天津大学本科生毕业设计论文模板.docx

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天津大学本科生毕业设计论文模板

毕业设计（论文）说明书

学院化工学院

专业制药工程

年级04级

姓名程庆来

指导教师白鹏

2008年03月08日

毕业设计（论文）任务书

题目：

稀盐酸加盐精馏过程的研究

学生姓名程庆来

学院名称化工学院

专业制药工程

学号3004207373

指导教师白鹏

职称教授

一、原始依据（包括设计或论文的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等。

）

在化工和制药行业的生产过程中，大量的溶剂使用后相混合，需要回收或提纯利用，这些混合溶剂的分离可通过加盐精馏技术来实现。

加盐精馏是近几年发展起来的一种高效特殊精馏，其理论基础是盐效应下汽液平衡的改变。

因此，研究汽液平衡盐效应模型具有重要的意义。

当一种盐加人到一种溶剂中时，必然引起该溶剂沸点升高和饱蒸汽压的降低。

从微观角度看，这是由于盐分子或离子与溶剂分子之间发生了溶剂化作用，从而降低了溶剂分子的挥发性。

同样，当盐加入到两种溶剂组成的溶液中时，由于盐与两溶剂分子之间作用力不同，引起两组分挥发度变化不同，从而改变了两组分的相对挥发度，加大了两组分的分离能力。

这就是汽液平衡盐效应。

由于盐为电解

质，与极性很强的水的溶剂化作用最强，引起水的挥发度下降的幅度最大，因而含水溶液往往是加盐分离的理想对象。

盐对物系汽液平衡的影响，国内外已有报道。

二、参考文献

[1]段占庭,雷良恒,周荣琪.[J].石油化工,1980,9（6）:

350～353

[2]李克，万邦廷．溶剂回收[M]．北京：

兵器工业出版社．1991．1．

[3]邓修，吴俊生．化工分离过程[M]．北京：

科学出版社．2000．73—80．

[4]刘家祺.分离工程[M].北京：

化学工业出版社.1992.133—136.

[5]马友光，白鹏，余国琮，气液传质理论研究进展[J]．化学工程．1996，24（6）：

7—11．

[6]SadotomoH,MiyaharaK.Caiculsation.ProcessforMulticomponentBatchDistillation[J].IntChemEng.1983,22

（1）：

56.

[7]HmdBS,ZhangYing,BartonPI.ProductSequenceinAzeotropicBatchDistillation[J].ALChE.

1988,44：

1051—1070.

[8]Rodriguez-DonisI,GerbaudV,JouliaX.Entrainer.SelectionRulesfortheSeparationofAzeotropicandClosing-BoilingTemperatureMixturebyHomogeneousBatchDistillationProcess[J].IndEngChemRes.2001,40：

2729—2741.

[9]WhitmanWG.Chem&MetEng[J].1923,29：

147.

[10]FurterWF.[J].Chem.Eng.,1968,（7）:

173～177

[11]HigbleR.TransAmInst[J].ChemEng.1935,31：

365—369.

[12]DanckwertsPV.IndEngChem[J].1951,43：

1460.

[13]HanrattyTJ.AIChE[J].1956,2：

359—361.

[14]ToorHL,MarchelloJM[J].AICHE.1958,4：

97—99.

