关于桉叶油素的提取工艺流程设计模板.doc

n

n

目录
1.总论 -----------------------------------------------------------
1.1概述 ------------------------------------------------------------
1.2设计目标和意义 ------------------------------------------------
1.3设计依据 --------------------------------------------------------
1.4设计指导思想 --------------------------------------------------
1.5设计范围，装置组成及建设规模----------------------------------
1.6原料桉叶规格及预处理-------------------------------------------
1.7桉叶油气相色谱图及其质量分数-------------------------------------
2.工艺论证----------------------------------------------------------
2.1 桉叶油提取工艺路线选择----------------------------------------
2.2桉叶油分离提纯工艺方案选择------------------------------------
2.3桉油精馏工艺选择----------------------------------------------
2.4精馏塔选择---------------------------------------------------
3.工艺计算------------------------------------------------------
3.1物料衡算-------------------------------------------------------
3.2挥发度计算-----------------------------------------------------
3.3精馏塔工艺计算及选型-------------------------------------------
4.厂房整体部署设计-----------------------------------------------
5非工艺专业要求---------------------------------------------------
5.1公用工程------------------------------------------------------
5.2安全卫生-------------------------------------------------------
6三废处理---------------------------------------------------------
6.1桉叶油素生产对环境污染---------------------------------------
6.2处理方法--------------------------------------------------------
7技术经济分析------------------------------------------------------
7.1投资估算--------------------------------------------------------
7.2劳动定员--------------------------------------------------------
8参考文件----------------------------------------------------------
致谢--------------------------------------------------------------

