桉葉油素提取工藝設(shè)計(jì)方案

1、桉葉油素提取工藝設(shè)計(jì)方案目 錄總論 1.1概述1.2設(shè)計(jì)的目的和意義1.3設(shè)計(jì)依據(jù)1.4設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想1.5設(shè)計(jì)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)工藝論證2.1桉葉油提取工藝路線的選擇2.2桉葉油分離提純工藝方案的選擇2.3桉油精餾工藝的選擇2.4精餾塔的選擇工藝計(jì)算3.1物料衡算揮發(fā)度計(jì)算3.3精餾塔工藝計(jì)算及選型廠房的整體布置設(shè)計(jì)5非工藝專業(yè)要求5.1公用工程安全衛(wèi)生6三廢處理6.1桉葉油素生產(chǎn)對(duì)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(dòng)定員8參考文獻(xiàn)附工程圖紙1、桉葉油素提取工藝流程圖2、填料塔設(shè)計(jì)條件圖1總論1

2、.1概述11.1.1核油來(lái)源桉樹(shù)為桃金娘科喬木，原產(chǎn)于澳大利亞，中國(guó)引種桉樹(shù)已有一百多年 的歷史，至今已有20個(gè)省、市種植了桉樹(shù)人工林，面積達(dá)160萬(wàn)公頃， 年產(chǎn)桉樹(shù)約2000多萬(wàn)立方米，桉葉油4000噸。桉葉油是桉樹(shù)(Eucalyptus) 葉油腺細(xì)胞分泌出來(lái)的芳香精油，是世界上十大精油品種之一。1.1.2核葉油素性質(zhì)1, 8 一按葉油素或按樹(shù)腦，分子式C10H18O，分子量154.24，屬單菇 類化合物。它為無(wú)色液體，味辛冷，有與樟腦相似的氣味，熔點(diǎn)1.5C， 沸點(diǎn) 176178C，密度(25 C) 0.921 0.930g/cm3，折射率 nD20 1.4541.461， 與乙醇、氟仿、

3、乙醚及油可混溶，幾乎不溶于水。1.1.3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。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(shù) 腦，分子式C10H18O，分子量154.24,屬單菇類化合物。它為無(wú)色液體，味 辛冷，有與樟腦相似的氣味，熔點(diǎn)1.50C，沸點(diǎn)176人-178 0C，密度 (25 C)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(guó)藥典規(guī)定藥用油的按葉油素不應(yīng)低于 70%。根據(jù)按葉油中按葉油素的含量不同

4、將按油分為不同等級(jí)（例70-75%, 80-85%及純按油）。醫(yī)藥用型精油又稱按樹(shù)腦型，是目前國(guó)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(shù)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(guó)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

5、管炎患者內(nèi)服有祛痰作用，哮喘時(shí)既可內(nèi)服又 可注入;可治療*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(guó)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(rùn)喉片等居家旅行及家庭常用藥品，亦有部分提純產(chǎn)品 供外貿(mào)出口。（2）香料按油香料用型按樹(shù)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、化妝品及食品等。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(shù)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

6、劑和部分化學(xué)原料。窿緣桉葉油因其含有的按葉 油素較低，常作為原料，經(jīng)過(guò)減壓分餾，提純到桉葉油素含量達(dá)到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 油具有很好的表面活性和殺菌能力，是一種理想的乳化劑和殺菌劑.湖南 省林科所在開(kāi)發(fā)天然植物提取物作為特異性殺蟲(chóng)劑的研究中發(fā)現(xiàn)，檸檬桉 葉油對(duì)馬尾松害蟲(chóng)有較高的活性，幼蟲(chóng)期施用導(dǎo)致畸形變態(tài)，幼蟲(chóng)死亡率 較高，成蟲(chóng)羽化率較低，部分不孵化;成蟲(chóng)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(wú)毒、安全的新型殺蟲(chóng)劑。1.1.4桉葉油素提取方法桉

7、葉油素是以桉葉為原料，經(jīng)粉碎、凈化，水蒸氣蒸餾，萃取，精餾， 根據(jù)沸點(diǎn)不同將其他雜質(zhì)組分分離出去而獲得。1.1.5世界按葉油素和藍(lán)按油市場(chǎng)及我國(guó)按油市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀在1900年之前桉葉油素的商品化來(lái)源是來(lái)自歐洲和北美的苦艾油 和來(lái)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(chǎng)。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(guó)市場(chǎng)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(guó)家。自那以后，巴西、哥倫比亞、西班牙、南非、巴拉圭、葡萄 牙、中國(guó)和印度進(jìn)入了這一市場(chǎng)，澳大利亞的產(chǎn)量

