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1、1,本科毕业论文（设计）开题报告,专业,学生姓名,指导教师,学号,学院,题目,10Kt/aPX熔融结晶过滤分离洗涤塔设计,化学工程学院,过程装备与控制工程,邓克旺,0443082013,肖泽仪 教授,2,目 录,一、选题意义 二、国内外研究现状概述 三、主要研究内容 四、拟采用的研究思路（方法、技术路线、可行性论证等） 五、研究工作安排及进度 六、参考文献目录,3,一 选 题 意 义,1、本题是10Kt/aPX熔融结晶过滤分离洗涤塔的设计 在已完成小试的基础上，进行中试实验(年产10Kt)洗涤塔的设计。 对二甲苯(PX)是一种重要的有机化合物 ,主要用于精对苯二甲酸(PTA) 生产。PTA 是
2、生产聚酯纤维、树脂、薄膜等产品的主要原料。用于制备对苯二甲酸二甲酯(DMT)是对二甲苯的另一个应用领域。也有少量的对二甲苯在除草剂和联对二甲苯中用作溶剂。,4,一 选 题 意 义,90年代以后 ,我国聚酯行业迅速发展 ,带动了国内对二甲苯生产能力和产量不断增加。由于生产能力的增长速度落后于消费的增长速度 ,造成国内对二甲苯供应缺口很大 ,每年都要从国外进口大量的对二甲苯以弥补国内生产能力的不足。 与常规的精馏分离相比,熔融结晶分离在能量和设备效率上有明显优势,对某些同分异构体体系、共沸体系等更有独特的优点 ,已受到国内外研究者和,5,一 选 题 意 义,工业界的重视。PX熔融结晶过滤分离洗涤塔
3、的中试研究设计，对推动此种方法运用于大规模的工业化生产PX具有重要意义。 2、通过本课题的设计，有利于我们学会解决生产中实际问题的基本方法，使综合应用所学知识分析和解决问题的能力得到锻炼和提高，收集资料，工艺设计，计算机制图的能力得到增强。,6,二 国内外研究现状概述,1、熔融结晶的优点 在能耗上 ,结晶常常比蒸馏或其它精制方法低得多 ,这是因为结晶热小于蒸发热 ,对有机产品而言 ,结晶热只是蒸发热的 1/61/2。 结晶工艺可以对热敏性物质起到保护作用 ,避免结焦现象。 结晶不需要其它助剂 ,如活性炭 ,也不需要任何化学处理 ,因此经济上和环境上都有所改善。,7,2 、C8原料液中各同分异构
4、的性质（如下表所示）的差异，使得可以通过熔融结晶的方法分离出PX。,二 国内外研究现状概述,8,3、目前,已经开发并实现了工业应用的熔融结晶分离装置主要有 Philips结晶器 、Brodie结晶器 、KCP结晶器和 FFC液膜结晶器 等。但是这些结晶器都是针对某些特定的分离体系的。日本的松冈正邦提出了一种通用型连续多级倾斜晶析塔,该晶析塔是针对那些固液密度差较,二 国内外研究现状概述,9,小、结晶粒子沉降性能差的有机体系而设计的,被认为结构简单、分离效率高。报道说,该晶析塔已进行了实验室试验,研究了全返流操作的情况,并进行了部份连续运转实验 。但该晶析塔内的精制纯化过程机理仍不清楚,也未对装
5、置的设计放大规律进行系统研究。,二 国内外研究现状概述,10,Niro公司提出了一种填料塔式熔融结晶洗涤分离装置 ,我们进一步发展了这种概念,认为通过降温结晶形成的固液非均相体系的分离纯化过程可以类似于精馏塔的过程,以熔融结晶洗涤分离的固液相变对比精馏分离的汽液相变,因此具有普遍的意义。,二 国内外研究现状概述,11,三、主 要 研 究 内 容,1、满足生产任务的洗涤塔的高度的确定。需要认真考虑的问题有： 1.1 洗液通过结晶床层的流动状态 结晶床层的压力降 刮刀的数量、长度、厚度等 洗液体积的流量 流体速度分布的计算,12,三、主 要 研 究 内 容,1.2 塔内的传质传热状况 塔内的杂质浓
6、度 塔内的对流传热系数、温度分布,1、满足生产任务的洗涤塔的高度的确定。需要认真考虑的问题有：,13,三、主 要 研 究 内 容,2、小试实验总体上是成功的，但也存在一些不足，需要在中试实验的研究设计中解决。,14,过滤分离洗涤塔,2.1 洗涤段的长度要由原来的刚性的变为柔性的。 方法：在传动轴的轴向上加普通弹簧、气缸或橡胶弹簧等。 涉及的问题：在传动轴上使用导向滑键、螺旋和筛盘的摩擦力、传动轴的扭矩、电动机要求连续工作。,三、主 要 研 究 内 容,15,过滤分离洗涤塔,2.2将筛盘与塔壁间的无效距离转移到洗涤段的下部，这样可以消除此无效距离对洗涤晶体的影响。如图所示。,三、主 要 研 究
7、内 容,16,过滤分离洗涤塔,2.3 将原来的麻绳填料 密封改成其它方便检修、 装拆的密封形式。,2.4 对产品出液管和回流洗涤液进液管进行改进设计。,三、主 要 研 究 内 容,17,详细参阅有关本设计内容的文献资料,了解国内外的发展状况. 根据小试实验与所查的资料初步选择设计方法和工艺. 整理检查并根据要求进行工艺 计算、洗涤塔设计。 完成其他辅助型设计，绘图，完成设计课题.,四、拟采用的研究思路,18,通过老师的耐心指导和查阅各种相关文献资料,对本设计有了一个基本的了解，对PX分离技术在国际国内的发展状况也有了一定的了解。,五、研究工作安排及进度,19,研究工作安排如下: 1. 开题报告
8、后的一周翻译外文资料， 检查整理一下设计思路,确定设计思路。 (3月14日-3月19日) 2. 拟定设计总体方案,并进行论证分 析。 (3月20日-3月30日) 3. 分步设计,完成洗涤塔大图设计，绘制零件图。 (3月31日-4月30日) 4. 整理设计说明书,完善技术文件。 (5月 1日-5月11日) 5. 完成设计论文。 (5月12日-5月31日) 6. 整理资料并准备答辩。 7. 完成毕业答辩。,五、研究工作安排及进度,20,1赖家凤熔融结晶洗涤分离过程的传递行为过滤与分离，2007(4)：1518 2张远谋,王静康. 工业结晶的新进展J. 化工进展, 1986,25 (4) : 15
9、3朱洪涛.工业结晶分离技术研究新进展 J.石油化工 1999,28(7):493-496 4Spear,Mike,ProcessEngineering(London),2003,84(3),21 5朱家骅,叶世超,夏素兰,等,化工原理(上册)M.北京:科学出版社,2001 6上海化工学院,成都科技大学,大连工学院.化学工程M.北京:化学工业出版社,1980 7郑津洋,董其伍.过程设备设计.北京:化学工业出版社,2001,六、参考文献目录,21,8化工设备设计全书编辑委员会.塔设备.北京:化学工业出版社,2004 9陈志平,曹志锡.过程设备设计与选型基础.杭州:浙江大学出版社,2005,六、参考文献目录,22,谢谢!,