附工程图纸
1、桉叶油素提取工艺步骤图
2、填料塔设计条件图

1 总论
1.1概述「1」
1.1.1桉油起源
桉树为桃金娘科乔木，原产于澳大利亚，中国引种桉树已经有一百多年历史，至今已经有20个省、市种植了桉树人工林，面积达160万公顷，年产桉树约多万立方米，桉叶油4000吨。桉叶油是桉树(Eucalyptus)叶油腺细胞分泌出来芳香精油，是世界上十大精油品种之一。
1.1.2桉叶油素性质
1, 8一按叶油素或按树脑，分子式C10H18O，分子量154.24,属单菇类化合物。它为无色液体，味辛冷，有和樟脑相同气味，熔点1.5℃，沸点176~178℃，密度(25 ℃)0.921 ~0.930g/cm3，折射率nD20 1.454~1.461，和乙醇、氟仿、乙醚及油可混溶，几乎不溶于水。
1.1.3桉叶油利用情况
桉叶油在商业贸易中依据其成份河关键最终用途可分为3种:医药用油、
香料用油和工业用油，其中最关键是医药按油。
（1)医药按油
医药桉油是关键按油诊疗剂，关键成份是1, 8—按叶油素或按树脑，分子式C10H18O，分子量154.24,属单菇类化合物。它为无色液体，味辛冷，有和樟脑相同气味，熔点1.50C，沸点176^-178 0C，密度(25 ℃)0.921~0.930g/cm3，折射率nD20 1.454~1.461，和乙醇、氟仿、乙醚及油可混溶，几乎不溶于水。英国药典要求药用油按叶油素不应低于70%。依据按叶油中按叶油素含量不一样将按油分为不相同级(例70-75%，80-85%及纯按油)。医药用型精油又称按树脑型，是现在中国生产数量最大和应用最普遍一个油型。可用于芳草型香精，和配制精油及牙膏、牙粉、口腔清洁剂、药皂等香精，含有解热、消炎、抗菌、防腐、平喘及镇痛作用。其树种以窿缘桉和蓝桉为主，年产量在吨以上，占按油精70%以上。中国科学院广州化学研究所和广州香料厂利用柠檬按叶油为原料合成薄荷脑取得成功并投入生产，为医药下业、食品下业和日化工业提供了关键产品。以后又合成了康香草酚，该产品在医药上用做防腐、杀菌、消炎和镇痛等药品主成份。蓝按油能抗结核杆菌，可作为吸入剂用于呼吸系统疾病，慢性气管炎患者内服有祛痰作用，哮喘时既可内服又可注入;可诊疗一些皮肤病，并作为创面溃疡和屡管冲洗剂;也可作为除臭剂和神经痛患者镇痛药。日前中国建成多家按油提纯加工和制药联合生产厂，分别生产出风油精、清凉油、白花油、十滴水、驱蚊油、止咳糖如桉叶糖和四季润喉片等居家旅行及家庭常见药品，亦有部分提纯产品供外贸出口。
（2)香料按油
香料用型按树精油卞要成份是香茅醛，其次是牛垅儿醇，大量用于生产多种香料、香精、肥皂、化妆品及食品等。这种精油关键是从柠檬按中蒸制，柠檬按精油中含有令人愉快香味。
（3)工业按油
工业用型桉树精油卞要成份是胡椒酮和a_水芹烯。在工业上常见作溶剂、杀菌剂、矿物浮选剂和部分化学原料。窿缘桉叶油因其含有按叶油素较低，常作为原料，经过减压分馏，提纯到桉叶油素含量达成70%以上再利用.桉叶油是一个天然洗涤剂，通常衣服地毯之类织物如粘有口香糖、墨水、油污等极难清洗，但用桉叶油洗涤很轻易洗净污迹。桉叶油含有很好表面活性和杀菌能力，是一个理想乳化剂和杀菌剂.湖南省林科所在开发天然植物提取物作为特异性杀虫剂研究中发觉，柠檬桉叶油对马尾松害虫有较高活性，幼虫期施用造成畸形变态，幼虫死亡率较高，成虫羽化率较低，部分不孵化;成虫期施用有不育效应;孵化期施用有抑孵作用.据此初步认为柠檬桉叶油是一个无毒、安全新型杀虫剂。
1.1.4桉叶油素提取方法
桉叶油素是以桉叶为原料，经粉碎、净化，水蒸气蒸馏，萃取，精馏，依据沸点不一样将其它杂质组分分离出去而取得。
1.1.5 世界按叶油素和蓝按油市场及中国按油市场发展现实状况
在19之前桉叶油素商品化起源是来自欧洲和北美苦艾油和来自南亚和印度白千层油。到了19，澳大利亚生产蓝桉油和按叶油素并进入世界市场。因为这一原囚，白千层油于是慢慢降低，并到了30年代在美国市场上消失。这些新精油中桉叶油素含量是造成白千层油降低原因。直到一次世界大战以后，澳大利亚是商品化生产桉叶油关键国家。自那以后，巴西、哥伦比亚、西班牙、南非、巴拉圭、葡萄牙、中国和印度进入了这一市场，澳大利亚产量已大大降低。中国还开始用樟树根来生产一个桉叶油。到了1980年，中国已成为桉叶油关键供给国。伴随中国人民生活水平提升，供给链将会又一次改变。这些产品下一个产品化起源是印度和越南。
中国引种桉树已经有1历史，而按叶油下业体系建立是近30多年
事。因为生产快，栽种后短期内即可生产桉叶油，取得了良好经济效益。在桉树林区，桉叶油作为一个副产品，其经济收入约占总收入20，中国南方各省桉树林区，桉叶油产量急剧增加，很快便成为世界桉叶油贸易中关键出口国。