8、已大大減少。中國(guó)還開(kāi) 始用樟樹(shù)根來(lái)生產(chǎn)一種桉葉油。到了 1980年，中國(guó)已成為桉葉油的主要 供應(yīng)國(guó)。隨著中國(guó)人民生活水平的提高，供應(yīng)鏈將會(huì)又一次變化。這些產(chǎn) 品的下一個(gè)產(chǎn)品化來(lái)源是印度和越南。我國(guó)引種桉樹(shù)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(shù)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(guó)南方各省的桉樹(shù)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(guó)。大約300多種桉樹(shù)含有精油，但具有商業(yè)開(kāi)發(fā)價(jià)值的桉樹(shù)不到20種， 目前中國(guó)用作精油的只有兒個(gè)樹(shù)種，包括檸檬按、窿緣桉、直

9、桿桉和藍(lán)桉 等。中國(guó)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(guó)桉油產(chǎn) 量每年超過(guò)3000噸。我國(guó)桉葉油的生產(chǎn)始于1958年，經(jīng)過(guò)六十年代大力發(fā)展，至七十年 代我國(guó)每年桉葉油生產(chǎn)達(dá)3000多噸。我國(guó)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(kāi)始規(guī)劃營(yíng)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

10、噸，目前正在技術(shù)改造， 設(shè)計(jì)一了新型蒸餾塔，提高桉油產(chǎn)量和質(zhì)量。最近10多年來(lái)石南各地大力發(fā)展直干桉、藍(lán)桉，年產(chǎn)量為1500多噸。 彌勒、滬西、建水、個(gè)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(chǎng)年生產(chǎn)桉葉油100噸，云南 大部分地區(qū)的氣候土壤等自然條件，極適合藍(lán)桉生長(zhǎng)，藍(lán)桉葉的出油率為 1.3 - 1.7%。福建省桉樹(shù)在沿海各市縣均有很大發(fā)展，在桉樹(shù)林區(qū)土法蒸餾隨處 可見(jiàn)。香料廠可直接購(gòu)買鄉(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

11、時(shí)，福建香料廠也開(kāi)展桉葉油 的加工。1.1.6桉葉油生產(chǎn)中存在的問(wèn)題及解決方法桉樹(shù)葉油是目前世界上從樹(shù)葉類提取的各類天然油中，數(shù)量最多的一 種，近年產(chǎn)量約1萬(wàn)噸。我國(guó)現(xiàn)己成為桉葉油生產(chǎn)和貿(mào)易大國(guó)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(wèn)題。（1）桉葉油生產(chǎn)不時(shí)受到外貿(mào)困擾。在近幾年幾次受到外貿(mào)沖擊， 國(guó)內(nèi)桉葉油市場(chǎng)尚未開(kāi)拓，造成周期性的積壓，有關(guān)部門應(yīng)該作好市場(chǎng)預(yù) 測(cè)，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(guó)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(guó)內(nèi)經(jīng)營(yíng)

12、桉樹(shù)的林業(yè)部門和單位，幾乎全是用生產(chǎn)的 初級(jí)精油一粗油仁（含按葉油素30%）供應(yīng)市場(chǎng)，而沒(méi)有建立自身的提純 加工工廠。根據(jù)這些問(wèn)題，從技術(shù)觀點(diǎn)出發(fā)，要解決問(wèn)題必須做：（1）抓好桉葉油生產(chǎn)質(zhì)量控制。首先應(yīng)會(huì)同主管部門、科研和主管單位及早建立按樹(shù)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(zhǎng)久以來(lái)我國(guó)一直沿用國(guó)外的桉葉質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，至今 尚無(wú)自己的標(biāo)準(zhǔn)。（2）加強(qiáng)科研工作，提高產(chǎn)油率。我國(guó)林業(yè)工作者在長(zhǎng)期的生產(chǎn)中，曾對(duì)影響桉油產(chǎn)量及質(zhì)量的多種因 素進(jìn)行了詳細(xì)測(cè)定，篩選了較為合理的原料生產(chǎn)（樹(shù)種、樹(shù)齡、部位、采 集季節(jié)和原料堆放）和蒸餾工藝。但

