1、目錄1.總論 -1.1概述 -1.2設(shè)計的目的和意義 -1.3設(shè)計依據(jù) -1.4設(shè)計的指導(dǎo)思想 -1.5設(shè)計的范圍，裝置組成及建設(shè)規(guī)模-1.6原料桉葉的規(guī)格及預(yù)處理- 1.7桉葉油氣相色譜圖及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)-2.工藝論證-2.1 桉葉油提取工藝路線的選擇-2.2桉葉油別離提純工藝方案的選擇-2.3桉油精餾工藝的選擇- 2.4精餾塔的選擇-3.工藝計算- 3.1物料衡算-3.2揮發(fā)度計算-3.3精餾塔工藝計算及選型-4.廠房的整體布置設(shè)計-5非工藝專業(yè)要求- 5.1公用工程-5.2平安衛(wèi)生-6三廢處理-6.1桉葉油素生產(chǎn)對環(huán)境的污染-6.2處理方法-7技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析-7.1投資估算-7.2勞動定員-8

2、參考文獻(xiàn)-致謝-附工程圖紙1、桉葉油素提取工藝流程圖2、填料塔設(shè)計條件圖1 總論1.1概述1桉油來源桉樹為桃金娘科喬木，原產(chǎn)于澳大利亞，中國引種桉樹已有一百多年的歷史，至今已有20個省、市種植了桉樹人工林，面積達(dá)160萬公頃，年產(chǎn)桉樹約2000多萬立方米，桉葉油4000噸。桉葉油是桉樹(Eucalyptus)葉油腺細(xì)胞分泌出來的芳香精油，是世界上十大精油品種之一。桉葉油素性質(zhì)1, 8一按葉油素或按樹腦，分子式C10H18O，分子量154.24,屬單菇類化合物。它為無色液體，味辛冷，有與樟腦相似的氣味，熔點1.5，沸點176178，密度(25 )0.921 0.930g/cm3，折射率nD20

3、1.4541.461，與乙醇、氟仿、乙醚及油可混溶，幾乎不溶于水。桉葉油的利用情況 桉葉油在商業(yè)貿(mào)易中根據(jù)其成分河主要的最后用途可分為3種:醫(yī)藥用油、香料用油和工業(yè)用油，其中最重要的是醫(yī)藥按油。1)醫(yī)藥按油醫(yī)藥桉油是主要的按油治療劑，主要成分是1, 8按葉油素或按樹腦，分子式C10H18O，分子量154.24,屬單菇類化合物。它為無色液體，味辛冷，有與樟腦相似的氣味，熔點1.50C，沸點176-178 0C，密度(25 )0.9210.930g/cm3，折射率nD20 1.4541.461，與乙醇、氟仿、乙醚及油可混溶，幾乎不溶于水。英國藥典規(guī)定藥用油的按葉油素不應(yīng)低于70%。根據(jù)按葉油中按葉

4、油素的含量不同將按油分為不同等級(例70-75%，80-85%及純按油)。醫(yī)藥用型精油又稱按樹腦型，是目前國內(nèi)生產(chǎn)數(shù)量最大和應(yīng)用最普遍的一種油型?？捎糜诜疾菪拖憔?，以及配制精油及牙膏、牙粉、口腔清潔劑、藥皂等香精，具有解熱、消炎、抗菌、防腐、平喘及鎮(zhèn)痛作用。其樹種以窿緣桉和藍(lán)桉為主，年產(chǎn)量在2000噸以上，占按油精的70%以上。中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所與廣州香料廠利用檸檬按葉油為原料合成薄荷腦取得成功并投入生產(chǎn)，為醫(yī)藥下業(yè)、食品下業(yè)和日化工業(yè)提供了重要產(chǎn)品。以后又合成了康香草酚，該產(chǎn)品在醫(yī)藥上用做防腐、殺菌、消炎和鎮(zhèn)痛等藥物的主成分。藍(lán)按油能抗結(jié)核桿菌，可作為吸入劑用于呼吸系統(tǒng)疾病，慢性氣管炎

5、患者內(nèi)服有祛痰作用，哮喘時既可內(nèi)服又可注入;可治療某些皮膚病，并作為創(chuàng)面潰瘍和屢管的沖洗劑;也可作為除臭劑和神經(jīng)痛患者的鎮(zhèn)痛藥。日前國內(nèi)建成多家按油提純加工與制藥的聯(lián)合生產(chǎn)廠，分別生產(chǎn)出風(fēng)油精、清涼油、白花油、十滴水、驅(qū)蚊油、止咳糖如桉葉糖和四季潤喉片等居家旅行及家庭常用藥品，亦有局部提純產(chǎn)品供外貿(mào)出口。2)香料按油香料用型按樹精油的卞要成分是香茅醛，其次是牛垅兒醇，大量用于生產(chǎn)各種香料、香精、肥皂、化裝品及食品等。這種精油主要是從檸檬按中蒸制，檸檬按精油中含有令人愉快的香味。3)工業(yè)按油工業(yè)用型桉樹精油卞要成分是胡椒酮和a_水芹烯。在工業(yè)上常用作溶劑、殺菌劑、礦物浮選劑和局部化學(xué)原料。窿緣桉

6、葉油因其含有的按葉油素較低，常作為原料，經(jīng)過減壓分餾，提純到桉葉油素含量到達(dá)70%以上再利用.桉葉油是一種天然洗滌劑，通常衣服地毯之類織物如粘有口香糖、墨水、油污等很難清洗，但用桉葉油洗滌非常容易洗凈污跡。桉葉油具有很好的外表活性和殺菌能力，是一種理想的乳化劑和殺菌劑.湖南省林科所在開發(fā)天然植物提取物作為特異性殺蟲劑的研究中發(fā)現(xiàn)，檸檬桉葉油對馬尾松害蟲有較高的活性，幼蟲期施用導(dǎo)致畸形變態(tài)，幼蟲死亡率較高，成蟲羽化率較低，局部不孵化;成蟲期施用有不育效應(yīng);孵化期施用有抑孵作用.據(jù)此初步認(rèn)為檸檬桉葉油是一種無毒、平安的新型殺蟲劑。桉葉油素提取方法桉葉油素是以桉葉為原料，經(jīng)粉碎、凈化，水蒸氣蒸餾，萃

7、取，精餾，根據(jù)沸點不同將其他雜質(zhì)組分別離出去而獲得。 世界按葉油素和藍(lán)按油市場及我國按油市場開展現(xiàn)狀 在1900年之前桉葉油素的商品化來源是來自歐洲和北美的苦艾油和來自南亞和印度的白千層油。到了1900年，澳大利亞生產(chǎn)藍(lán)桉油和按葉油素并進(jìn)入世界市場。由于這一原囚，白千層油于是慢慢減少，并到了30年代在美國市場上消失。這些新的精油中的桉葉油素含量是造成白千層油減少的因素。直到一次世界大戰(zhàn)之后，澳大利亞是商品化生產(chǎn)桉葉油的主要國家。自那以后，巴西、哥倫比亞、西班牙、南非、巴拉圭、葡萄牙、中國和印度進(jìn)入了這一市場，澳大利亞的產(chǎn)量已大大減少。中國還開始用樟樹根來生產(chǎn)一種桉葉油。到了1980年，中國已成