大约300多个桉树含有精油，但含有商业开发价值桉树不到20种，现在中国用作精油只有儿个树种，包含柠檬按、窿缘桉、直杆桉和蓝桉等。中国是最大桉叶醇型精油生产地仁占世界贸易70%，中国桉油产量每十二个月超出3000吨。
中国桉叶油生产始于1958年，经过六十年代大力发展，至七十年代中国每十二个月桉叶油生产达3000多吨。
中国桉叶油资源十分丰富。广东和广西是柠檬桉主产区。广东湛江地域柠檬桉叶油产量为1000吨，柠檬桉叶和小枝含油率为1.17%,桉油含量为77.6%。广西从柳州到钦州、南宁、合浦一线也有大量种植。广州市1950年开始计划营造桉叶油用林及柠檬桉（ E.citriodora）油蒸馏厂，现在广州市百花香料厂也有柠檬桉油分馏车间，加工柠檬桉油各馏分用于调香工业。湛江市药用油厂年出口桉油近200多吨，现在正在技术改造，设计一了新型蒸馏塔，提升桉油产量和质量。
最近10多年来石南各地大力发展直干桉、蓝桉，年产量为1500多吨。弥勒、沪西、建水、个旧等地域分布直杆桉最多，年产500吨以上。直干桉出油率达1.5-2.3%，其油含桉油素65-73%。直杆按所生产桉叶油收入约占总收入23%。云南弥勒县东风林场年生产桉叶油100吨，云南大部分地域气候土壤等自然条件，极适合蓝桉生长，蓝桉叶出油率为1.3 - 1.7%。
福建省桉树在沿海各市县全部有很大发展，在桉树林区土法蒸馏随地可见。香料厂可直接购置乡镇企业生产粗油，直接分馏提纯香茅醛、香茅醇和攻瑰醇.用于专门香料配方中。同时，福建香料厂也开展桉叶油加工。
1.1.6桉叶油生产中存在问题及处理方法
桉树叶油是现在世界上从树叶类提取各类天然油中，数量最多一个，多年产量约1万吨。中国现己成为桉叶油生产和贸易大国之一，桉叶油产区关键在华南诸省。桉叶油工业方兴未艾，不过生产上也存在着部分问题。
（1）桉叶油生产不时受到外贸困扰。在近几年几次受到外贸冲击，中国桉叶油市场还未开拓，造成周期性积压，相关部门应该作好市场估计，统筹安排，以确保桉叶油正常生产。
（2)下艺落后，质量不高。日前中国桉叶油生产还是沿用传统生产下艺设备，几乎全为人工操作、间歇生产，生产工艺、技术设备和生产方法等全部十分落后。中国经营桉树林业部门和单位，几乎全是用生产初级精油—粗油仁（含按叶油素30%)供给市场，而没有建立本身提纯加工工厂。
依据这些问题，从技术见解出发，要处理问题必需做：
（1)抓好桉叶油生产质量控制。
首先应会同主管部门、科研和主管单位及早建立按树叶原料标准和桉叶油产品质量标准。桉叶油质量包含到按油品质、成份乃至理化特征，是桉油质量前提。而长久以来中国一直沿用国外桉叶质量标准，至今尚无自己标准。
（2)加强科研工作，提升产油率。
中国林业工作者在长久生产中，曾对影响桉油产量及质量多个原因进行了具体测定，筛选了较为合理原料生产（树种、树龄、部位、采集季节和原料堆放)和蒸馏工艺。但和优异国家相比，中国桉油生产有很大差距。国外桉油高含量树种丰桉（E. dives)产油率为3.0~4.5%，辐射桉（E.radiata）为3.0~5.0%。中国产油率最高直杆桉含油率也仅为1.5 ~2.3%（以上产油率均为水蒸气蒸馏法得出)。所以提议引进或采取基因工程选育富含桉叶油生理化学类型品系桉树是值得研究课题。
（3)视桉叶油开发利用。
中国是桉叶油输出大国，长久以来，把眼光放在外销上使得桉叶油生产受外贸影响严重。一旦在国际贸易巾失去优势，桉叶油将大量滞销，使刚兴起来桉油工业疲软。所以，从现在开始，必需大力开展桉叶油利用工作，立即开拓中国市场，研究桉叶油深加工技术。
1.2设计目标和意义「2」
经过设计能够培养综合利用所学基础课、技术基础和专业课知识，分析和处理工程技术问题工作能力；巩固、深化和扩大所学基础理论、基础知识和基础技能；培养调查研究、查阅文件和搜集资料能力，理论分析能力，制订设计或试验方案能力，设计、计算和绘图能力，技术经济分析和组织工作能力；使撰写论文和设计说明书能力受到综合训练； 还能够 培养创新能力和团体精神，树立良好学术思想和工作作风。经过完成设计，能够知道桉叶油素用途；基础掌握桉叶油素提取提纯生产工艺；了解中国外桉油生产发展现实状况；和其发展趋势。
1.3 设计依据
1.3.1海南大学材料和化工学院毕业设计选题:
海南大学设计任务书：《桉叶油素提取工艺步骤设计》
1.3.2 设计基础资料
1.3.2.1 工艺步骤
水洗塔
烘干机
粉碎机
水蒸气蒸馏釜
锅炉蒸汽
残渣
冷凝器
油水分层器
乙醚萃取器
废水
固定床吸附干燥器
乙醚回收塔
减压精馏塔
1，8桉叶油素
杂质油
桉树叶