13、與先進(jìn)國(guó)家相比，我國(guó)的桉油生產(chǎn)有 很大差距。國(guó)外桉油高含量樹(shù)種豐桉（E. dives）產(chǎn)油率為3.04.5%，輻射 桉（E.radiata）為3.05.0%。我國(guó)產(chǎn)油率最高的直桿桉含油率也僅為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(shù)是值得研究的課題。（3）視桉葉油的開(kāi)發(fā)利用。我國(guó)是桉葉油輸出大國(guó)，長(zhǎng)期以來(lái)，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(guó)際貿(mào)易巾失去優(yōu)勢(shì)，桉葉油將大量滯銷， 使剛興起來(lái)的桉油工業(yè)疲軟。因此，從現(xiàn)在開(kāi)始，必須大力開(kāi)展桉葉油的 利用工作，盡快開(kāi)拓國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，研究桉葉油深加工技術(shù)。1.

14、2設(shè)計(jì)的目的和意義2通過(guò)設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)課、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課的知識(shí)， 分析和解決工程技術(shù)問(wèn)題的工作能力；鞏固、深化和擴(kuò)大所學(xué)基本理論、 基本知識(shí)和基本技能；培養(yǎng)調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料的能力，理論 分析的能力，制定設(shè)計(jì)或試驗(yàn)方案的能力，設(shè)計(jì)、計(jì)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(jì)說(shuō)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(duì)精神，樹(shù)立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。 通過(guò)完成設(shè)計(jì)，可以知道桉葉油素的用途；基本掌握桉葉油素提取提純的 生產(chǎn)工藝；了解國(guó)內(nèi)外桉油生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀；以及其發(fā)展的趨勢(shì)。1.3設(shè)計(jì)的依據(jù)1.3.1海南大學(xué)材料與化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)選題：海

15、南大學(xué)設(shè)計(jì)任務(wù)書：桉葉油素的提取工藝流程設(shè)計(jì)1.3.2設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料1.3.2.1工藝流程1.3.2.2精餾工段的工藝參數(shù)根據(jù)實(shí)驗(yàn)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120C。1.4設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想以設(shè)計(jì)任務(wù)書為基礎(chǔ)，探索我國(guó)桉葉油素生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展。加強(qiáng)理論 聯(lián)系實(shí)際，擴(kuò)大知識(shí)面；培養(yǎng)獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力。整個(gè)設(shè)計(jì)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(jià)，節(jié)約能源和降低原 料消耗等角度出發(fā)，同時(shí)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)效益為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(jì)的范

16、圍、裝置組成及建設(shè)規(guī)模1.5.1設(shè)計(jì)的范圍1、年產(chǎn)1000噸桉葉油素生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)2、物料衡算3、主要生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)、選型4、設(shè)計(jì)繪圖1）、從原料到成品生產(chǎn)工藝流程圖（簡(jiǎn)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)1.5.2生產(chǎn)和輔助車間設(shè)置（1.）設(shè)生產(chǎn)車間4個(gè)原料預(yù)處理車間：包括原料桉葉的貯存、干燥、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：減壓精餾法分離提純桉葉油。動(dòng)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(gè)機(jī)修車間：包括機(jī)修、電儀修理。綜合樓：包括中心化驗(yàn)室、質(zhì)量檢驗(yàn)、安全環(huán)保。綜合倉(cāng)庫(kù)1.5.3建設(shè)規(guī)模1.5.

17、3.1生產(chǎn)能力年產(chǎn)1000噸桉葉油素，年開(kāi)工日為330天，日產(chǎn)為3.03噸，建設(shè)期 2年。1.5.3.2工作制度合成車間日工作小時(shí)為24小時(shí)，每日3班輪流替換，每班8小時(shí)連續(xù) 生產(chǎn)，共4個(gè)班。1.5.3.3廠址選擇該廠建設(shè)在海南*桉樹(shù)人工林附近，計(jì)劃占地約140畝，地段屬南北 向；廠房基建部分由*工程設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。1.6原料核葉規(guī)格及預(yù)處理實(shí)驗(yàn)用的原料為海南產(chǎn)的大葉按，樹(shù)葉顏色為綠色，有刺激性清涼藥 用氣味。對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理：將從海南買來(lái)的桉樹(shù)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；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，

