化学工程学院首届大学生化工过程实验技能竞赛题目.doc

化学工程学院首届大学生化工过程实验技能竞赛题目 答题须知： 参赛小组应认真阅读题目，注意查取相关文献，讨论解题思路，进行合理分工， 互相协作，完成试题后将结果整理成 word 文档进行提交，并将结果整理成 PPT 文件进行答辩。 1. 现某厂的生产过程中产生一股高浓度有机废料 20 吨，主要组分为正丁醇与水， 其中正丁醇含量为 5wt%，水为 95wt%。设计精馏装置，试设计合理的分离 步骤、确定相关的工艺参数并对塔进行简单改造，实现由该有机废料回收制 取高纯度正丁醇的方法。 已知： （1）现有热公用工程为 0.4MPa（表压强）的蒸汽 （2）冷公用工程为循环水（20℃→30℃） 。 （3）精馏塔为填料塔，填料为 CY700，塔径为 600mm。 要求：产品正丁醇的纯度大于 98.0wt%。 （2）正丁醇回收率大于 95%。 （3）要求对精馏塔进行物料衡算、能量衡算，并对塔的主要工艺条件如塔板数、 进料位置、剂油比等。 （4）产品均需要冷却到 40℃。 （5）操作成本尽可能要小。 （6）绘制带工艺流程图。 2. 现欲用萃取精馏对乙醇水混合物进行分离，条件及要求如下： 原 料：乙醇水混合物，乙醇组成为 40%（质量分数） 产品要求：塔顶产品中乙醇组成为 98.0%以上， 乙醇回收率为 95%以上， 产品均需要冷却到 40℃， 萃取剂要求回收，可循环使用。 公用工程条件： 冷公用工程为循环水（20℃→30℃） 热公用工程为 0.4MPa(表压)的饱和水蒸汽 环境温度为 20℃。 试根据以上条件，当处理量为 200kg/h 时，设计一个合理的工艺流程，绘制 带有主要参数控制点的工艺流程图，对精馏塔进行物料衡算、能量衡算，并对塔 的主要工艺条件如塔板数、进料位置、剂油比等。 3. 现欲对乙酸乙酯和水混合物进行分离，条件及要求如下： 原 料：乙酸乙酯和水混合物，乙酸乙酯组成为 50%（质量分数） 产品要求：塔顶产品中乙酸乙酯组成为 95.0%以上， 乙酸乙酯回收率为 90%以上， 产品均需要冷却到 40℃， 公用工程条件： 冷公用工程为循环水（20℃→30℃） 热公用工程为 0.4MPa(表压)的饱和水蒸汽 环境温度为 20℃。 试根据以上条件，当处理量为 1000kg/h 时，设计一个合理的工艺流程，绘 制带有主要参数控制点的工艺流程图，对精馏塔进行物料衡算、能量衡算，并对 塔的主要工艺条件如塔板数、进料位置、剂油比等。 比赛说明： 1. 鼓励用软件进行计算及作图。（Aspen Plus 或 ProII 等用于塔的工艺条件计算， Auto CAD 用于绘制工艺流程图） 注：若需要软件可到化工楼 402 找老师拷取。 2. 题目中给出的物系均为共沸物体系，采用普通的精馏不能达到分离要求，可 考虑采用共沸精馏、萃取精馏、二元非均相精馏等。 3. 报名时，3-4 人为一队。