1.3.2.2 精馏工段工艺参数
依据试验取得工艺参数资料。具体数据为
操作压力绝压为5kPa，操作温度120℃。
1.4设计指导思想
以设计任务书为基础，探索中国桉叶油素生产工业发展。加强理论联络实际，扩大知识面；培养独立思索、独立工作能力。整个设计应落实节省基建投资，充足重视技术进步，降低工程造价，节省能源和降低原料消耗等角度出发，同时主动治理三废和综合利用副产物，充足重视环境保护以利于生活，生产和提升经济效益为标准进行设计，尽可能采取定型原料，节省占地面积，生产高质量桉叶油素产品。

1.5设计范围﹑装置组成及建设规模
1.5.1设计范围
1、年产1000吨桉叶油素生产工艺步骤设计
2、物料衡算
3、关键生产设备设计、选型
4、设计绘图
1）、从原料到成品生产工艺步骤图（简图）；
2）、关键设备主体结构图；
3）、技术经济指标
1.5.2生产和辅助车间设置
（1.）设生产车间4个
原料预处理车间：包含原料桉叶贮存、干燥、粉碎处理和密封保留。
桉叶油提取车间：水蒸气蒸馏方法提取桉叶油。
精馏车间：减压精馏法分离提纯桉叶油。
动力车间：包含全厂供排水、锅炉供热、软水脱盐水、供电。
（2.）设辅助车间3个
机修车间：包含机修、电仪修理。
综合楼：包含中心化验室、质量检验、安全环境保护。
综合仓库
1.5.3 建设规模
1.5.3.1生产能力
年产1000吨桉叶油素，年开工日为330天，日产为3.03吨，建设期2年。
1.5.3.2 工作制度
合成车间日工作小时为二十四小时，每日3班轮番替换，每班8小时连续生产，共4个班。
1.5.3.3厂址选择

该厂建设在海南某桉树人工林周围，计划占地约140亩，地段属南北向；厂房基建部分由某工程设计院设计。

1.6 原料桉叶规格及预处理
试验用原料为海南产大叶按，树叶颜色为绿色，有刺激性清凉药用气味。
对原料进行预处理：
1.将从海南买来桉树叶经水洗塔清洗后，用烘干机烘干，以尽可能降低其中水分含量，便于粉碎；
2.将叶子置于机械搅碎机中搅碎，并用塑料袋密封保留，以备用。
另外，原料经粉碎后粒度变小，表面能增加，浸出速度加紧，但粉碎度过高，
在存放过程中有效成份易挥发损失，通常而言，粒度以20~80目为宜。试验依据参考文件，将桉叶粉碎粒度定于20 ~100目之间。
1.7 桉叶油气相色谱图及其质量分数

将水蒸气蒸馏法所制得按叶油不经任何化学处理，直接进行GC-MS分析。下图即为水蒸气蒸馏法所得按叶油气相色谱图。经计算机谱库检索，用面积归一法分别得到它们质量分数。

表7 粗桉油组成
组分
百分比
出峰时间（min）
⑴1,8-桉叶油素
71.08%
6.08
⑵ β-蒎烯
3.13%
25.10
⑶4,7,7-三甲基二环[4.1.0]庚-2-烯
13.22%
27.77
⑷ (S)-a,a-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇
5.21%
28.32
⑸[1R-(1a,2b,5a)]-5-甲基-2-(1-甲基乙基)
1.81%
32.99
⑹ 1-甲基环丙基-环己醇
1.61%
35.14
⑺蓝桉醇
3.93%
37.88

