利用折流式超重力旋转床回收乙腈的工艺设计和模拟

论文摘要

使用新型的传质分离强化设备—折流式超重力旋转床,在传统工艺的基础上,根据工厂实际生产特点,对制药企业产生的乙腈质量分数约为60%,水质量分数为40%的乙腈废水进行了溶剂回收的工艺设计,工艺中通过加盐使废水分层,实现了两者的初步分离,然后再分别对分层后的水相和乙腈相进行处理。通过物料衡算和热量衡算对工艺设备进行了选型设计,确定了工艺的操作参数。整个工艺流程具有以下特点:(1)工艺中加入的盐类直接在水相的加热釜中通过简单蒸馏脱水以备下一批物料循环利用,避免了在回收盐类过程中,输送盐水导致的管道堵塞情况的出现,省去了盐类回收设备,节省了设备投资。(2)工艺中使用了在传统的塔器基础上研制的新型分离设备—折流式超重力旋转床,该类型设备具有体积小(占用空间仅为塔器的1/10)、效率高、能耗低、易于安装调试、方便操作等优点,改变了传统工艺中由于板式塔和填料塔体积大等而引起的占地空间大、能耗高等缺点,该设备的使用提高了分离效率,降低了能耗,节省了工厂空间,使整个工艺更加趋于小型化,显示了折流式超重力旋转床在溶剂回收工艺中实用、高效的优势。(3)通过加盐使废水分层实现了废水的初步分离,提高了处理效率,降低了分离过程的能耗和成本。(4)工艺中对废水进行了充分的回收利用,使得整个工艺基本上实现了绿色化,促进了工厂的节能减排,推动了工厂资源节约型、环境友好型生产模式发展。通过工厂的生产实践,得到乙腈成品质量分数为99.5%,收率为85%,水相中乙腈质量分数低于0.1%,达到了工艺要求,具有良好的技术可行性,整个工艺的设计是成功的。利用Aspen Plus对流程进行了计算模拟,通过进行灵敏度分析,考察了操作条件对产品质量的影响和设备的运行情况,验证了工厂的采集数据,对工艺流程的操作和进一步改进起到了良好的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本研究课题提出的背景及意义
• 1.2 溶剂的回收
• 1.3 超重力技术的研究现状与趋势
• 1.4 本文研究内容
• 第二章 工艺流程设计
• 2.1 技术路线的选择
• 2.2 工艺流程
• 2.2.1 水相的处理工艺
• 2.2.2 乙腈相的处理工艺
• 2.3 工艺特点
• 第三章 物料衡算和热量衡算
• 3.1 物料衡算
• 3.1.1 物料中乙腈相与水相初步分离时的物料衡算
• 3.1.2 水相处理时的物料衡算
• 3.1.3 乙腈相处理时的物料衡算
• 3.2 热量衡算
• 3.2.1 水相处理时的热量衡算
• 3.2.2 乙腈相处理时的热量衡算
• 第四章 设备选型和设计
• 4.1 贮罐的选型和设计
• 4.2 换热器的选型和设计
• 4.3 折流式旋转床的选型和设计
• 4.3.1 超重力旋转床的总体设计思路
• 4.3.2 折流式超重力旋转床的结构设计
• 第五章 利用Aspen Plus进行工艺流程模拟
• 5.1 Aspen Plus简介
• TM模块的介绍和物性方法的选择'>5.2 Batchfrac^TM模块的介绍和物性方法的选择
• 5.3 工艺流程模拟
• 5.3.1 水相处理时的工艺流程模拟和工况研究
• 5.3.2 乙腈相处理时的工艺流程模拟和工况研究
• 第六章 总结
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读工程硕士期间发表的论文
• 致谢