18、表面能增加，浸出速度加快，但粉碎度過(guò)高，在存放過(guò)程中有效成分易揮發(fā)損失，一般而言，粒度以2080目為宜。實(shí)驗(yàn)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核葉油氣相色譜圖及其質(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。下圖即為水蒸氣蒸餾法所得按葉油的氣相色譜圖。經(jīng)計(jì)算 機(jī)譜庫(kù)檢索，用面積歸一法分別得到它們的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。T i m e - 表7粗桉油組成組分百分比出峰時(shí)間(min)(1)1,8-桉葉油素71.08%6.086-蒎烯3.13%25.10(3)4,7,7-三甲基二環(huán)4.1.0庚-2-烯13.22%27.77(S)-a,a-4-三甲基-3-

19、環(huán)己烯-1-甲醇5.21%28.321R-(1a,2b,5a)-5-甲基-2-(1-甲基乙基)1.81%32.991-甲基環(huán)丙基-環(huán)己醇1.61%35.14藍(lán)桉醇3.93%37.882工藝論證首先將桉樹(shù)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(shù) 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核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。2.1.1水蒸氣蒸餡法能隨

20、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100C的溫度下，隨著水蒸氣一起蒸餾出來(lái)。 當(dāng)兩種互不相溶的物質(zhì)A和B混合加熱時(shí)，該物質(zhì)的蒸氣壓是各組分蒸 氣壓之和，即P=PA+PB (P為混合物的蒸氣壓，PA、PB為組分A和B 各自的蒸氣壓)。若PA為水的蒸氣壓，PB為與水不相溶的高沸點(diǎn)有機(jī)物的蒸氣壓， 則P等于101.325KP。時(shí)的溫度，就是水與該有機(jī)物所組成的混合物的沸 點(diǎn)，而該沸點(diǎn)必定低于水和該有機(jī)物各自的沸點(diǎn)，所以水蒸氣蒸餾就可以 在常壓、低于100C的條件下，把高沸點(diǎn)的組分與水一起蒸

21、出來(lái)，除去水 份即可得到高沸點(diǎn)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、不反應(yīng)、在100C左右 時(shí)有一定蒸氣壓的揮發(fā)性物質(zhì)。水蒸氣蒸餾適用于分離純化一些沸點(diǎn)較 高、又易分解破壞的物質(zhì)，常用此法來(lái)分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(shí)，它也是工業(yè)生產(chǎn)植物油粗油最普遍的方法之一。2.1.2超臨界CO萃取按葉油 2超臨界CO2 (SC-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(diǎn)：適于分離熱敏性物質(zhì)。由于CO2的臨界溫度（丘=31.0600易于達(dá)到， 故可在室溫下對(duì)天然植物的有效成分進(jìn)行提取，從而防止了熱敏

22、性物質(zhì)的 氧化，而且能使高沸點(diǎn)、低揮發(fā)度、易熱解的物質(zhì)遠(yuǎn)在其沸點(diǎn)之下萃取出 來(lái)；超臨界CO2萃取為綠色化學(xué)工藝。CO2具有無(wú)毒、無(wú)味、不燃燒、 不腐蝕、價(jià)格便宜、易于精制、易于回收等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)溶劑萃取法相比， 無(wú)溶劑殘留；同時(shí)不僅避免了大量有機(jī)溶劑的使用，也防咔了提取過(guò)程對(duì) 人體健康的危害和對(duì)環(huán)境的污染；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），達(dá)到迅速的、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；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；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

23、控 制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，無(wú)有機(jī)溶劑的殘留。上述的這些優(yōu)勢(shì)無(wú)疑為人們提供 了一種提取、分離、制備及濃縮的全新方法。然而，超臨界CO2萃取技術(shù)也有其局限性：高壓下操作必然會(huì)對(duì)設(shè)各提出更高要求；設(shè)備一次性投資費(fèi)用較高，投資風(fēng)險(xiǎn)大；對(duì)工藝操作人員及技術(shù)要求較高等；用簡(jiǎn)單的超臨界萃取方法無(wú)法生產(chǎn)高純度的產(chǎn)品，這就需要與其他 分離技術(shù)相結(jié)合；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??；就中草藥的有效成分提取而言，超臨界CO2萃取僅對(duì)中藥中的* 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

24、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 大分子等，因而，在中藥有效成分提取工藝過(guò)程中，還應(yīng)考慮與其他分離、 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(jì)查閱相關(guān)實(shí)驗(yàn)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)表明，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(duì)桉樹(shù)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(duì)較少，這 是由

25、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(méi)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)。但是萃取出的揮發(fā)油中1,8-cineole的含量卻很低，最高的只能達(dá)到14. 46%。比較兩種提取方法哪種較為可行，主要從三個(gè)方面考量：（1）實(shí)驗(yàn)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(guò)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(guò)低，而且由于超 臨界CO2萃取實(shí)驗(yàn)設(shè)備昂貴、對(duì)實(shí)驗(yàn)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分離提純按葉油提供按葉粗油。2.2核葉油分離