2工艺论证
首先将桉树叶经水洗烘干后；将叶子置于机械搅碎机搅碎，并用塑料袋密封保留作为满足条件原料；第二步就是桉叶油提取，将原料桉树叶粉末和蒸馏水混合，采取水蒸气蒸馏法提取桉叶油，将粗桉油经萃取后送入减压精馏塔精馏，得到1, 8—按叶油素。
2.1桉叶油提取工艺路线选择
从按叶中提取按叶油方法较多，在众多提取工艺中，就桉叶油物理化学性质，关键有水蒸气蒸馏法和超临界CO2萃取法。
2.1.1水蒸气蒸馏法
能随水蒸气蒸馏四]而不被破坏植物成份，可用水蒸气蒸馏法进行提取。水蒸气蒸馏是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性有机物中，使该有机物质在低于100℃温度下，伴随水蒸气一起蒸馏出来。当两种互不相溶物质A和B混合加热时，该物质蒸气压是各组分蒸气压之和，即P=PA+PB（P为混合物蒸气压，PA、PB为组分A和B各自蒸气压)。
若PA为水蒸气压，PB为和水不相溶高沸点有机物蒸气压，则P等于101.325KP。时温度，就是水和该有机物所组成混合物沸点，而该沸点肯定低于水和该有机物各自沸点，所以水蒸气蒸馏就能够在常压、低于100℃条件下，把高沸点组分和水一起蒸出来，除去水份即可得到高沸点有机物。
能用水蒸气蒸馏物质必需是和水互不相溶、不反应、在100℃左右时有一定蒸气压挥发性物质。水蒸气蒸馏适适用于分离纯化部分沸点较高、又易分解破坏物质，常见此法来分离及提纯和水互不相溶挥发性液态或固态有机化合物。水蒸气蒸馏法尤其适适用于中草药挥发油提取，同时，它也是工业生产植物油粗油最普遍方法之一。
2.1.2超临界CO2萃取按叶油
超临界CO2（SC-CO2）萃取技术用于药品、食品等提取和纯化等方面含有-
以下优点：
1.适于分离热敏性物质。因为CO2临界温度(Tc=31.060C)易于达成，故可在室温下对天然植物有效成份进行提取，从而预防了热敏性物质氧化，而且能使高沸点、低挥发度、易热解物质远在其沸点之下萃取出来；
2.超临界CO2萃取为绿色化学工艺。CO2含有没有毒、无味、不燃烧、不腐蚀、价格廉价、易于精制、易于回收等优点，和传统溶剂萃取法相比，无溶剂残留；同时不仅避免了大量有机溶剂使用，也防咔了提取过程对人体健康危害和对环境污染；
3.萃取速度快、效率高、能耗少。因为超临界CO2萃取快速分为两相（气、液)，达成快速、选择性地提取目标。不仅萃取效率高、能耗低，而且杂质少，有效成份高度富集；
4.超临界CO2:还含有抗氧化灭菌作用，有利于确保和提升天然物产品质量；
5.超临界CO2:萃取比溶剂萃取步骤少，步骤短，操作参数也易于控制，产品质量稳定，无有机溶剂残留。上述这些优势无疑为大家提供了一个提取、分离、制备及浓缩全新方法。
然而，超临界CO2萃取技术也有其不足：
1.高压下操作肯定会对设各提出更高要求;
2.设备一次性投资费用较高，投资风险大;
3.对工艺操作人员及技术要求较高等;
4.用简单超临界萃取方法无法生产高纯度产品，这就需要和其它分离技术相结合;
5.超临界CO:萃取性能普适性不高，关键适适用于非极性或弱极性化合物提取，如油脂、挥发油提取;
6.就中草药有效成份提取而言，超临界CO2萃取仅对中药中一些非极性或弱极性有效成份提取含有优越性。因为中草药成份复杂，近似化合物很多，起疗效化合物质为!’义化学成份，不仅包含挥发油，生物碱、黄酮类、皂类小分子化合物，也包含多糖、蛋白、肤等生物大分子等，所以，在中药有效成份提取工艺过程中，还应考虑和其它分离、纯化技术相结合。
桉叶油作为药用原料，其中有效成份关键是1, 8—按叶油素，它是单萜类化合物，本设计查阅相关试验文件，以确定最有利于工业生产桉叶油素方法。
文件表明，水蒸气蒸馏法从按叶中提取挥发油中含有31种不一样组分，其中含有1, 8-cineole54.73%，出油率为1.2%左右。相比水蒸气蒸馏，超临界CO2对桉树叶中挥发油萃取含有良好选择性。在足够CO2萃取下，桉叶中油萃取率均在5%以上，萃取出物质相对较少，这是因为系统在室温下操作，可保护挥发油中热敏性物质没有因受热而分解产生原本挥发油组分中不存在物质。不过萃取出挥发油中1, 8-cineole含量却很低，最高只能达成14. 46%。
比较两种提取方法哪种较为可行，关键从三个方面考量：
（1）试验出油率；
（2）所提取粗油中含有所需成份含量；
（3）从经济原因方面考量。
即使超临界CO2萃取法提取率高达5%以上，远远超出了水蒸气蒸馏法1.2%提取率，不过因为其中1, 8-cineole含量过低，而且因为超临界CO2萃取试验设备昂贵、对试验操作人员要求均很高，所以我们选择水蒸气蒸馏法为下一步分离提纯按叶油提供按叶粗油。
2.2 桉叶油分离提纯工艺方案选择
采取连续减压精馏法进行分离提纯。
2.2.1 减压精馏法介绍
精馏实质就是利用物质挥发度不一样，将混合物进行分馏。多用于挥发性成份
和小分子物质初步分离。因为芳香油组分多对热及空气中氧较敏感，所以分馏时宜在减压下进行，即采取减压精馏。
精馏是实际工业生产中最常见分离方法，它是以能量为分离介质，故从能量消耗来说，比较有利;精馏不处理固相物质，比结晶法来得好;也不需要加入可能会使物料污染分离介质;又易于在一个容器内实现多级过程。按过程类别加以考虑后，能够认为对于按叶油分离提纯，精馏是一个很好分离方法。
不用精馏原因常不外是:（1）产品会因受热而损坏；（2）分离因子十分靠近于1；（3）精馏时要用过高或过低压力或温度。
2.2.1.1试验室试验装置及操作步骤
试验装置设备图所表示。

