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CO_2循环活气法蒸馏松脂过程及其装备研究

作　者: 覃乃朋
导　师: 陈小鹏；李松
学　校: 广西大学
专　业: 化学工程
关键词: 松脂 蒸馏 松香 松节油 工艺设计 过程装备
分类号: TQ351.471
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本文从松脂的来源和国内外松香生产的发展过程及现状进行了综述,比较了松脂各种蒸馏方法的优缺点。传统的松脂水蒸汽蒸馏方法工艺流程长、能耗高,不仅浪费了大量作为活气的相变热,而且为了带走从松脂蒸馏器出来的水蒸汽的冷凝热,还需要大量的冷却水,同时所得到的产品松香、松节油由于夹带有残留的微量水份而降低了质量,松节油需要盐滤才能得到透明合格产品,特别是当松香中含水份超过0.15%时,结晶现象十分严重。为了解决这一系列生产问题,深入研究松脂加工的蒸馏技术有着重要科学理论和现实生产意义。采用克莱森（Claisen）蒸馏烧瓶为蒸馏器、CO2为活气进行松脂蒸馏方法装备的研究,考察了活气流量、蒸馏压力、蒸馏终温、活气温度及不同活气种类对松脂蒸馏的影响。结果表明,每生产1kg松香较适宜的松脂蒸馏条件是CO2流量0.14～0.16 m3/h、蒸馏压力12.67～20.80 kPa、蒸馏终温185～190℃,活气温度及活气种类对松脂蒸馏影响差异不大,而且由于松脂馏出物组分的沸点和含量不同,因此CO2流量为0.10～0.16 m3/h、蒸馏温度为80～185℃的操作序列的蒸馏效果较好。根据实验结果进行了CO2循环活气法蒸馏松脂的工艺和过程装备计算,设计了1万t/a CO2循环活气法蒸馏松脂生产车间。对熔解、澄清和蒸馏工序进行了物料衡算及热量衡算,从能量消耗、过程装备、产品质量以及排放三废方面,进行水蒸气法与CO2循环活气法蒸馏松脂的比较,结果表明CO2循环活气法比水蒸气法节省能量。由于CO2在蒸馏过程中没有发生相变化,从而节省了传统工艺用过热水蒸气作活气时的相变热,因此生产每吨松香的能耗减少了1.663～2.034GJ,节约冷却水7.986～9.762 m3,减省了油水分离器、盐滤器和大型过热水蒸气锅炉的建造费用,而且循环活气法蒸馏松脂所得的产品不含水分,松香无结晶现象,松节油透明无混浊,在CO2和松节油混合气体的出口处采用水流泵进行分离,CO2气体循环再利用,解决了惰性气体生产成本过高问题。CO2循环活气法蒸馏松脂工艺无三废产生,是一种清洁生产过程。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-13
  1.1 概述  10-11
  1.2 选题背景和意义  11-12
  1.3 本课题研究的主要内容  12-13
第二章 CO_2循环活气法蒸馏松脂原理  13-16
  2.1 松脂蒸馏方法综述  13-14
    2.1.1 滴水法  13
    2.1.2 蒸汽法  13
    2.1.3 CO_2循环活气法  13-14
  2.2 蒸馏基本原理  14
  2.3 CO_2循环活气蒸馏原理  14-16
第三章 CO_2循环活气法蒸馏松脂的实验研究  16-24
  3.1 原料、试剂及仪器  16-17
  3.2 实验装置图  17-18
  3.3 方法及步骤  18
  3.4 产品检测  18-19
  3.5 结果与讨论  19-22
    3.5.1 活气 CO_2流量的影响  19-20
    3.5.2 压力的影响  20
    3.5.3 蒸馏终温的影响  20-21
    3.5.4 活气温度的影响  21
    3.5.5 活气CO_2与N_2的比较  21-22
    3.5.6 松脂蒸馏的操作序列  22
  3.6 CO_2循环活气法蒸馏松脂的工艺流程  22-24
第四章 水蒸汽法与CO_2循环活气法蒸馏松脂的比较  24-29
  4.1 活气能量消耗的比较  24-26
    4.1.1 水蒸汽蒸馏法的相变热和水泵的轴功  24
    4.1.2 CO_2循环活气法冷却显热和鼓风机的轴功  24-25
    4.1.3 两种松脂蒸馏方法活气的能量消耗比较  25-26
  4.2 过程装备的比较  26-27
    4.2.1 水蒸汽法蒸馏松脂过程的主要设备  26
    4.2.2 CO_2循环活气法蒸馏松脂过程的主要设备  26
    4.2.3 两种松脂蒸馏方法主要装备的比较  26-27
  4.3 产品质量的比较  27
  4.4 排放三废的比较  27-29
第五章 CO_2循环活气法蒸馏松脂的工艺计算  29-64
  5.1 生产规模  29
  5.2 熔解工序  29-33
    5.2.1 物料衡算  29-31
    5.2.2 热量衡算  31-33
  5.3 澄清工序  33-35
    5.3.1 物料衡算  33-35
  5.4 蒸馏工序  35-41
    5.4.1 物料衡算  35-36
    5.4.2 所需活气流量的求解  36-41
    5.4.3 蒸馏塔工艺热量的计算  41
  5.5 主要生产设备的设计计算  41-51
    5.5.1 熔解器的计算  41-43
    5.5.2 锅炉的设计  43-45
    5.5.3 澄清锅的计算  45-46
    5.5.4 连续蒸馏塔的计算  46-51
  5.6 加热系统的计算和设计  51-64
    5.6.1 CO_2预热器的设计  51-56
    5.6.2 导热油系统的设计  56-64
第六章 结论  64-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
攻读学位期间发表论文情况  69

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 纤维素质的化学加工工业 > 木材化学加工工业 > 树脂工业 > 产品 > 松脂、松香
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