8、為桉葉油的主要供給國。隨著中國人民生活水平的提高，供給鏈將會又一次變化。這些產(chǎn)品的下一個產(chǎn)品化來源是印度和越南。 我國引種桉樹已有113年的歷史，而按葉油下業(yè)體系的建立是近30多年的事。由于生產(chǎn)快，栽種后短期內(nèi)即可生產(chǎn)桉葉油，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。在桉樹林區(qū)，桉葉油作為一種副產(chǎn)品，其經(jīng)濟(jì)收入約占總收入的20，我國南方各省的桉樹林區(qū)，桉葉油產(chǎn)量急劇增加，很快便成為世界桉葉油貿(mào)易中的主要出口國。大約300多種桉樹含有精油，但具有商業(yè)開發(fā)價值的桉樹不到20種，目前中國用作精油的只有兒個樹種，包括檸檬按、窿緣桉、直桿桉和藍(lán)桉等。中國是最大的桉葉醇型精油生產(chǎn)地仁占世界貿(mào)易的70%，我國桉油產(chǎn)量每年超過3

9、000噸。我國桉葉油的生產(chǎn)始于1958年，經(jīng)過六十年代大力開展，至七十年代我國每年桉葉油生產(chǎn)達(dá)3000多噸。我國的桉葉油資源十分豐富。廣東和廣西是檸檬桉的主產(chǎn)區(qū)。廣東湛江地區(qū)檸檬桉葉油產(chǎn)量為1000噸，檸檬桉葉和小枝含油率為1.17%,桉油含量為77.6%。廣西從柳州到欽州、南寧、合浦一線也有大量種植。廣州市1950年開始規(guī)劃營造桉葉油用林及檸檬桉 E.citriodora油蒸餾廠，現(xiàn)在廣州市百花香料廠也有檸檬桉油分餾車間，加工檸檬桉油各餾分用于調(diào)香工業(yè)。湛江市藥用油廠年出口桉油近200多噸，目前正在技術(shù)改造，設(shè)計一了新型蒸餾塔，提高桉油產(chǎn)量和質(zhì)量。最近10多年來石南各地大力開展直干桉、藍(lán)桉，

10、年產(chǎn)量為1500多噸。彌勒、滬西、建水、個舊等地區(qū)分布直桿桉最多，年產(chǎn)500噸以上。直干桉的出油率達(dá)1.5-2.3%，其油含桉油素65-73%。直桿按所生產(chǎn)的桉葉油收入約占總收入的23%。云南彌勒縣東風(fēng)林場年生產(chǎn)桉葉油100噸，云南大局部地區(qū)的氣候土壤等自然條件，極適合藍(lán)桉生長，藍(lán)桉葉的出油率為1.3 - 1.7%。 福建省桉樹在沿海各市縣均有很大開展，在桉樹林區(qū)土法蒸餾隨處可見。香料廠可直接購置鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)生產(chǎn)的粗油，直接分餾提純香茅醛、香茅醇和攻瑰醇.用于專門的香料配方中。同時，福建香料廠也開展桉葉油的加工。桉葉油生產(chǎn)中存在的問題及解決方法桉樹葉油是目前世界上從樹葉類提取的各類天然油中，數(shù)量最

11、多的一種，近年產(chǎn)量約1萬噸。我國現(xiàn)己成為桉葉油生產(chǎn)和貿(mào)易大國之一，桉葉油產(chǎn)區(qū)主要在華南諸省。桉葉油工業(yè)方興未艾，但是生產(chǎn)上也存在著一些問題。1桉葉油生產(chǎn)不時受到外貿(mào)困擾。在近幾年幾次受到外貿(mào)沖擊，國內(nèi)桉葉油市場尚未開拓，造成周期性的積壓，有關(guān)部門應(yīng)該作好市場預(yù)測，統(tǒng)籌安排，以確保桉葉油的正常生產(chǎn)。2)下藝落后，質(zhì)量不高。日前國內(nèi)的桉葉油生產(chǎn)還是沿用傳統(tǒng)的生產(chǎn)下藝設(shè)備，幾乎全為人工操作、間歇生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝、技術(shù)設(shè)備和生產(chǎn)方式等都十分落后。國內(nèi)經(jīng)營桉樹的林業(yè)部門和單位，幾乎全是用生產(chǎn)的初級精油粗油仁含按葉油素30%)供給市場，而沒有建立自身的提純加工工廠。根據(jù)這些問題，從技術(shù)觀點出發(fā)，要解決問題必

12、須做：1)抓好桉葉油生產(chǎn)質(zhì)量控制。首先應(yīng)會同主管部門、科研和主管單位及早建立按樹葉原料標(biāo)準(zhǔn)和桉葉油產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。桉葉油的質(zhì)量涉及到按油的品質(zhì)、成分乃至理化特性，是桉油質(zhì)量的前提。而長久以來我國一直沿用國外的桉葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，至今尚無自己的標(biāo)準(zhǔn)。2)加強(qiáng)科研工作，提高產(chǎn)油率。我國林業(yè)工作者在長期的生產(chǎn)中，曾對影響桉油產(chǎn)量及質(zhì)量的多種因素進(jìn)行了詳細(xì)測定，篩選了較為合理的原料生產(chǎn)樹種、樹齡、部位、采集季節(jié)和原料堆放)和蒸餾工藝。但與先進(jìn)國家相比，我國的桉油生產(chǎn)有很大差距。國外桉油高含量樹種豐桉E. dives)產(chǎn)油率為3.04.5%，輻射桉E.radiata為3.05.0%。我國產(chǎn)油率最高的直桿桉含油率

13、也僅為1.5 2.3%以上產(chǎn)油率均為水蒸氣蒸餾法得出)。因此建議引進(jìn)或采用基因工程選育富含桉葉油的生理化學(xué)類型品系桉樹是值得研究的課題。3)視桉葉油的開發(fā)利用。 我國是桉葉油輸出大國，長期以來，把眼光放在外銷上使得桉葉油的生產(chǎn)受外貿(mào)影響嚴(yán)重。一旦在國際貿(mào)易巾失去優(yōu)勢，桉葉油將大量滯銷，使剛興起來的桉油工業(yè)疲軟。因此，從現(xiàn)在開始，必須大力開展桉葉油的利用工作，盡快開拓國內(nèi)市場，研究桉葉油深加工技術(shù)。1.2設(shè)計的目的和意義2通過設(shè)計可以培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)根底課、技術(shù)根底和專業(yè)課的知識，分析和解決工程技術(shù)問題的工作能力；穩(wěn)固、深化和擴(kuò)大所學(xué)根本理論、根本知識和根本技能；培養(yǎng)調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料