(
装置部分说明以下：
（1）塔体采取40×1000mm玻璃塔柱，塔顶装有冷凝器和捕集器，塔釜为
5OOmL三口烧瓶。塔釜、塔体和冷凝器连接为磨口连接，便于拆卸清各管路连接均采取厚壁乳胶管。
(2)填料为3×3mm不锈钢网环。
(3)加热系统由5OOW温煲组成，加热电压由0-220V固态调整器调整。
(4)回流比调整器采取LST-2型精密回流比调整控制器。
(5)塔釜和U型压差计、温度计相连，以随时测定塔釜压力和温度。
(6)冷凝管上端和真空泵相连，试验过程中整个密闭系统处于低压状态。而其间设置冷胜，是为了将冷却水没有冷却组分用液氮冷却，避免进入真空泵，造成对真空泵损坏，使试验能够顺利进行。
间歇减压精馏提纯试验试验步骤以下:
（1)在塔釜中加入水蒸气提取按叶粗油200mL，放入沸石;
（2)打开真空泵，使系统达成低压状态，此时，口」以看到粗油表面有大量气体冒出，这是因为粗油在低压下对空气溶解度降低，空气从油中分离出来。
（3)打开冷却水，开电源加热；
（4)进行全回流1小时左右，使塔内填料湿润，并使系统内部达成气液平衡。当系统内部达成气液平衡时，扫开回流比调整一器，开始采集提纯样。
（5)调整回流比调整器，使回流比达成6: 1，采样1#样后将回流比调至10: 1，搜集2#，然后将回流比调至12: 1分别搜集3#, 4#, 5#试样。釜中剩下约30m1样为重组分物质。
（6)采集提纯样同时统计各时间段釜压及釜温。
（7)停止采样，先关掉回流比调整器，停止加热。待釜温下降到靠近室温后，关掉真空泵，停止冷却水。
（8）倒出釜中剩下液体，对三口瓶及填料塔等试验仪器进行清洗，方便下次使用。
2.3桉油精馏工艺选择
精馏经典工艺关键是：低压工艺（ICI低压工艺、Lurgi低压工艺）、中压工艺、高压工艺。桉叶油素提取工艺中最关键工序是桉油精馏，其关键技术是桉油精馏操作条件，设计采取用是低压精馏工艺。

