烟台大学化工学院
学生姓名： 刘春燕幻灵游侠3.0
专业班级： 化101-3
学 号： 201055504301
指导教师： 陈小平
2013年7月4日
课程设计任务书
一、设计题目
异丙醇-水萃取精馏分离
二、设计任务
1、原料名称：异丙醇-水共沸体系
2、原料组成：含异丙醇87.4%(质量百分比)
3、产品要求：塔顶产品中异丙醇含量99.5%，水能够达标排放
4、生产能力：年产量1万吨/年
5、第五届cctv舞蹈大赛溶剂采用：NMF（N-甲酰吗啉）
6、设备形式：浮阀塔
套利定价模型7、生产能力：300天/年，每年24h运行
8、进料状况：80℃共沸组成进料
9、操作压力：常压
10、加热蒸汽压力：
11、冷却水温度：进口30℃，出口40℃
三、设计内容
1、设计方案的选定及流程说明
2、
四、敦化电视台设计要求
1、工艺设计说明一份
2、工艺流程图一张，主要设备总装配图一张（采用AoutCAD绘制）
五、设计完成时间
2013年6月24日-2013年7月13日
概述
蒸馏是分离液体混合物的一种方法，是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。蒸馏的理论依据是利用溶液中各组分蒸汽压的差异，即各组分在相同的压力、温度下，其挥发性能不同（或沸点不同）来实现分离目的。在工业精馏设备中，使部分汽化的液相与部分冷凝的气相直接接触，以进行气液相际传质，结果是气相中的难挥发组分部分转入液相，液相中的易挥发组分部分转入气相，也即同时实现了液相的部分汽化和气相的部分冷凝。
本设计选取异丙醇-水萃体系，异丙醇是一种重要的有机化工原料和有机溶剂，主要用在制药、化妆品、塑料、香料、涂料及电子工业上。异丙醇一般通过丙烯水合法得到，再用蒸馏法蒸出异丙醇，但常压下异丙醇与水在80.3℃时形成共沸物，共沸物中异丙醇质量分数为87.4％。因此，采用普通蒸馏方法难以得到高纯度的异丙醇。传统的异丙醇一水共沸物分离采用共沸精馏法，通常用苯做为共沸剂，此种工艺的能耗较大，且共沸剂在生产操作中存在人身危害和环境污染问题。近几年文献中对异丙醇一水分离新工艺进行了较多研究，
萃取精馏是其中一种重要手段相对传统的共沸精馏而言，由于萃取精馏所采用溶 剂沸点较高，不易挥发，溶剂从塔釜排放，因而具有 能耗低、污染少、溶剂易于回收等优点，但萃取精馏 存在溶剂用量大、回收成本高的不足。用Aspen Plus化工流程模拟软件，根据萃取精馏分离共沸物的适宜溶剂的要求和文献报道，选择NMF作为萃取剂，对异丙醇一水共沸体系的萃取精馏过程进行模拟，并系统讨论了各操作参数对分离效果的影响，得到最优工艺参数。
结果表明，以NMF做萃取剂分离异丙醇一水共沸体系是可行的。对于处理流量1250派乐坊kg·h 的异丙醇一水共沸溶液，精馏塔具有20块塔板时，原料进料位置在第10块塔板，萃取液进料位置在第3块塔板，质量回流比为2，萃取剂与原料的进料比为3：1，塔顶异丙醇质量分数可达99％，萃取精馏塔的分离效果和热负荷达到最优。模拟和优化的结果对工业化设计和生产具备指导意义。·2019未来科学大奖