14、的能力，理論分析的能力，制定設(shè)計或試驗方案的能力，設(shè)計、計算和繪圖的能力，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和組織工作能力；使撰寫論文和設(shè)計說明書的能力受到綜合訓(xùn)練；還可以培養(yǎng)創(chuàng)新能力和團(tuán)隊精神，樹立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。通過完成設(shè)計，可以知道桉葉油素的用途；根本掌握桉葉油素提取提純的生產(chǎn)工藝；了解國內(nèi)外桉油生產(chǎn)的開展現(xiàn)狀；以及其開展的趨勢。1.3 設(shè)計的依據(jù)海南大學(xué)材料與化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計選題:海南大學(xué)設(shè)計任務(wù)書：?桉葉油素的提取工藝流程設(shè)計? 設(shè)計的根底資料.1 工藝流程 水洗塔烘干機(jī)粉碎機(jī)水蒸氣蒸餾釜鍋爐蒸汽殘渣冷凝器油水分層器乙醚萃取器廢水固定床吸附枯燥器乙醚回收塔減壓精餾塔1，8桉葉油素雜質(zhì)油桉樹葉 .

15、2 精餾工段的工藝參數(shù) 根據(jù)實驗獲得的工藝參數(shù)資料。具體數(shù)據(jù)為操作壓力絕壓為5kPa，操作溫度120。1.4設(shè)計的指導(dǎo)思想以設(shè)計任務(wù)書為根底，探索我國桉葉油素生產(chǎn)工業(yè)的開展。加強(qiáng)理論聯(lián)系實際，擴(kuò)大知識面；培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力。整個設(shè)計應(yīng)貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)進(jìn)步，降低工程造價，節(jié)約能源和降低原料消耗等角度出發(fā)，同時積極治理三廢和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保以利于生活，生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益為原那么進(jìn)行設(shè)計，盡量采用定型原料，節(jié)約占地面積，生產(chǎn)高質(zhì)量桉葉油素產(chǎn)品。1.5設(shè)計的范圍裝置組成及建設(shè)規(guī)模設(shè)計的范圍1、年產(chǎn)1000噸桉葉油素生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計2、物料衡算3、主要生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計、

16、選型4、設(shè)計繪圖1、從原料到成品生產(chǎn)工藝流程圖簡圖；2、主要設(shè)備主體結(jié)構(gòu)圖；3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)生產(chǎn)和輔助車間設(shè)置1.設(shè)生產(chǎn)車間4個原料預(yù)處理車間：包括原料桉葉的貯存、枯燥、粉碎處理以及密封保存。桉葉油提取車間：水蒸氣蒸餾方法提取桉葉油。精餾車間：減壓精餾法別離提純桉葉油。動力車間：包括全廠供排水、鍋爐供熱、軟水脫鹽水、供電。2.設(shè)輔助車間3個機(jī)修車間：包括機(jī)修、電儀修理。綜合樓：包括中心化驗室、質(zhì)量檢驗、平安環(huán)保。綜合倉庫 建設(shè)規(guī)模.1生產(chǎn)能力年產(chǎn)1000噸桉葉油素，年開工日為330天，日產(chǎn)為3.03噸，建設(shè)期2年。.2 工作制度合成車間日工作小時為24小時，每日3班輪流替換，每班8小時連續(xù)生產(chǎn)

17、，共4個班。.3廠址選擇該廠建設(shè)在海南某桉樹人工林附近，方案占地約140畝，地段屬南北向；廠房基建局部由某工程設(shè)計院設(shè)計。1.6 原料桉葉規(guī)格及預(yù)處理實驗用的原料為海南產(chǎn)的大葉按，樹葉顏色為綠色，有刺激性清涼藥用氣味。對原料進(jìn)行預(yù)處理： 1.將從海南買來的桉樹葉經(jīng)水洗塔清洗后，用烘干機(jī)烘干，以盡量減少其中的水分含量，便于粉碎； 2.將葉子置于機(jī)械攪碎機(jī)中攪碎，并用塑料袋密封保存，以備用。 另外，原料經(jīng)粉碎后粒度變小，外表能增加，浸出速度加快，但粉碎度過高，在存放過程中有效成分易揮發(fā)損失，一般而言，粒度以2080目為宜。實驗根據(jù)參考文獻(xiàn)，將桉葉粉碎的粒度定于20 100目之間。1.7 桉葉油氣相

18、色譜圖及其質(zhì)量分?jǐn)?shù) 將水蒸氣蒸餾法所制得的按葉油不經(jīng)任何化學(xué)處理，直接進(jìn)行GC-MS分析。以下圖即為水蒸氣蒸餾法所得按葉油的氣相色譜圖。經(jīng)計算機(jī)譜庫檢索，用面積歸一法分別得到它們的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。表7 粗桉油組成組分百分比出峰時間min = 1 * GB2 1,8-桉葉油素71.08% 6.08 = 2 * GB2 -蒎烯3.13%25.10 = 3 * GB2 4,7,7-三甲基二環(huán)庚-2-烯13.22%27.77 = 4 * GB2 (S)-a,a-4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇5.21%28.32 = 5 * GB2 1R-(1a,2b,5a)-5-甲基-2-(1-甲基乙基)1.81%32.

19、99 = 6 * GB2 1-甲基環(huán)丙基-環(huán)己醇1.61%35.14 = 7 * GB2 藍(lán)桉醇3.93%37.882工藝論證首先將桉樹葉經(jīng)水洗烘干后；將葉子置于機(jī)械攪碎機(jī)攪碎，并用塑料袋密封保存作為滿足條件的原料；第二步就是桉葉油的提取，將原料桉樹葉粉末與蒸餾水混合，采用水蒸氣蒸餾法提取桉葉油，將粗桉油經(jīng)萃取后送入減壓精餾塔精餾，得到1, 8按葉油素。2.1桉葉油提取工藝路線的選擇從按葉中提取按葉油的方法較多，在眾多的提取工藝中，就桉葉油的物理化學(xué)性質(zhì)，主要有水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法。水蒸氣蒸餾法 能隨水蒸氣蒸餾四而不被破壞的植物成分，可用水蒸氣蒸餾法進(jìn)行提取。水蒸氣蒸餾是將水蒸氣通

20、入不溶或難溶于水但有一定揮發(fā)性的有機(jī)物中，使該有機(jī)物質(zhì)在低于100的溫度下，隨著水蒸氣一起蒸餾出來。當(dāng)兩種互不相溶的物質(zhì)A和B混合加熱時，該物質(zhì)的蒸氣壓是各組分蒸氣壓之和，即P=PA+PBP為混合物的蒸氣壓，PA、PB為組分A和B各自的蒸氣壓)。 假設(shè)PA為水的蒸氣壓，PB為與水不相溶的高沸點有機(jī)物的蒸氣壓，那么P等于101.325KP。時的溫度，就是水與該有機(jī)物所組成的混合物的沸點，而該沸點必定低于水和該有機(jī)物各自的沸點，所以水蒸氣蒸餾就可以在常壓、低于100的條件下，把高沸點的組分與水一起蒸出來，除去水份即可得到高沸點的有機(jī)物。 能用水蒸氣蒸餾的物質(zhì)必須是與水互不相溶、不反響、在100左右