26、提純工藝方案的選擇采用連續(xù)減壓精餾法進(jìn)行分離提純。2.2.1減壓精餡法簡(jiǎn)介精餾的實(shí)質(zhì)就是利用物質(zhì)揮發(fā)度不同，將混合物進(jìn)行分餾。多用于 揮發(fā)性成分和小分子物質(zhì)的初步分離。由于芳香油組分多對(duì)熱及空氣中的氧較敏感， 因此分餾時(shí)宜在減壓下進(jìn)行，即采用減壓精餾。精餾是實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中最常用的分離方法，它是以能量為分離介質(zhì) 的，故從能量消耗來(lái)說(shuō)，比較有利;精餾不處理固相物質(zhì)，比結(jié)晶法來(lái)得 好;也不需要加入可能會(huì)使物料污染的分離介質(zhì)；又易于在一個(gè)容器內(nèi)實(shí) 現(xiàn)多級(jí)過(guò)程。按過(guò)程類別加以考慮后，可以認(rèn)為對(duì)于按葉油的分離提純， 精餾是一種較好的分離方法。不用精餾的原因常不外是：（1）產(chǎn)品會(huì)因受熱而損壞；（2）分離因子

27、十分 接近于1；（3）精餾時(shí)要用過(guò)高或過(guò)低的壓力或溫度。2.2.1.1實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)裝置及操作步驟實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)備如圖所示。1溫舞，塔至，3溫度計(jì)，4一壓力計(jì)，5 固態(tài)調(diào)壓器，6 電源，7 一塔身，&一填料.9一回流比分配器，10一冷凝器，11一頁(yè).空裝，谷一精慵液收 案器，13沸石，14一冷瞬, T, 丫一耐門拿一出水口，寧一ifl水口(裝置部分說(shuō)明如下：塔體采用40 X 1000mm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。填料為3 X 3mm不銹鋼.網(wǎng)環(huán)。（3）加熱系統(tǒng)由5OOW的溫煲構(gòu)成，加熱電

28、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(jì)、溫度計(jì)相連，以隨時(shí)測(cè)定塔釜壓力和溫度。（6）冷凝管上端與真空泵相連，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中整個(gè)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(méi)有冷卻的組分用液氮冷卻，避免進(jìn)入 真空泵，造成對(duì)真空泵的損壞，使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。間歇減壓精餾提純實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）在塔釜中加入水蒸氣提取的按葉粗油200mL，放入沸石；（2）打開(kāi)真空泵，使系統(tǒng)達(dá)到低壓狀態(tài)，此時(shí)，口以看到粗油表面 有大量氣體冒出，這是因?yàn)榇钟驮诘蛪合聦?duì)空氣的溶解度降低，空氣從油 中分離出來(lái)。（3）打開(kāi)冷卻水，開(kāi)電源加熱；

29、（4）進(jìn)行全回流1小時(shí)左右，使塔內(nèi)填料濕潤(rùn)，并使系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到氣 液平衡。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到氣液平衡時(shí)，掃開(kāi)回流比調(diào)節(jié)一器，開(kāi)始采集提 純樣。調(diào)節(jié)回流比調(diào)節(jié)器，使回流比達(dá)到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(shí)記錄各時(shí)間段的釜壓及釜溫。（7）停止采樣，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(duì)三口瓶及填料塔等實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行清洗，以便下次使用。2.3核油精餾工藝的選擇精餾的典型工藝主要是：低壓工藝（I

30、CI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(jì)采用用的是低壓精餾工藝。2.3.1桉油精餾塔的選擇精餾塔實(shí)際是分離提純系統(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）反應(yīng)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，生產(chǎn)強(qiáng)度大；（3）結(jié)構(gòu)緊湊，提高低壓空間利用率；容器及內(nèi)件間無(wú)滲漏；填料裝 御方便；制造安裝及維修容易。在上述原則的指導(dǎo)下開(kāi)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

31、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(jì)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。2.3.2填料的選用2.3.2.1填料種類的選擇：填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通常考慮以下幾個(gè)方面：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(diǎn) 氣速或氣相動(dòng)能因子的填料填料層的壓降要低填料抗污堵性能強(qiáng)，拆裝、檢修方便2.3.2.2填料規(guī)格的選擇填料規(guī)格是指填料的公稱尺寸或比表面積。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、DN

