器，采用间接蒸汽加热，以提供足够的能量，若待分离的物系为某种轻组分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加热方式，但在塔顶轻组分回收率一定时，由于蒸汽冷凝水的稀释作用，使残液轻组分浓度降低，所需塔板数略有增加。

（4）热能的利用精馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，因此热效率很低，通常进入再沸器的能量仅有5%左右被利用。

塔顶蒸汽冷凝放出的热量是大量的。

但其位能较低，不可能直接用来做塔釜的热源，但可用作低温热源，供别处使用。

乙醇萃取精馏系统设计方案

乙醇萃取精馏系统设计方案1. 前言根据甲方要求，天津昊然分离科技有限公司对甲方提供的乙醇原料，采用工程模拟软件进行了详细的流程模拟计算，由模拟计算结果结合多年工程设计经验，形成了本次精馏设计方案。

2. 设计依据处理量：处理粗产品20吨/天；质量要求：乙醇的质量分数达到99%以上。

3. 流程模拟计算E1流程说明：将原料及萃取剂分别送入T1萃取精馏塔内，由萃取精馏塔塔顶得到合格产品乙醇，萃取精馏塔塔釜物料送入T2萃取剂回收塔，经过T2塔脱除轻组分后的塔釜物料即为回收的萃取剂，萃取剂经冷却后送入T1萃取精馏塔，实现萃取剂的循环利用。

4. 结构说明4.1萃取精馏塔T1萃取精馏塔采用常压操作，操作压力为1atm（a），设计直径φ800mm，采用高效TJHR-Ⅲ型填料，填料高度为11000mm，共分为三段，各段高度分别为2000mm、5500mm、3500mm。

塔顶和填料段之间采用高效液体分布器，塔中配置高弹性液体收集器。

塔顶热负荷为327183.18kcal/hr，塔顶温度为78.5℃，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为60m2；塔底热负荷为424395.78kcal/hr，塔底温度为143.7℃，采用200度导热油进行加热，所需换热面积约为80m2。

回流罐设计容积为1m3。

4.2萃取剂回收塔T2萃取剂回收塔采用减压操作，操作压力为25kPa（a），设计直径φ700mm，总填料高度为7000mm，共分为两段，上段采用TJHR-Ⅲ型填料，下段采用TJHR-Ⅱ型填料，各段高度分别为3000mm、4000mm。

塔顶和填料段之间采用高效液体分布器，塔中配置高弹性液体收集器。

塔顶热负荷为125535.04kcal/hr，塔顶温度为68.7℃，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为30m2；塔底热负荷为131802.70kcal/hr，塔底温度为161.0℃，采用200度导热油进行加热，所需换热面积约为40m2；冷却器热负荷为71569.27kcal/hr，使用30℃循环水进行冷凝，冷凝器面积约为15m2。