2.3.1桉油精馏塔选择
精馏塔实际是分离提纯系统中最关键设备。从操作结构，材料及维修等方面考虑，精馏塔应含有以下要求：
（1）能够有效将粗桉油中桉叶油素含量提升到80%以上；
（2 ）反应器内部结构合理，能确保温度、压力轻易控制，处理量大，效率高，生产强度大；
（3） 结构紧凑，，提升低压空间利用率；容器及内件间无渗漏；填料装御方便；制造安装及维修轻易。
在上述标准指导下开发桉油精馏塔，按不一样方法分类关键有：
按操作方法：连续式和间歇式。
按冷却介质种类：自热式和外冷式（管壳型、冷管型）。
按气流方向：轴向式、径向式和轴径向式。
本设计依据桉油物理化学性质选择采取连续式减压精馏塔。
2.3.2填料选择
2.3.2.1填料种类选择：
填料种类选择要考虑分离工艺要求，通常考虑以下多个方面：
(1)传质效率要高 通常而言，规整填料传质效率高于散装填料
(2)通量要大 在确保含有较高传质效率前提下，应选择含有较高泛点气速或气相动能因子填料
(3)填料层压降要低
(4)填料抗污堵性能强，拆装、检修方便
2.3.2.2填料规格选择
填料规格是指填料公称尺寸或比表面积。
（1）散装填料规格选择 工业塔常见散装填料关键有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等多个规格。同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量降低，填料费用也增加很多。而大尺寸填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重壁流，使塔分离效率降低。所以，对塔径和填料尺寸比值要有一要求，通常塔径和填料公称直径比值D/d应大于8。
（2）规整填料规格选择 工业上常见规整填料型号和规格表示方法很多，中国习常见比表面积表示，关键有125、150、250、350、500、700等多个规格，同种类型规整填料，其比表面积越大，传质效率越高，但阻力增加，通量降低，填料费用也显著增加。选择时应从分离要求、通量要求、场地条件、物料性质及设备投资、操作费用等方面综合考虑，使所选填料既能满足技术要求，又含有经济合理性。
应予指出，一座填料塔能够选择同种类型，同一规格填料，也可选择同种类型不一样规格填料；能够选择同种类型填料，也能够选择不一样类型填料；有塔段可选择规整填料，而有塔段可选择散装填料。设计时应灵活掌握，依据技术经济统一标准来选择填料规格。
2.3.2.3填料材质选择
填料材质分为陶瓷、金属和塑料三大类。
(1)陶瓷填料 陶瓷填料含有很好耐腐蚀性及耐热性，陶瓷填料价格廉价，含有很好表面润湿性能，质脆、易碎是其 最大缺点。在气体吸收、气体洗涤、液体萃取等过程中应用较为普遍。
(2)金属填料 金属填料可用多个材质制成，选择时关键考虑腐蚀问题。碳钢填料造价低，且含有良好表面润湿性能，对于无腐蚀或低腐蚀性物系应优先考虑使用；不锈钢填料耐腐蚀性强，通常能耐除Cl– 以外常见物系腐蚀，但其造价较高，且表面润湿性能较差，在一些特殊场所（如极低喷淋密度下减压精馏过程），需对其表面进行处理，才能取得良好使用效果；钛材、特种合金钢等材质制成填料造价很高，通常只在一些腐蚀性极强物系下使用。
通常来说，金属填料可制成薄壁结构，它通量大、气体阻力小，且含有很高抗冲击性能，能在高温、高压、高冲击强度下使用，应用范围最为广泛。
(3)塑料填料 塑料填料材质关键包含聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）及聚氯乙烯（PVC）等，中国通常多采取聚丙烯材质。塑料填料耐腐蚀性能很好，可耐通常无机酸、碱和有机溶剂腐蚀。其耐温性良好，可长久在100°C以下使用。
塑料填料质轻、价廉，含有良好韧性，耐冲击、不易碎，能够制成薄壁结构。它通量大、压降低，多用于吸收、解吸、萃取、除尘等装置中。塑料填料缺点是表面润湿性能差，但可经过合适表面处理来改善其表面润湿性能。
经过比较和考虑到试验要求，本设计采取钢鲍尔环填料。
2.3.3精馏操作条件确实定和论证
2.3.3.1操作温度
桉油精馏操作温度关键是由桉叶油素化学性质决定。操作温度控制一样是一个操作费用控制问题，在设计中，需要延长精馏塔使用寿命，预防其快速老化加紧。通常而言，在反应早期，反应温度维持较底数值，伴随使用时间增加，逐步提升反应温度。因为按叶油素在150℃以上变为褐色，并变粘稠，178℃时，油素颜色变得更深，愈加粘稠，发生猛烈化学反应，造成其物理化学性质显著改变。故综合考虑多种原因，确定操作温度为120℃。
2.3.3.2操作压力
压力是桉油精馏过程关键工艺条件之一。因为操作温度须控制在120℃，所以降低压力对降低各组分沸点有利，因为压力高，组分分压提升，所以其沸点也提升。很轻易超出120℃，引发副反应，影响精馏。本设计采取绝压为5kPa操作压力。
2.3.3.3桉油组成
粗桉油组成复杂，达成三十多个组分，但关键组分有七种，其它组分含量较低，可忽略不计。这七种组分分别为：………………
2.3.3.4空速
空速不仅是一个和合成回路气体循环量相关联工艺控制参数，也是一个影响综合经济效益变量。桉油精馏过程中，首先塔内气体空速必需满足分离要求，空速过低，分离效果差，空速过高，系统阻力加大或精馏系统投资加大，能耗增加，使用周期缩短。空速选择需要依据每一个组分特征，在一个相对较小范围内改变。本设计中空速定为1。
2.4精馏塔选择
2.4.1 精馏塔选择
不管采取何种精馏工艺步骤，精馏塔全部是该工艺关键设备.其决定着工艺能耗高低和产品质量好坏。现在常见精馏塔关键有四种塔型：泡罩塔，浮阀塔，填料塔和新型垂直筛板塔。四者各有特点：
（1 ）泡罩塔 该类型塔塔板效率高，操作弹性大，塔阻力小，但单位面积生产能力低，设备体积大，结构复杂，投资较大。该塔已经逐步被其它塔替换。
（2） 浮阀塔 该类型塔板效率高，操作弹性大，操作适应性强，单位面积生产能力大，造价较低。但浮阀易损坏，维修费用高。现在该塔仍被广泛使用，但有使用逐步降低趋势。
（3 ）填料塔 填料塔是在塔内装填新型高效填料，如不锈钢网波纹填料，每米填料相当5块以上理论板。塔总高通常为浮阀塔二分之一。该塔生产能力大，压降小，分离效果好，结果简单，维修量极小，相对投资较小，是现在使用较多塔型之一。
（4 ）新型垂直筛板 该塔传质效率高，传质空间利用率好，处理能力大，操作弹性大，结构简单可靠，投资小，板液面梯度小，液面横向混合好无流动传质死区。
综合比较上面四种塔，能够知道填料塔和新型垂直筛板性质愈加优越，同时考虑到新型垂直筛板是一个新型塔，现在使用极少，技术难得，而填料塔使用较普遍，技术很成熟，所以设计选择了填料塔。
为了让企业大幅度降低生产成本、提升产品质量和扩大市场拥有率，所以本设计采取填料精馏塔，塔内采取了高效、经特殊工艺处理不锈钢鲍尔环填料和配套新型气液分布器。
3工艺计算
3.1物料衡算
工厂设计为年产桉叶油素1000吨，开工时间为每十二个月330天，采取连续操作，则每小时桉叶油素产量为0.126吨，即0.126 t/h。
精馏工段
经过水蒸气蒸馏工艺粗桉油，进入减压精馏塔粗桉油中各组分组成经过计算可得下表：