32、76等幾種規(guī)格。同類填料，尺寸越小，分離效率越高， 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(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。 因此，對(duì)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。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(hào)和規(guī)格的表示方 法很多，國(guó)內(nèi)習(xí)慣用比表面積表示，主要有125、150、250、350、500、 700等幾種規(guī)格，同種類型的規(guī)整填料，其比表面積越大，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(shí)應(yīng)從分離要求、通 量要求、場(chǎng)地條件、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜

33、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(jì)時(shí)應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的原則來(lái)選擇填料的規(guī)格。2.3.2.3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(jià)格 便宜，具有很好的表面潤(rùn)濕性能，質(zhì)脆、易碎是其最大缺點(diǎn)。在氣體吸 收、氣體洗滌、液體萃取等過(guò)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(shí)主要考慮

34、腐蝕問(wèn) 題。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤(rùn)濕性能，對(duì)于無(wú)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(jiàn)物系的腐蝕，但其造價(jià)較高，且表面潤(rùn)濕性能較差，在*些特殊場(chǎng)合（如 極低噴淋密度下的減壓精餾過(guò)程），需對(duì)其表面進(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(jià)很高，一般只在* 些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用。一般來(lái)說(shuō)，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

35、，國(guó)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(wú)機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可 長(zhǎng)期在100 C以下使用。塑料填料質(zhì)輕、價(jià)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(diǎn)是表面潤(rùn)濕性能差，但可通過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韥?lái)改善 其表面潤(rùn)濕性能。通過(guò)比較以及考慮到實(shí)驗(yàn)要求，本設(shè)計(jì)采用鋼鮑爾環(huán)填料。2.3.3精餾操作條件的確定與論證2.3.3.1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 的控制同樣是一個(gè)操作費(fèi)用的控制問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中，需要延長(zhǎng)精餾塔的使 用壽命，防止其的

36、迅速老化加快。一般而言，在反應(yīng)初期，反應(yīng)溫度維持 較底的數(shù)值，隨著使用時(shí)間的增加，逐步提高反應(yīng)溫度。由于按葉油素在 150C以上變?yōu)楹稚⒆兊恼吵恚?78C時(shí)，油素顏色變得更深，更加粘 稠，發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，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120C。2.3.3.2操作壓力壓力是桉油精餾過(guò)程的重要工藝條件之一。由于操作溫度須控制在 120 C，因此降低壓力對(duì)降低各組分沸點(diǎn)有利，由于壓力高，組分的分壓 提高，因而其沸點(diǎn)也提高。很容易超過(guò)120 C，引發(fā)副反應(yīng)，影響精餾。 本設(shè)計(jì)采用絕壓為5kPa的操作壓力。2.3.3.3核油組成粗桉油組成復(fù)雜，達(dá)到三十多種組分，

37、但主要組分有七種，其他組分含 量較低，可忽略不計(jì)。這七種組分分別為： 2.3.3.4 空速空速不僅是一個(gè)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(gè)影響綜合經(jīng)濟(jì)效益的變量。桉油精餾過(guò)程中，首先塔內(nèi)的氣體空速必 須滿足分離要求，空速過(guò)低，分離效果差，空速過(guò)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?？账俚倪x擇需要根據(jù)每一種 組分的特性，在一個(gè)相對(duì)較小的范圍內(nèi)變化。本設(shè)計(jì)中空速定為 12000 m,，h。2.4精餡塔的選擇2.4.1精餡塔的選擇不論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 著工藝能耗的高低和產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。目前常用的精餾塔主要有四種塔 型：泡

38、罩塔，浮閥塔，填料塔和新型垂直篩板塔。四者各有特點(diǎn)：（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(jià)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(shì)。（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，分離效果好，結(jié)果簡(jiǎn)單，維修量極小，相對(duì)投資 較小，是目前使用較多的塔型之一。（4）新型垂直篩

39、板 該塔傳質(zhì)效率高，傳質(zhì)空間利用率好，處理能 力大，操作彈性大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，投資小，板液面梯度小，液面橫向混 合好無(wú)流動(dòng)傳質(zhì)死區(qū)。綜合比較上面四種塔，可以知道填料塔和新型垂直篩板性質(zhì)更加 優(yōu)越，同時(shí)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(jì)選用了填料塔。為了讓企業(yè)大幅度降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量和擴(kuò)大市場(chǎng)占有率， 所以本設(shè)計(jì)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(jì)算3.1物料衡算工廠設(shè)計(jì)為年產(chǎn)桉葉油素1000噸，開(kāi)工時(shí)間為每年330天，采用連續(xù) 操作，則每小時(shí)桉葉油素的產(chǎn)量