21、時有一定蒸氣壓的揮發(fā)性物質(zhì)。水蒸氣蒸餾適用于別離純化一些沸點較高、又易分解破壞的物質(zhì)，常用此法來別離及提純與水互不相溶的揮發(fā)性液態(tài)或固態(tài)有機(jī)化合物。水蒸氣蒸餾法特別適用于中草藥的揮發(fā)油提取，同時，它也是工業(yè)生產(chǎn)植物油粗油最普遍的方法之一。超臨界CO2萃取按葉油 超臨界CO2SC-CO2萃取技術(shù)用于藥物、食品等的提取和純化等方面具有-以下優(yōu)點： 1.適于別離熱敏性物質(zhì)。由于CO2的臨界溫度(Tc=31.060C)易于到達(dá)，故可在室溫下對天然植物的有效成分進(jìn)行提取，從而防止了熱敏性物質(zhì)的氧化，而且能使高沸點、低揮發(fā)度、易熱解的物質(zhì)遠(yuǎn)在其沸點之下萃取出來； 2.超臨界CO2萃取為綠色化學(xué)工藝。CO2

22、具有無毒、無味、不燃燒、不腐蝕、價格廉價、易于精制、易于回收等優(yōu)點，與傳統(tǒng)溶劑萃取法相比，無溶劑殘留；同時不僅防止了大量有機(jī)溶劑的使用，也防咔了提取過程對人體健康的危害和對環(huán)境的污染； 3.萃取速度快、效率高、能耗少。由于超臨界CO2萃取迅速分為兩相氣、液)，到達(dá)迅速的、選擇性地提取的目的。不僅萃取效率高、能耗低，而且雜質(zhì)少，有效成分高度富集； 4.超臨界CO2:還具有抗氧化滅菌作用，有利于保證和提高天然物產(chǎn)品的質(zhì)量； 5.超臨界CO2:萃取比溶劑萃取的步驟少，流程短，操作參數(shù)也易于控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，無有機(jī)溶劑的殘留。上述的這些優(yōu)勢無疑為人們提供了一種提取、別離、制備及濃縮的全新方法。 然而

23、，超臨界CO2萃取技術(shù)也有其局限性： 1.高壓下操作必然會對設(shè)各提出更高要求; 2.設(shè)備一次性投資費(fèi)用較高，投資風(fēng)險大; 3.對工藝操作人員及技術(shù)要求較高等; 4.用簡單的超臨界萃取方法無法生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品，這就需要與其他別離技術(shù)相結(jié)合; 5.超臨界CO:萃取性能的普適性不高，主要適用于非極性或弱極性的化合物的提取，如油脂、揮發(fā)油的提取; 6.就中草藥的有效成分提取而言，超臨界CO2萃取僅對中藥中的某些非極性或弱極性的有效成分的提取具有優(yōu)越性。由于中草藥成分復(fù)雜，近似化合物很多，起療效的化合物質(zhì)為!義的化學(xué)成分，不僅包括揮發(fā)油，生物堿、黃酮類、皂類小分子化合物，也包括多糖、蛋白、膚等生物大分子

24、等，因而，在中藥有效成分提取工藝過程中，還應(yīng)考慮與其他別離、純化技術(shù)相結(jié)合。 桉葉油作為藥用原料，其中的有效成分主要是1, 8按葉油素，它是單萜類化合物，本設(shè)計查閱相關(guān)實驗文獻(xiàn)，以確定最有利于工業(yè)生產(chǎn)桉葉油素的方法。文獻(xiàn)說明，水蒸氣蒸餾法從按葉中提取的揮發(fā)油中含有31種不同組分，其中含有1, 8-cineole54.73%，出油率為1.2%左右。相比水蒸氣蒸餾，超臨界CO2對桉樹葉中揮發(fā)油的萃取具有良好的選擇性。在足夠的CO2的萃取下，桉葉中油的萃取率均在5%以上，萃取出的物質(zhì)相對較少，這是由于系統(tǒng)在室溫下操作，可保護(hù)揮發(fā)油中的熱敏性物質(zhì)沒有因受熱而分解產(chǎn)生原本揮發(fā)油組分中不存在的物質(zhì)。但是萃

25、取出的揮發(fā)油中1, 8-cineole的含量卻很低，最高的只能到達(dá)14. 46%。比擬兩種提取方法哪種較為可行，主要從三個方面考量：1實驗的出油率；2所提取的粗油中含有所需成分的含量；3從經(jīng)濟(jì)因素方面考量。 雖然超臨界CO2萃取法的提取率高達(dá)5%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了水蒸氣蒸餾法1.2%的提取率，但是由于其中1, 8-cineole的含量過低，而且由于超臨界CO2萃取實驗設(shè)備昂貴、對實驗操作人員的要求均很高，所以我們選用水蒸氣蒸餾法為下一步別離提純按葉油提供按葉粗油。2.2 桉葉油別離提純工藝方案的選擇 采用連續(xù)減壓精餾法進(jìn)行別離提純。 減壓精餾法簡介 精餾的實質(zhì)就是利用物質(zhì)揮發(fā)度不同，將混合物進(jìn)行

26、分餾。多用于揮發(fā)性成分和小分子物質(zhì)的初步別離。由于芳香油組分多對熱及空氣中的氧較敏感，因此分餾時宜在減壓下進(jìn)行，即采用減壓精餾。 精餾是實際工業(yè)生產(chǎn)中最常用的別離方法，它是以能量為別離介質(zhì)的，故從能量消耗來說，比擬有利;精餾不處理固相物質(zhì)，比結(jié)晶法來得好;也不需要參加可能會使物料污染的別離介質(zhì);又易于在一個容器內(nèi)實現(xiàn)多級過程。按過程類別加以考慮后，可以認(rèn)為對于按葉油的別離提純，精餾是一種較好的別離方法。不用精餾的原因常不外是:1產(chǎn)品會因受熱而損壞；2別離因子十分接近于1；3精餾時要用過高或過低的壓力或溫度。.1實驗室實驗裝置及操作步驟 實驗裝置設(shè)備如下圖。 (裝置局部說明如下：1塔體采用401