三、设计（研究）内容和要求（包括设计或研究内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求。

）

1．研究内容和研究方法：

内容：

了解盐精馏的分离理论和分离方法，熟悉精馏原理、精馏塔的操作流程，采用适当的方法测定混合物的组成。

方法：

向氯化氢-水体系中加入某种盐，以提高相对挥发度，再利用精馏方法实现氯化氢的纯化。

2．主要指标：

氯化氢母液的浓缩浓度及回收率。

3．技术参数：

萃取液浓度、普通精馏和盐精馏的塔顶温度，塔釜氯化氢浓度。

4．主要测定的数据；

萃取液浓度、普通精馏和加盐精馏的塔顶温度，塔釜氯化氢含量。

5．具体要求：

要求学生掌握氯化氢-水体系的特点及分离方法，以及国内外发展情况和研究的目的和意义。

熟悉实验的设备，了解实验原理，掌握精馏原理，精馏塔的操作流程，并进行实验研究。

同时按照天津大学2008年本科毕业生毕业设计要求进行论文写作，完成答辩。

指导教师（签字）

年月日

审题小组组长（签字）

年月日

天津大学本科生毕业设计（论文）开题报告

课题名称

稀盐酸加盐精馏过程的研究

学院名称

化工学院

专业名称

制药工程

学生姓名

程庆来

指导教师

白鹏

（内容包括：

课题的来源及意义，国内外发展状况，本课题的研究目标、研究内容、研究方法、研究手段和进度安排，实验方案的可行性分析和已具备的实验条件以及主要参考文献等。

）

一、课题的来源及意义：

随着化工、石油化工、医药工业、生物化工、化学工业、环境化工等以生产各种物料和材料领域的不断发展和兴起，使得混合物的分离占有极重要的地位。

在制药、化工生产中，常常需要将液体混合物中的各组分加以分离，以达到提纯精制或回收有用成分的目的，这些溶剂的分离往往需要使用盐精馏的方法。

盐效应对溶液相平衡巨大的作用使得其在分离过程中的应用有很大的潜力。

盐效分离过程是分离技术的一个新的发展动向。

二、国内外的研究进展：

目前实现氯化氢-水体系分离的普通精馏方法，主要是减压将水分蒸出，使组分得以分离，从而在塔釜得到浓缩后的盐酸。

也有部分学者在盐酸-水物系中加入一种共沸剂苯，使苯与水形成更易分离的苯-水共沸物，用共沸精馏法实现盐酸-水混合物的分离。

但以上方法都存在能耗较大的弊端。

因此，盐效应及其在分离过程中的应用越来越受到人们关注。

1、盐效应数学模型

盐效应气液平衡（VLE）、液液平衡（LLE）模型是盐效分离过程能够实现模拟计算的重要基础。

迄今为止，主要建立了4种类型的数学模型。

（1）经验的、简化的模型

（2）经典电解质溶液理论模型（基于过度吉布斯自

由能的局部组成模型）

（3）近代统计力学理论模型研究

（4）分子模拟模型

2、溶盐精馏

Furter［8］于1968年提出了较成熟的溶盐精馏基本流程，利用了气液平衡盐效应，主要适用于含水共沸体系的分离。

盐在塔顶回流中溶解以后，随回流液进入塔内，通过盐效作用改变每一个理论平衡级的VLE，完全消除二组分的共沸点。

塔顶得到纯的轻组分产品，盐水溶液从塔釜流出，在蒸发器中蒸出水，盐

该流程的优点为：

（1）由于盐不挥发，完全从塔釜液相流走，因此塔顶产品纯净，不含任何杂质；

（2）由于盐效应很大，溶盐精馏中盐的用量一般很小，不需要如萃取精馏那样大的塔釜和塔径，大大节约了设备费用；

（3）与萃取精馏相比，盐的用量很小，因此回收过程中需要的能量较少。

3、加盐-萃取精馏

萃取精馏的缺点是持液量大、塔板负荷大；溶盐精馏的缺点是盐溶解、运输困难。

清华大学段占庭等［12］在前人工作的基础上研究了“加盐萃取精馏”过程，将以上两过程的优点组合，将盐充分溶解到原萃取剂中来作为新的萃取剂。

盐效作用使原萃取剂用量大大减少，同时原萃取剂的加入解决了盐的溶解、运输问题。

该过程构思巧妙，操作简便，为盐效应在分离过程中的应用开辟了新的途径。

五、实验进度

2007年12月18日——2008年1月21日选题、查阅文献。

2008年3月5日——2008年3月10日撰写任务书和开题报告。

2008年3月11日——2008年4月11日熟悉实验设备和仪器，查阅文献，作好实验准备。

2008年4月12日——2008年6月30日进行实验，整理数据，分析结论。

2007年7月1日完成论文和答辩。

六、实验方案的可行性分析和已具备的实验条件

1、可行性分析

本实验方案建立在对精馏理论熟练掌握的基础之上，且已有的分离方法已经得到很好的实验证实，加盐精馏研究理论也不断成熟，在总结以往分离方案的基础上，认为此方案确实可行。

2、已具备的实验条件

实验室已具备完成分离任务的完整实验装置，指导老师已经从事多年此方面的研究，经验丰富，且了解国内外研究现状，具备了良好的实验条件。

七、主要参考文献

[1]段占庭,雷良恒,周荣琪.[J].石油化工,1980,9（6）:

350～353

[2]李克，万邦廷．溶剂回收[M]．北京：

兵器工业出版社．1991．1．

[3]邓修，吴俊生．化工分离过程[M]．北京：

科学出版社．2000．73—80．

[4]刘家祺.分离工程[M].北京：

化学工业出版社.1992.133—136.

