非均相减压萃取精馏分离醋酸和水的研究及初步设计

发布时间：2025-05-01 10:05

　　本文简要介绍了醋酸的性质、醋酸在化工生产中的用途以及国内外分离醋酸的主要方法。本论文所研究的原料为化工园某企业提供的醋酸废水,醋酸的含量比较低,采用一般普通精馏的方法难以得到高纯度的醋酸;由于醋酸废水中含有少量的农药中间体,农药中间体为一种热敏性物质,在常压下加热极易分解,对醋酸的分离具有一定的影响,故提出采用非均相减压萃取精馏的方法分离提纯醋酸。首先分析出醋酸废水中各种物质的含量。通过色谱分析的方法得出醋酸和水的质量含量,又采用定性、定量分析的实验方法得出农药中间体的分解温度在60℃左右,含量为5.01%,再通过计算得出各种物质的含量:水为80.90%,醋酸为14.09%,农药中间体为5.01%。其次选择合适的萃取剂。通过查阅文献,初步筛选了苯、环己烷、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯和醋酸异丁酯五种萃取剂,根据实验的要求和目的初步选定醋酸正丁酯作为本实验的萃取剂,并最终通过单级汽液平衡实验验证醋酸正丁酯作为萃取剂的可靠性。再次,在前期研究的基础上,通过Aspen plus模拟软件对整个醋酸原料分离过程进行模拟,考察萃取精馏塔的塔板数、原料进料位置、萃取剂进料位置、塔顶采出量和回流比以及精馏塔的...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 醋酸的性质
    1.2 醋酸的用途
    1.3 萃取精馏
        1.3.1 萃取精馏的分类
        1.3.2 非均相萃取剂的选择
    1.4 醋酸-水体系的其他分离方法
        1.4.1 精馏法
        1.4.2 吸附法
        1.4.3 酯化法
        1.4.4 膜分离法
        1.4.5 液液萃取法
        1.4.6 上述方法的联合使用
    1.5 选题的依据及研究内容
第二章 醋酸-农药中间体-水的分析
    2.1 实验原料
    2.2 色谱分析法分析醋酸原料
        2.2.1 色谱分析基本操作条件
        2.2.2 色谱分析的结果
    2.3 定性、定量分析法分析研究农药中间体
        2.3.1 定性分析研究农药中间体
        2.3.2 定量分析研究农药中间体
    2.4 醋酸原料中组分的确定
    2.5 小结
第三章 萃取剂的筛选
    3.1 溶剂的选择方法
    3.2 溶剂选择性的实验验证方法
        3.2.1 平衡釜法
        3.2.2 色谱法
    3.3 萃取剂的初步筛选
    3.4 醋酸正丁酯对原料相对挥发度的影响
        3.4.1 实验装置及条件
    3.5 实验测定与分析
        3.5.1 醋酸原料汽液平衡数据的测定
        3.5.2 醋酸原料、醋酸正丁酯汽液平衡数据的测定
    3.6 醋酸正丁酯的加入量
    3.7 小结
第四章 非均相减压萃取精馏实验模拟研究及实验验证
    4.1 模拟装置和模拟条件
        4.1.1 模拟装置
        4.1.2 模拟条件
    4.2 非均相减压萃取精馏实验影响因素的模拟研究
        4.2.1 萃取精馏塔塔板数(N)对于分离效果的影响
        4.2.2 萃取精馏塔的原料进料位置(N_F)对于分离效果的影响
        4.2.3 萃取剂进料位置(N_S)对于分离效果的影响
        4.2.4 萃取精馏塔的塔顶出料量(D₁)对于分离效果的影响
        4.2.5 萃取精馏塔的回流比(R)对于分离效果的影响
        4.2.6 精馏塔塔顶出料量(D₂)对于分离效果的影响
    4.3 非均相减压萃取精馏实验的最优模拟结果
    4.4 非均相减压萃取精馏实验验证
        4.4.1 实验方案的确定
        4.4.2 实验装置及条件
        4.4.3 实验结果
        4.4.4 小结
第五章 工艺包初步设计
    5.1 精馏塔塔径和塔高的计算
        5.1.1 精馏塔塔径的计算
        5.1.2 精馏塔塔高的计算
        5.1.3 塔板间距
    5.2 萃取精馏塔塔径和塔高的设计
    5.3 间歇精馏塔塔径和塔高的设计
    5.4 工艺设备一览表
    5.5 工艺流程图
    5.6 建议的设备布置图
    5.7 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 符号说明
致谢



本文编号：4042093