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丙酮回收过程水吸收及精馏工艺优化

作 者: 廉磊
导 师: 江燕斌;王长林
学 校: 华南理工大学
专 业: 化学工程
关键词: 丙酮 吸收 添加剂 精馏 模拟优化
分类号: TQ224.223
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 45次
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内容摘要


丙酮作为重要的有机溶剂,在化工、制药、轻工等行业中广泛应用。丙酮回收是一个非常重要的单元操作,目前国内在丙酮回收的单元仍然采用传统的活性炭吸附-解吸-精馏回收工艺,该工艺能耗高,工艺安全性和稳定性差。节能是丙酮回收的迫切需求,本文通过查阅国内外相关的参考文献,结合化工过程模拟对新的水吸收-精馏回收丙酮的工艺进行开发与改进。水吸收-精馏回收丙酮工艺中,丙酮-空气的混合气体(VLA)经吸收塔吸收后得到的丙酮溶液浓度低,造成后续精馏操作能耗过高。实验发现杂质对吸收效果有影响,因此本文首先在吸收水中加入添加剂如表面活性剂、分散剂和盐类等,研究了各种添加剂对丙酮在水中吸收效果的影响;同时,探讨了在吸收塔底部加入30cm左右的鼓泡层后对吸收过程的影响。本文采用Aspen Plus化工流程模拟软件,对精馏工艺进行了模拟核算,发现实际操作中的精馏塔中存在着恒浓区。恒浓区的存在除了会带来精馏塔基建费用的增加,还会带来能耗的增加。因此,本文对精馏塔进行了模拟和优化,消除恒浓区并优化了操作参数。在此基础上,对精馏塔进行了设计,同时制定了相应的控制方案。依据本文研究结果,在合作企业建立了新型水吸收-精馏丙酮回收工业化试验装置,结果表明,在采取相应措施后,水吸收效果优于文献报道,节能明显。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章 绪论  9-21
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 国内外技术发展现状与趋势  10-16
    1.2.1 活性炭吸附工艺发展现状  10-11
    1.2.2 水吸收工艺发展现状  11-12
    1.2.3 渗透汽化工艺  12-13
    1.2.4 精馏节能新工艺  13-16
  1.3 化工流程模拟计算技术  16-20
    1.3.1 化工模拟系统的发展  16-17
    1.3.2 目前化工模拟系统常用软件  17-20
  1.4 本论文的目的以及研究内容  20-21
第二章 杂质对水吸收的影响  21-34
  2.1 实验仪器  22-23
  2.2 实验药品  23
  2.3 实验步骤与方法  23-25
    2.3.1 实验步骤  23-24
    2.3.2 计算方法的可靠性  24-25
    2.3.3 实验检测方法  25
  2.4 实验结果与分析  25-33
  2.5 本章小结  33-34
第三章 丙酮精馏塔的模拟优化与控制  34-55
  3.1 精馏塔建模  34-35
  3.2 精馏塔诊断与核算  35-38
  3.3 精馏塔改进方案  38-44
    3.3.1 精馏塔最小理论板和最小回流比的确定  38-39
    3.3.2 塔板数和回流比的确定  39-40
    3.3.3 塔板剖面对比分析  40-44
  3.4 精馏的经济优化  44-51
    3.4.1 精馏塔径和塔高计算  45-48
    3.4.2 精馏塔经济优化结果  48-50
    3.4.3 三种设计方案对比  50-51
  3.5 进料浓度对精馏的影响  51-53
  3.6 精馏塔控制方案  53-54
    3.6.1 稀丙酮进塔温度控制  53
    3.6.2 稀丙酮进塔流量控制  53
    3.6.3 塔顶回流量控制  53
    3.6.4 塔顶回流温度控制  53
    3.6.5 回流罐液位控制  53
    3.6.6 蒸汽进塔流量控制  53-54
    3.6.7 塔釜液位控制  54
  3.7 本章小结  54-55
第四章 工业试验及技术经济分析  55-58
  4.1 工业试验  55-56
  4.2 技术经济分析  56-57
  4.3 本章小结  57-58
结论和展望  58-59
参考文献  59-62
附录  62-64
攻读硕士学位期间取得的研究成果  64-65
致谢  65-66
附表  66

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 基本有机化学工业 > 脂肪族化合物(无环化合物)的生产 > 脂肪族醛和酮(羰基化合物)及其衍生物 > 脂肪族酮 > 饱和一元酮 > 丙酮
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