[5]马友光，白鹏，余国琮，气液传质理论研究进展[J]．化学工程．1996，24（6）：

7—11

[6]SadotomoH,MiyaharaK.Caiculsation.ProcessforMulticomponentBatchDistillation[J].IntChemEng.1983,22

（1）：

56.

[7]HmdBS,ZhangYing,BartonPI.ProductSequenceinAzeotropicBatchDistillation[J].ALChE.

1988,44：

1051—1070.

[8]Rodriguez-DonisI,GerbaudV,JouliaX.Entrainer.SelectionRulesfortheSeparationofAzeotropicandClosing-BoilingTemperatureMixturebyHomogeneousBatchDistillationProcess[J].IndEngChemRes.2001,40：

2729—2741.

[10]WhitmanWG.Chem&MetEng[J].1923,29：

147.

11]HigbleR.TransAmInst[J].ChemEng.1935,31：

365—369.

[12]DanckwertsPV.IndEngChem[J].1951,43：

1460.

[13]HanrattyTJ.AIChE[J].1956,2：

359—361.

[14]FurterWF.CookRA.[J].IntJ.HeatMassTransfer,1967,（10）:

23～36．

[15]PatilKR.TripathlAD.[J].J.Chem.Eng.Data.,1991,36:

225～230

选题是否合适：

是□否□

课题能否实现：

能□不能□

指导教师（签字）

年月日

选题是否合适：

是□否□

课题能否实现：

能□不能□

审题小组组长（签字）

年月日

摘□□要

（“摘要”之间空两格，采用三号字、黑体、居中，与内容空一行）

□□×××××××××（空两格，内容采用小四号宋体）

关键词：

×××××；×××××；×××××；×××××；

×××××

采用小四号、宋体、接排

小四号、黑体、顶格

ABSTRACT

（采用三号字、TimesNewRoman字体、加粗、居中、与内容空一行）

□□×××××××××（空两格，内容采用小四号TimesNewRoman字体）

Keywords：

×××××；×××××；×××××；×××××；×××××；

×××××

采用小四号、TimesNewRoman字体、接排

小四号、TimesNewRoman、加粗、顶格

目□□录

（三号、黑体、居中、目录两字空两格、与正文空一行）

□□第一章□□（空两格）☆☆☆（小三号、宋体）…………×

□□□1.1□☆☆☆☆（空一格、四号宋体）………………………×

□□□1.2□☆☆☆☆…………………………………………………×

□□□1.3□☆☆☆☆…………………………………………………×

………………

□□第四章□□（空两格）☆☆☆（小三号、宋体）…………×

□□□4.1□☆☆☆☆…………………………………………………×

□□□4.2□☆☆☆☆…………………………………………………×

………………

□□参考文献（小三号、宋体）…………………………………×

□□附录（小三号、宋体）………………………………………×

□□外文资料（小三号、宋体）

□□中文译文（小三号、宋体）

□□致谢（小三号、宋体）

第一章□□☆☆☆☆☆（居中、小三号、黑体）

1.1□☆☆☆（四号、黑体、顶格）

1.1.1□☆☆☆（四号、黑体、顶格）

□□☆☆☆☆☆☆☆☆☆正文（小四号、宋体）宋体五号，居中，位于表上

表1-3□□☆☆☆

×××

×××

×××

×××（宋体五号，垂直居中）

×××

×××

×××

×××

（表与正文空一行）

□□☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

（下一章另起一页）

第二章□□☆☆☆☆☆（居中、小三号、黑体）

2.1□☆☆☆（四号、黑体、顶格）

2.1.1□☆☆☆（四号、黑体、顶格）

□□☆☆☆☆☆☆☆☆☆正文（小四号、宋体、空两格）

图2-5□□×××组织结构图

宋体五号居中，位于图下

图名与下文空一行

正文开始标注页码：

位置：

页面底端（页脚）；

对齐方式：

居中

参考文献（四号、黑体、顶格）

（以上，如果需要两行的，第二行文字要位于序号的后边，与第一行文字对齐。

中文的用五号宋体，外文的用五号TimesNewRoman字体。

）

外文资料

中文译文

致谢