27、000mm的玻璃塔柱，塔頂裝有冷凝器和捕集器，塔釜為5OOmL的三口燒瓶。塔釜、塔體和冷凝器的連接為磨口連接，便于拆卸清各管路的連接均采用厚壁乳膠管。(2)填料為33mm不銹鋼網(wǎng)環(huán)。(3)加熱系統(tǒng)由5OOW的溫煲構(gòu)成，加熱電壓由0-220V的固態(tài)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)。(4)回流比調(diào)節(jié)器采用LST-2型精密回流比調(diào)節(jié)控制器。(5)塔釜與U型壓差計、溫度計相連，以隨時測定塔釜壓力和溫度。(6)冷凝管上端與真空泵相連，實驗過程中整個密閉系統(tǒng)處于低壓狀態(tài)。而其間設(shè)置冷勝，是為了將冷卻水沒有冷卻的組分用液氮冷卻，防止進(jìn)入真空泵，造成對真空泵的損壞，使實驗?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。 間歇減壓精餾提純實驗的實驗步驟如下: 1)在

28、塔釜中參加水蒸氣提取的按葉粗油200mL，放入沸石; 2)翻開真空泵，使系統(tǒng)到達(dá)低壓狀態(tài)，此時，口以看到粗油外表有大量氣體冒出，這是因為粗油在低壓下對空氣的溶解度降低，空氣從油中別離出來。 3)翻開冷卻水，開電源加熱； 4)進(jìn)行全回流1小時左右，使塔內(nèi)填料濕潤，并使系統(tǒng)內(nèi)部到達(dá)氣液平衡。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部到達(dá)氣液平衡時，掃開回流比調(diào)節(jié)一器，開始采集提純樣。 5)調(diào)節(jié)回流比調(diào)節(jié)器，使回流比到達(dá)6: 1，采樣1#樣后將回流比調(diào)至10: 1，收集2#，然后將回流比調(diào)至12: 1分別收集3#, 4#, 5#試樣。釜中剩下的約30m1樣為重組分物質(zhì)。 6)采集提純樣的同時記錄各時間段的釜壓及釜溫。 7)停止采樣

29、，先關(guān)掉回流比調(diào)節(jié)器，停止加熱。待釜溫下降到接近室溫后，關(guān)掉真空泵，停止冷卻水。 8倒出釜中剩下的液體，對三口瓶及填料塔等實驗儀器進(jìn)行清洗，以便下次使用。2.3桉油精餾工藝的選擇精餾的典型工藝主要是：低壓工藝ICI低壓工藝、Lurgi低壓工藝、中壓工藝、高壓工藝。桉葉油素提取工藝中最重要的工序是桉油的精餾，其關(guān)鍵技術(shù)是桉油精餾操作條件，設(shè)計采用用的是低壓精餾工藝。桉油精餾塔的選擇精餾塔實際是別離提純系統(tǒng)中最重要的設(shè)備。從操作結(jié)構(gòu)，材料及維修等方面考慮，精餾塔應(yīng)具有以下要求：1能夠有效將粗桉油中的桉葉油素含量提高到80%以上；2 反響器內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理，能保證溫度、壓力容易控制，處理量大，效率高，生

30、產(chǎn)強(qiáng)度大；3 結(jié)構(gòu)緊湊，提上下壓空間利用率；容器及內(nèi)件間無滲漏；填料裝御方便；制造安裝及維修容易。在上述原那么的指導(dǎo)下開發(fā)的桉油精餾塔，按不同的方法分類主要有： 按操作方式：連續(xù)式和間歇式。按冷卻介質(zhì)種類：自熱式和外冷式管殼型、冷管型。按氣流方向：軸向式、徑向式和軸徑向式。本設(shè)計根據(jù)桉油的物理化學(xué)性質(zhì)選擇采用連續(xù)式減壓精餾塔。填料的選用.1填料種類的選擇：填料種類的選擇要考慮別離工藝的要求，通?？紤]以下幾個方面：(1)傳質(zhì)效率要高 一般而言，規(guī)整填料的傳質(zhì)效率高于散裝填料(2)通量要大 在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點氣速或氣相動能因子的填料(3)填料層的壓降要低(4)填料抗

31、污堵性能強(qiáng)，拆裝、檢修方便 .2填料規(guī)格的選擇 填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比外表積。1散裝填料規(guī)格的選擇 工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，別離效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的別離效率降低。因此，對塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定，一般塔徑與填料公稱直徑的比值D/d應(yīng)大于8。2規(guī)整填料規(guī)格的選擇 工業(yè)上常用規(guī)整填料的型號和規(guī)格的表示方法很多，國內(nèi)習(xí)慣用比外表積表示，主要有125、150、250、350、500、700等幾種規(guī)格，同種

32、類型的規(guī)整填料，其比外表積越大，傳質(zhì)效率越高，但阻力增加，通量減少，填料費(fèi)用也明顯增加。選用時應(yīng)從別離要求、通量要求、場地條件、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足技術(shù)要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。應(yīng)予指出，一座填料塔可以選用同種類型，同一規(guī)格的填料，也可選用同種類型不同規(guī)格的填料；可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料；有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。設(shè)計時應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的原那么來選擇填料的規(guī)格。.3填料材質(zhì)的選擇填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。(1)陶瓷填料 陶瓷填料具有很好的耐腐蝕性及耐熱性，陶瓷填料價格廉價，具有很好的

33、外表潤濕性能，質(zhì)脆、易碎是其 最大缺點。在氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程中應(yīng)用較為普遍。(2)金屬填料 金屬填料可用多種材質(zhì)制成，選擇時主要考慮腐蝕問題。碳鋼填料造價低，且具有良好的外表潤濕性能，對于無腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)優(yōu)先考慮使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除Cl 以外常見物系的腐蝕，但其造價較高，且外表潤濕性能較差，在某些特殊場合如極低噴淋密度下的減壓精餾過程，需對其外表進(jìn)行處理，才能取得良好的使用效果；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價很高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。一般來說，金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、高壓、高

34、沖擊強(qiáng)度下使用，應(yīng)用范圍最為廣泛。(3)塑料填料 塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯PP、聚乙烯PE及聚氯乙烯PVC等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在100C以下使用。塑料填料質(zhì)輕、價廉，具有良好的韌性，耐沖擊、不易碎，可以制成薄壁結(jié)構(gòu)。它的通量大、壓降低，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的缺點是外表潤濕性能差，但可通過適當(dāng)?shù)耐獗硖幚韥砀纳破渫獗頋櫇裥阅?。通過比擬以及考慮到實驗要求，本設(shè)計采用鋼鮑爾環(huán)填料。精餾操作條件確實定與論證.1操作溫度桉油精餾的操作溫度主要是由桉葉油素的化學(xué)性質(zhì)決定的。操作溫度的控

35、制同樣是一個操作費(fèi)用的控制問題，在設(shè)計中，需要延長精餾塔的使用壽命，防止其的迅速老化加快。一般而言，在反響初期，反響溫度維持較底的數(shù)值，隨著使用時間的增加，逐步提高反響溫度。由于按葉油素在150以上變?yōu)楹稚?，并變的粘稠?78時，油素顏色變得更深，更加粘稠，發(fā)生劇烈的化學(xué)反響，導(dǎo)致其物理化學(xué)性質(zhì)明顯改變。故綜合考慮各種因素，確定操作溫度為120。.2操作壓力壓力是桉油精餾過程的重要工藝條件之一。由于操作溫度須控制在120，因此降低壓力對降低各組分沸點有利，由于壓力高，組分的分壓提高，因而其沸點也提高。很容易超過120，引發(fā)副反響，影響精餾。本設(shè)計采用絕壓為5kPa的操作壓力。.3桉油組成 粗桉