40、為0.126噸，即0.126 t/h。精餾工段通過(guò)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(guò)計(jì)算可得下表：表7粗桉油組成組分百分比進(jìn)料量(1)1,8-桉葉油素71.08%0.817kmol/h們蒎烯3.13%0.036kmol/h(3)4,7,7-三甲基二環(huán)4.1.0庚-2-烯13.22%0.172kmol/h(S)-a,a-4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇5.21%0.060kmol/h(5)1R-(1a,2b,5a)-5 -甲基-2-(1-甲基乙基)1.81%0.021kmol/h1-甲基環(huán)丙基-環(huán)己醇1.61%0.0206kmol/h藍(lán)桉醇3.93%0.031 k

41、mol/h計(jì)算方法:粗桉油=0.126/ 0.7108=0.177 t/hP -旅烯的量=0.177X3.13% = 5.55 kg/h 即 0.036 kmol/h4,7,7-三甲基二環(huán)4.1.0庚-2-烯量 =0.177 X 13.22% = 23.40kg/h 即0.172kmol/h ,(S)-a,a-4-三甲基-3-環(huán)己烯-1-甲醇的量=0.177 X 5.21% =9.22kg/h 即0.060kmol/h1R-(1a,2b,5a)-5-甲基-2-(1-甲基乙基)的量=0.177X1.81% = 3.20 kg/h 即0.021kmol/h1-甲基環(huán)丙基-環(huán)己醇的量=0.177X

42、1.61%=2.85kg/h 即 0.0206kmol/h藍(lán)桉醇的量=0.177X3.93%=6.96 kg/即 0.031kmol/h3.2揮發(fā)度計(jì)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a 12 =旦k 2Y P計(jì)算出各組分的K值來(lái)確定其相對(duì)揮發(fā)度。由于k= i sp ，所以要計(jì)算K值須 先計(jì)算活度系數(shù)Y i和飽和蒸汽壓評(píng)，而活度系數(shù)需要用UNIFAC法計(jì)算，UNIFAC法 將基團(tuán)法和UNIQUAC模型結(jié)合起來(lái)，基本方程為：InY i =lnY i C+Y iRInY 0=1 - q（2） 泡點(diǎn)進(jìn)料，q = 1,由G）式，1.46 x 0.710.88 x 0.031

43、31 x 0.13220.70 x 0.05210.546 x 0.01811S. “154.14 +152.12 +136.13 +154.14 +152.12 1.4600.88-0100.70-00.546-90.87 x 0.0161138 10 0.60 x 0.039322220 +138 10 +222200.60-00.70-00.87-0 經(jīng)試差得，0 = 0.969 代入企式，得 1.46 x 0.801.46 0 mmR = 1.25 R min = 1.25 x 1.38 = 1.725=R +1，解得，R = 1.38N - N minN +1=0.75 x1-0.5

44、668= 0.75 xf 1.725 -1.38 )0.5668、1.725 +1 j= 0.532N = 32即該塔需要32塊理論板。為確定進(jìn)料板的位置，須計(jì)算:為確定進(jìn)料板的位置，須計(jì)算:由N =急=Nr =邑得，N Nm 3522N = 12.7R故精餾段的理論板數(shù)為12.7塊。3.3.2初估塔徑2.18km o/ h或1424.62.18km o/ h或1424.6m3 / h或0.396m3 / s氣相流量液相流量0.80kmol /h或 1.318m3 /h或3.7 x 10-4m3 /s兩相流動(dòng)參數(shù)F = L :已=3/7 X10-4 x ：竺84 = 0.04iv q P 0.

45、3960.5970由填料塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖查得C20=0.075氣體負(fù)荷因子 C = C ()0.2 = 0.075x(5&8x 10-3)0.2 = 0.0 2 320 2020液泛氣速旦=C IPl 七=0.0 2 3 J9 5- 0.5 9 7 = 0.9 2m/s/Pv0.5 9 7 03.3.2.2提餾段氣相流量 3.16kmol /h或2065.12m3 /h或0.57m3 /s液相流量 0.36kmol / h或0.332m3 / h或0.9 x 10-4 m3 / sq P0.9 x 10 -4 930.8兩相流動(dòng)參數(shù) F =蘭如，=x = 0.02iv q P 0.57 1.128