萃取精馏制乙醇实验工艺流程

萃取精馏制乙醇实验工艺流程今天咱们来唠唠萃取精馏制乙醇这个超有趣的实验工艺流程哦。

一、实验的大概情况。

这个萃取精馏制乙醇的实验呢，就像是一场奇妙的化学魔术。

我们的目标就是从一堆混合的物质里把乙醇这个宝贝给精准地提炼出来。

这可不像从一堆糖果里挑出自己喜欢的那种简单事儿，这里面可有大学问呢。

二、原料准备。

咱得先说说原料这一块。

就像做菜得先准备食材一样，做这个实验，原料那是相当重要的。

我们有含乙醇的混合液，这里面乙醇就和其他一些物质混在一起，像一群小伙伴在开派对，乱哄哄的。

然后呢，还有萃取剂，这个萃取剂就像是一个超级英雄，它的任务就是把乙醇从那群小伙伴里拽出来。

三、进入精馏塔。

好啦，原料准备好了，就该让它们进入精馏塔这个大舞台啦。

精馏塔就像是一个超级高楼大厦，混合液和萃取剂从不同的入口进去，就好像是不同的游客从不同的门进入大楼一样。

在这个塔里啊，有好多神奇的事情在发生。

四、精馏过程中的分层。

进去之后呢，混合液和萃取剂开始“互动”起来。

它们会根据自己的特性开始分层。

这就像是油和水一样，各玩各的。

乙醇呢，就开始慢慢向萃取剂那边靠过去，就像是一个小孩找到了新的伙伴。

这个分层的过程可复杂了，有好多微观的东西在发生，像分子之间的吸引啊、排斥啊之类的。

五、乙醇的提纯。

随着这个分层的进行，乙醇就被萃取剂紧紧地“抱”住啦。

然后呢，通过加热或者其他一些手段，让乙醇从萃取剂的怀抱里挣脱出来，这个时候的乙醇就比刚开始纯净多了。

就像是一个沾满泥土的宝石，经过清洗之后，开始闪闪发光。

六、收集乙醇。

最后啊，纯净的乙醇就被收集起来啦。

这个过程就像是收获果实一样，看着那纯净的乙醇，心里可美了呢。

我们做这个实验的时候，就像是在探索一个神秘的宝藏，每一步都充满了惊喜和期待。

这个萃取精馏制乙醇的实验工艺流程虽然复杂，但是只要我们一步一步去了解，就会发现它超级有趣。

每一个步骤都像是一个小秘密，等着我们去揭开。

而且这个实验在工业上还有很大的用途呢，可以生产出很多我们生活中需要的东西。

萃取精馏制乙醇实验工艺流程

萃取精馏制乙醇实验工艺流程今天咱们来唠唠萃取精馏制乙醇的实验工艺流程呀。

咱先得知道啥是萃取精馏呢？简单来说呀，就是在普通精馏的基础上加入一种特殊的溶剂，这个溶剂可厉害啦，它能改变乙醇和其他杂质之间的相对挥发度，这样就能更好地把乙醇给分离出来呢。

那这个实验的流程具体是咋样的呢？咱得先准备好实验的设备。

这里面有精馏塔呀，这可是个关键的家伙，就像一个大的分离工厂一样。

还有溶剂储存罐，这个是用来放咱们的神奇溶剂的。

当然啦，还有一些管道呀，阀门呀，温度计呀，压力计这些小部件，可别小瞧它们，缺了哪个都不行呢。

然后就是进料啦。

咱们把含有乙醇和其他杂质的混合液给送进精馏塔里面。

这就像是把一群小伙伴都送到一个大房间里一样。

这混合液呢，可能是从什么发酵液之类的东西来的，里面的成分可复杂啦。

接下来就轮到咱们的神奇溶剂登场啦。

从溶剂储存罐里把溶剂也送进精馏塔。

这时候呀，溶剂就会和混合液在塔里相遇，然后就开始发生奇妙的反应啦。

溶剂就像一个小魔法师，它把乙醇和杂质之间的关系给搅和了一下，让乙醇变得更容易被分离出来。

在精馏塔里呀，可是热热闹闹的呢。

有加热的装置在给塔底加热，就像给这个大房间点了个小火炉一样。

这样塔里的液体就会开始沸腾，变成气体往上跑。

这个时候呀，因为有溶剂在，乙醇就会比杂质更容易变成气体跑到塔顶去。

塔顶的气体可不能就这么跑了呀，咱们得把它收集起来。

这时候有个冷凝器，就像一个大冰箱一样，把气体又变回液体。

这个液体呢，可就比原来的混合液里面乙醇的含量高多啦。

但是呢，这个液体里面还是可能有一点点溶剂混在里面。

所以咱们还得有个溶剂回收的步骤。

就像是把不小心混进队伍里的小外人给挑出来一样。

这整个过程就像是一场热闹的大聚会一样。

每个环节都有自己的任务，大家齐心协力才能把乙醇给成功地提取出来。

咱再说说这个实验过程中的一些小注意事项吧。

这个精馏塔的温度和压力可一定要控制好呢。

就像咱们做饭的时候火候要合适一样。

温度高了或者低了，压力不对了，那这个乙醇分离的效果就会大打折扣啦。

乙醇精馏设计

乙醇精馏设计(共13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录设计说明书一、设计项目背景 (2)二、生产工艺流程 (4)三、生产规模 (5)四、物料衡算结果 (5)五、能量衡算结果 (5)六、设备选型 (6)计算说明书一、物料衡算 (7)1、每小时生产能力的计算 (7)2、生产工艺流程示意图 (7)3、各塔物料衡算 (7)二、能量衡算 (9)三、设备选型(冷凝器2的选型计算) (10)1、水的定性温度 (10)2、按热面积设定 (11)3．传热系数 (11)设计说明书设计项目：乙醇精馏车间产品名称：工业乙醇产品规格：纯度95%一、设计项目背景：1.乙醇的理化性质乙醇又称酒精，分子式为3CH2，相对分子质量。

为无色透明、易燃易挥发的液体，有酒的气味和刺激性辛辣味，溶于水、甲醇、乙醚和氯仿，能溶解许多有机化合物和若干无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限（体积）。

无水乙醇相对密度（20/4℃），熔点℃，沸点℃，折射率，闪点（闭杯）14℃。

工业乙醇（含乙醇95%）折射率，表面张力（20℃），粘度（20℃）·s，蒸气压（20℃），比热容（23℃）(g·℃），闪点℃，相对密度，沸点℃，凝固点-114℃，自燃点793℃。

2.乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。

医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。

因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。

除用作燃料，制造饮料和香精外，乙醇也是一种重要的有机化工原料，如用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，但目前乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、乙酸、乙基乙醇已不再采用乙醇作原料而用其他原料代替。