36、油組成復(fù)雜，到達(dá)三十多種組分，但主要組分有七種，其他組分含量較低，可忽略不計。這七種組分分別為：.4空速空速不僅是一個和合成回路氣體循環(huán)量相關(guān)聯(lián)的工藝控制參數(shù)，也是一個影響綜合經(jīng)濟(jì)效益的變量。桉油精餾過程中，首先塔內(nèi)的氣體空速必須滿足別離要求，空速過低，別離效果差，空速過高，系統(tǒng)阻力加大或精餾系統(tǒng)投資加大，能耗增加，使用周期縮短。空速的選擇需要根據(jù)每一種組分的特性，在一個相對較小的范圍內(nèi)變化。本設(shè)計中空速定為12000。2.4精餾塔的選擇 精餾塔的選擇不管采用何種精餾工藝流程，精餾塔都是該工藝的核心設(shè)備.其決定著工藝能耗的上下和產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。目前常用的精餾塔主要有四種塔型：泡罩塔，浮閥塔，填

37、料塔和新型垂直篩板塔。四者各有特點：1 泡罩塔 該類型塔塔板效率高，操作彈性大，塔阻力小，但單位面積的生產(chǎn)能力低，設(shè)備體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投資較大。該塔已經(jīng)逐漸被其他塔代替。2 浮閥塔 該類型塔板效率高，操作彈性大，操作適應(yīng)性強(qiáng)，單位面積生產(chǎn)能力大，造價較低。但浮閥易損壞，維修費(fèi)用高。目前該塔仍被廣泛使用，但有使用逐漸減少的趨勢。3 填料塔 填料塔是在塔內(nèi)裝填新型高效填料，如不銹鋼網(wǎng)波紋填料，每米填料相當(dāng)5塊以上的理論板。塔總高一般為浮閥塔的一半。該塔生產(chǎn)能力大，壓降小，別離效果好，結(jié)果簡單，維修量極小，相對投資較小，是目前使用較多的塔型之一。4 新型垂直篩板 該塔傳質(zhì)效率高，傳質(zhì)空間利用率好，

38、處理能力大，操作彈性大，結(jié)構(gòu)簡單可靠，投資小，板液面梯度小，液面橫向混合好無流動傳質(zhì)死區(qū)。綜合比擬上面四種塔，可以知道填料塔和新型垂直篩板性質(zhì)更加優(yōu)越，同時考慮到新型垂直篩板是一種新型塔，目前使用很少，技術(shù)難得，而填料塔使用較普遍，技術(shù)非常成熟，所以設(shè)計選用了填料塔。為了讓企業(yè)大幅度降低生產(chǎn)本錢、提高產(chǎn)品質(zhì)量和擴(kuò)大市場占有率，所以本設(shè)計采用的填料精餾塔，塔內(nèi)采用了高效的、經(jīng)特殊工藝處理的不銹鋼鮑爾環(huán)填料和配套的新型氣液分布器。3工藝計算3.1物料衡算工廠設(shè)計為年產(chǎn)桉葉油素1000噸，開工時間為每年330天，采用連續(xù)操作，那么每小時桉葉油素的產(chǎn)量為0.126噸，即0.126 t/h。精餾工段通過

39、水蒸氣蒸餾工藝的粗桉油，進(jìn)入減壓精餾塔的粗桉油中各組分的組成通過計算可得下表： 表7 粗桉油組成組分百分比進(jìn)料量 = 1 * GB2 1,8-桉葉油素71.08% 0.817kmol/h = 2 * GB2 -蒎烯3.13%0.036kmol/h = 3 * GB2 4,7,7-三甲基二環(huán)庚-2-烯13.22%0.172kmol/h = 4 * GB2 (S)-a,a-4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇5.21%0.060kmol/h = 5 * GB2 1R-(1a,2b,5a)-5-甲基-2-(1-甲基乙基)1.81%0.021kmol/h = 6 * GB2 1-甲基環(huán)丙基-環(huán)己醇1.61

40、%0.0206kmol/h = 7 * GB2 藍(lán)桉醇3.93%0.031 kmol/h計算方法:粗桉油 =0.126/ 0.7108=0.177 t/h-蒎烯的量 = 0.1773.13% = 5.55 kg/h 即0.036 kmol/h 4,7,7-三甲基二環(huán)庚-2-烯量 = 0.17713.22% = 23.40kg/h 即 0.172kmol/h , (S)-a,a-4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇的量=0.1775.21% =9.22kg/h 即0.060kmol/h1R-(1a,2b,5a)-5-甲基-2-(1-甲基乙基)的量=0.1771.81% = 3.20 kg/h 即0.

41、021kmol/h 1-甲基環(huán)丙基-環(huán)己醇的量=0.1771.61%=2.85kg/h即0.0206kmol/h 藍(lán)桉醇的量= 0.1773.93%=6.96 kg/即 0.031kmol/h 3.2揮發(fā)度計算由于桉油各組分揮發(fā)度難以查找，故要根據(jù)其與相平衡常數(shù)關(guān)系，即計算出各組分的值來確定其相對揮發(fā)度。由于，所以要計算值須先計算活度系數(shù)i和飽和蒸汽壓pis,而活度系數(shù)需要用UNIFAC法計算，UNIFAC法將基團(tuán)法和UNIQUAC模型結(jié)合起來，根本方程為：i i C+iR i C qi+lili=(ri-qi)-(ri-1)i=式中，配位數(shù)Z取為10，i是組分i的摩爾分?jǐn)?shù)，i和i分別是外表積

42、分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)，它們分別由外表積參數(shù)Qk 和體積參數(shù)Rk計算而得，式中ki 是在分子i 中基團(tuán)k的數(shù)目，它是整數(shù)。ic稱為組合項活度系數(shù)，反映純組分i分子形式和大小的奉獻(xiàn)、，即只與純組分的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有關(guān)，與其他分子存在無關(guān)。計算ic 需要的數(shù)據(jù)是所涉的基團(tuán)的Qk 和Rk 值，這類微觀參數(shù)可查閱?化工數(shù)據(jù)?馬沛生 著第244頁表8-5 UNIFAC基團(tuán)體積和外表積參數(shù)。通過此種方法計算各組分活度系數(shù)。組分1，含有以下基團(tuán)： 1個 1個 1個 4個 3個組分2，含有以下基團(tuán)：1個 1個 1個 3個 2個 2個 組分3，含有以下基團(tuán)：1個 1個 2個 2個 3個組分4，含有以下基團(tuán)：1個 3個 3個