46、8由填料塔泛點(diǎn)關(guān)聯(lián)圖查得C；0=0.075氣體負(fù)荷因子C = C ( )0.2 = 0.075 x I12)。= 0.07420 2020液泛氣速旦，=C Pl Pv = 0.074 x ;930.8-1.1288 = 2.124m/ sf Pv1.12882.124m / s 0.921m / s 所以液泛氣速取。f = 0.921m / s取泛點(diǎn)率0.8操作氣速和所需的氣體流道截面積A為u = 0.8u = 0.8 x 0.921 = 0.7368m / s fA q0.9043A = vvs = 1.227m 2u0.7368選取單流型，并取人/十0.07則A/ 心*93塔板截面積Ad=

47、A/0.93=1.319m24T：4 X 0.195治徑 D=t 0.248m兀3.14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)尺寸為兀 D 3 14X 0.252塔板的截面積A = =314= 0.195m2t 44降液管截面積 Ad=0.07 At=0.07X0.195=0.014m2氣體流道截面積 A=0.93 At=0.93X 0.195=0.181 m2并可求得：實(shí)際操作氣h = %s = .32 = 0.177m/sA 0.181r 上公 H 0.177泛點(diǎn)率=0.192 0.2七 0.9213.3.3填料層高度的計(jì)算對(duì)于鋼鮑爾環(huán)填料，填料尺寸=0.24% = 0.02

48、1m查表知，HETP=0.42m故填料層總高度為Z = N x HETP = 32 x 0.42 = 13.44m精餾段高度為Z = 12.7 x 0.42 = 5.33m3.3.4填料層壓降計(jì)算采用Eckert通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降。橫坐標(biāo)為3.3.5液體分布器設(shè)計(jì)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(diǎn)密度計(jì)算該精餾塔塔頸D 1200mm，故應(yīng)選取較小的分布點(diǎn)密度。設(shè)計(jì)中取分布點(diǎn)密度為42點(diǎn),/ 2。布液點(diǎn)數(shù)為n = 0.785 x 1.2962 x 42 = 55.38點(diǎn) 56點(diǎn)。按分布點(diǎn)幾何均勻與流量均勻的原則，

49、進(jìn)行布點(diǎn)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)結(jié)果為: 二級(jí)槽共設(shè)七道，在槽側(cè)面開(kāi)孔，槽寬度為80mm,槽高度為210mm，兩槽 中心矩為160mmm。分布點(diǎn)采用三角形排列。3.3.5.3布液計(jì)算由Ls = 4 d 02n0*：2gAH取中=0.60, AH = 160mm4LsE叩 gAH /4x78321.77%4LsE叩 gAH /998.2x3600(998.2x3600 998.2x3600=() = 0.0283.14x56x0.6.2x9.81x0.16設(shè)計(jì)取d 0 = 28mm。4廠房的整體布置設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)工藝流程、生產(chǎn)特點(diǎn)、生產(chǎn)規(guī)模和建筑結(jié)構(gòu)等來(lái)進(jìn)行整體 布置設(shè)計(jì)。由于塔較高，不宜采用單層廠房，但設(shè)備不

50、多，因此采用單層廠房 與多層廠房相結(jié)合的方式。由于精餾車間流程簡(jiǎn)單，操作人數(shù)不多，因此在布置時(shí)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(yàn)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6X6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(lái)源水主要來(lái)自附近的自來(lái)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(lái)的桉葉油素貯存到罐中，即為兩臺(tái)100m3的固定 頂貯罐，貯存量按30天產(chǎn)量計(jì)。當(dāng)桉葉油素外運(yùn)時(shí)，將桉葉油素輸送到裝卸棧臺(tái)，通過(guò)火車鶴管進(jìn) 入火車槽車，通過(guò)汽車鶴管進(jìn)入汽車槽車。裝卸棧臺(tái)共設(shè)有12臺(tái)火車鶴管和6臺(tái)汽車鶴管，根據(jù)生產(chǎn)能力，至 少有三臺(tái)槽車同時(shí)裝料。5.1.3自控儀表本設(shè)計(jì)采用一次儀表現(xiàn)場(chǎng)分散，二次儀表就地或部分集中控制方式。 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(gè)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(gè) 工作站，公用工程兩個(gè)工作站（水處理、鍋爐工作站一個(gè)，總調(diào)度室工作 站一個(gè)）。生產(chǎn)過(guò)程中主要工藝參數(shù)，工藝過(guò)程控制，工藝流程圖等集中 在各個(gè)工作站由