43、 1個 1個 1個組分5，含有以下基團(tuán)：1個 2個 3個 1個 1個組分6，含有以下基團(tuán)： 個個個個個組分7，含有以下基團(tuán)：個個個個個對于各組分，通過查表計算如下：q1=10.468+10+10.288+40.540+30.848=5.400.6908+10.2195+10.4469+40.6744+30.9011=6.7581l1=5(6.7581-5.4)-(6.7581-1)=1.0324q2=10.988+11.200+10+30.288+20.540+20.848=5.8282=11.1173+11.000+10.2195+30.4469+20.6477+20.9011=6.8285

44、l2=5(6.8285-5.828)-(6.8285-1)=-0.826q3=10.676+10.000+20.228+30.288+20.540+30.848=4.7563=10.8886+10.2195+20.4469+20.4469+20.6744+30.9011=6.054l3=5(6.054-4.756)-(6.054-1)=1.436q4=10.543+30.000+30.422+10.288+10.540=4.8324=11.000+30.9011+30.6744+10.4469+10.2195+10.8886=6.032l4=5(6.032-4.832)-(6.032-1)=-

45、0.768q5=10.543+20.000+30.422+10.288+10.540=4.7255=11.000+20.9011+30.6744+10.4469+10.2195=5.828l5=5(5.828-4.725)-5.828-1)=0.859q6=10.988+51.200+10+10.288+10.540+10.848=5.7656=11.000+50.9011+10.6744+10.4469+10.2195+10.8886=6.021l6=5(6.021-5.765)-(6.021-1)=1.324q7=10.543+40.000+50.422+20.288+40.540=4.3

46、267=11.000+40.9011+50.6744+20.4469+40.2195=5.838l7=5(5.838-4.326)-(5.838-1)=-0. 7541=5.40.71/(5.400.71+5.8280.0313+4.7560.1323+4.8320.0521+4.7250.0181+5.7650.0161+4.3260.0393)=0.3211=6.75810.71/(6.75810.71+6.82850.0313+6.0540.1323+6.0320.0521+5.8280.0181+6.0210.0161+5.8380.0393)=0.4622=5.8280.0313/(

47、5.400.71+5.8280.0313+4.7560.1323+4.8320.0521+4.7250.0181+5.7650.0161+4.3260.0393)=0.2972=6.82850.0313/(6.75810.71+6.82850.0313+6.0540.1323+6.0320.0521+5.8280.0181+6.0210.0161+5.8380.0393)=0.3783=4.7560.1323/(5.400.71+5.8280.0313+4.7560.1323+4.8320.0521+4.7250.0181+5.7650.0161+4.3260.0393)=0.3483=6.0

48、540.1323/(6.75810.71+6.82850.0313+6.0540.1323+6.0320.0521+5.8280.0181+6.0210.0161+5.8380.0393)=0.4724=4.8320.0521/(5.400.71+5.8280.0313+4.7560.1323+4.8320.0521+4.7250.0181+5.7650.0161+4.3260.0393)=0.3014=6.0320.0521/(6.75810.71+6.82850.0313+6.0540.1323+6.0320.0521+5.8280.0181+6.0210.0161+5.8380.0393

49、)=0.4545=4.7250.0181/(5.400.71+5.8280.0313+4.7560.1323+4.8320.0521+4.7250.0181+5.7650.0161+4.3260.0393)=0.2825=5.8280.0181/(6.75810.71+6.82850.0313+6.0540.1323+6.0320.0521+5.8280.0181+6.0210.0161+5.8380.0393)=0.3966=5.7650.0161/(5.400.71+5.8280.0313+4.7560.1323+4.8320.0521+4.7250.0181+5.7650.0161+4.

50、3260.0393)=0.2646=6.0210.0161/(6.75810.71+6.82850.0313+6.0540.1323+6.0320.0521+5.8280.0181+6.0210.0161+5.8380.0393)=0.3927=4.3260.0393/(5.400.71+5.8280.0313+4.7560.1323+4.8320.0521+4.7250.0181+5.7650.0161+4.3260.0393)=0.2127=5.8380.0393 (6.75810.71+6.82850.0313+6.0540.1323+6.0320.0521+5.8280.0181+6.

51、0210.0161+5.8380.0393)=0.358組分1，由公式，得，)那么 組分2，同理得，=0.134那么 組分3，=0.163組分4，=0.145組分5，=0.161組分6，=0.131組分7，=0.114計算飽和蒸汽壓也要采用基團(tuán)奉獻(xiàn)法，具體采用CSGS-PRV法，其關(guān)系式為：根據(jù)基團(tuán)奉獻(xiàn)法要求，將各組分拆分成以下各種基團(tuán)，通過查閱?化工數(shù)據(jù)?馬沛生著第84頁表3-2中的和值來循序漸進(jìn)計算以上各式。 各組分拆分基團(tuán)如下：第一種組分含有以下基團(tuán)：1個 2個 3個 4個 1個第二種組分含有以下基團(tuán)： 1個 3個 1個 1個 2個 2個 1個第三種組分含有以下基團(tuán)：3個 2個 1個 1

52、個 2個 1個 第四種組分含有以下基團(tuán)：1個 3個 1個 3個 1個 1個第五種組分含有以下基團(tuán)：1個 3個 1個 1個 1個 1個 1個1個第六種組分含有以下基團(tuán)：1個 5個 1個 1個 1個 1個第七種組分含有以下基團(tuán)：4個 1個 2個 4個 5個 此過程中用的沸點用常壓沸點，根據(jù)查閱可查到1,8-桉葉素：177，4,7,7-三甲基二環(huán)：165，(S)-a,a-4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇：218，1-甲基環(huán)丙基-環(huán)己醇：209，藍(lán)桉醇：292。只有第二種組分和第五種組分不能查到，故需要用Joback法計算，根據(jù)其要求將它們拆分出環(huán)增量和非環(huán)增量基團(tuán)，然后在?化工數(shù)據(jù)?馬沛生著第28頁

53、表2-5a查出其對應(yīng)的環(huán)增量和非環(huán)增量。最后根據(jù)下式計算出沸點，對于第二種組分：環(huán)增量：1個 3個 2個 1個非環(huán)增量：2個 1個 1個 經(jīng)查表2-5a值計算如下：對于第五種組分：環(huán)增量：1個 3個 2個非環(huán)增量：2個 1個 1個經(jīng)查表2-5a值計算如下：這樣，七種組分沸點都已經(jīng)確定，可以根據(jù)上述系列式計算飽和蒸汽壓。經(jīng)計算，其各組分飽和蒸汽壓分別為： 435.77kp 386.61kp 395.47kp 335.18kp 321.59kp 298.54kp301.57kp根據(jù)公式 p為操作壓力，本設(shè)計確定操作壓力為 絕壓5kPa，計算結(jié)果為:根據(jù)結(jié)果，確定出輕關(guān)鍵組分 = 1 * GB2 和

54、重關(guān)鍵組分 = 3 * GB2 ,令其 分別是A、B同理，可計得其他組分的揮發(fā)度，比照方下表：組分TbPsk11.1136177435.77kp1.1041.4621.0564104.37386.61 kp0.66720.8831.135165395.47 kp0.7561.0041.105218335.18 kp0.5320.7050.905154.32321.59 kp0.4130.54661.021209298.54 kp0.6580.8771.125292301.57 kp0.4570.603.3 精餾塔的工藝計算及選型3.3.1塔板計算 即該塔需要32塊理論板。為確定進(jìn)料板的位置，須

55、計算：由 得，故精餾段的理論板數(shù)為12.7塊。 初估塔徑.1精餾段 氣相流量 液相流量兩相流動參數(shù) 由填料塔泛點關(guān)聯(lián)圖查得 C20=0.075氣體負(fù)荷因子 液泛氣速 .2提餾段 氣相流量 液相流量兩相流動參數(shù) 由填料塔泛點關(guān)聯(lián)圖查得C20=0.075氣體負(fù)荷因子 液泛氣速 取泛點率0.8 操作氣速和所需的氣體流道截面積A為 選取單流型，并取Ad/At=0.07那么A/ At=1-Ad/At=0.93塔板截面積 Ad=A/0.93=1.319m2塔徑 D=按塔系列標(biāo)準(zhǔn)圓整之D=0.25m相應(yīng)地所取塔板的有關(guān)尺寸為 塔板的截面積 At=降液管截面積Ad=0.07 At=0.070.195=0.01

56、4m2 氣體流道截面積A=0.93 At=0.930.195=0.181 m2并可求得： 實際操作氣泛點率=填料層高度的計算對于鋼鮑爾環(huán)填料，填料尺寸=查表知，HETP=0.42m故填料層總高度為精餾段高度為填料層壓降計算 采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計算填料層壓降。 橫坐標(biāo)為 3.3.5液體分布器設(shè)計3.3.5.1液體分布器的選型該精餾塔是減壓操作，由于液體負(fù)荷較小，故此選用管式液體分布器。3.3.5.2分布點密度計算該精餾塔塔頸，故應(yīng)選取較小的分布點密度。設(shè)計中取分布點密度為 。布液點數(shù)為 。按分布點幾何均勻與流量均勻的原那么，進(jìn)行布點設(shè)計。設(shè)計結(jié)果為：二級槽共設(shè)七道，在槽側(cè)面開孔，槽寬度為

57、80mm,槽高度為210mm,兩槽中心矩為160mmm。分布點采用三角形排列。3.3.5.3布液計算 由 取 設(shè)計取。4廠房的整體布置設(shè)計 根據(jù)生產(chǎn)工藝流程生產(chǎn)特點生產(chǎn)規(guī)模和建筑結(jié)構(gòu)等來進(jìn)行整體布置設(shè)計。1由于塔較高，不宜采用單層廠房，但設(shè)備不多，因此采用單層廠房與多層廠房相結(jié)合的方式。2由于精餾車間流程簡單，操作人數(shù)不多，因此在布置時可只安排控制室，廁所等生產(chǎn)輔助設(shè)施和行政設(shè)施，至于配電室機(jī)修室化驗室可以與其他車間共用，在此不做考慮。3根據(jù)車間設(shè)備情況，廠房采用66米的柱網(wǎng)，廠房寬度也采用6米一跨廠房分為4層，每層高度為4米。5非工藝專業(yè)要求5.1公用工程5.1.1水電和汽的來源 水主要來自

58、附近的自來水廠和地下水；電主要靠供電廠提供；汽主要由廢熱鍋爐和精餾塔所產(chǎn)生。5.1.2桉葉油素的運(yùn)輸裝卸和貯存由粗桉油精餾來的桉葉油素貯存到罐中，即為兩臺100m3的固定頂貯罐，貯存量按30天產(chǎn)量計。當(dāng)桉葉油素外運(yùn)時，將桉葉油素輸送到裝卸棧臺，通過火車鶴管進(jìn)入火車槽車，通過汽車鶴管進(jìn)入汽車槽車。裝卸棧臺共設(shè)有12臺火車鶴管和6臺汽車鶴管，根據(jù)生產(chǎn)能力，至少有三臺槽車同時裝料。5.1.3自控儀表本設(shè)計采用一次儀表現(xiàn)場分散，二次儀表就地或局部集中控制方式。擬采用DCS控制系統(tǒng)，一次儀表采用電III型，DCS系統(tǒng)設(shè)五個工作站，其中桉葉油素生產(chǎn)系統(tǒng)包括桉葉預(yù)處理、水蒸氣蒸餾、減壓精餾三個工作站，公用工

59、程兩個工作站水處理、鍋爐工作站一個，總調(diào)度室工作站一個。生產(chǎn)過程中主要工藝參數(shù)，工藝過程控制，工藝流程圖等集中在各個工作站由DCS系統(tǒng)顯示和控制，次要的參數(shù)及設(shè)定值，不需經(jīng)常調(diào)整的參數(shù)，可采用就地顯示和調(diào)節(jié)。5.2平安衛(wèi)生5.2.1防止車間有毒氣體超標(biāo)的措施：消除跑冒滴漏，按無泄漏工廠標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)備和管道的管理，使泄漏率降到2以下，力爭到達(dá)萬分之五以下。加強(qiáng)車間通風(fēng)。按照有關(guān)平安技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，定點定期進(jìn)行塵毒檢測，有條件應(yīng)設(shè)置毒物自動分析報警裝置，及時發(fā)現(xiàn)及時消除。5.2.2乙醚中毒的病癥和急救乙醚中毒是侵入人體腔內(nèi)造成呼吸道、消化道紊亂，使全身組織陷入麻痹的狀態(tài)。表現(xiàn)為：血尿 出汗異常 頭痛

60、 暈厥 昏迷 腹瀉 呼吸異常 惡心與嘔吐 腹痛等。急救方法如下：吸入中毒時應(yīng)將病人迅速移至新鮮空氣處，保持呼吸道通暢，供氧或給吸入含二氧化碳的氧氣如氣管內(nèi)分泌物增多，可注射阿托品等。有呼吸障礙時酌用適量呼吸中樞興奮藥；必要時進(jìn)行人工呼吸或人工呼吸器正壓給氧。如出現(xiàn)乙醚驚厥，可用10葡萄糖酸鈣10ml參加20ml葡萄糖液內(nèi)由靜脈緩慢注射同時應(yīng)用安定、短效巴比妥類等鎮(zhèn)驚藥物。如有肺水腫呼吸或循環(huán)衰竭、急性腎功能衰竭等，速作相應(yīng)處理其他為對癥治療，必要時換血。5.2.3桉葉油素生產(chǎn)中的防火和防爆 工藝介質(zhì)的易燃與易爆是相互關(guān)聯(lián)的，防暴的首要措施是防火，所以桉葉油素生產(chǎn)的平安，首要先從防火做起。根據(jù)桉