表7 粗桉油组成
组分
百分比
进料量
⑴1,8-桉叶油素
71.08%
0.817kmol/h
⑵ β-蒎烯
3.13%
0.036kmol/h
⑶4,7,7-三甲基二环[4.1.0]庚-2-烯
13.22%
0.172kmol/h
⑷ (S)-a,a-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇
5.21%
0.060kmol/h
⑸[1R-(1a,2b,5a)]-5-甲基-2-(1-甲基乙基)
1.81%
0.021kmol/h
⑹ 1-甲基环丙基-环己醇
1.61%
0.0206kmol/h
⑺蓝桉醇
3.93%
0.031 kmol/h
计算方法:粗桉油 =0.126/ 0.7108=0.177 t/h
β-蒎烯量 = 0.177×3.13% = 5.55 kg/h 即0.036 kmol/h
4,7,7-三甲基二环[4.1.0]庚-2-烯量 = 0.177×13.22% = 23.40kg/h 即 0.172kmol/h ,
(S)-a,a-4-三甲基-3-环己烯-1-甲醇量=0.177×5.21% =9.22kg/h 即0.060kmol/h
[1R-(1a,2b,5a)]-5-甲基-2-(1-甲基乙基)量=0.177×1.81% = 3.20 kg/h 即0.021kmol/h
1-甲基环丙基-环己醇量=0.177×1.61%=2.85kg/h即0.0206kmol/h
蓝桉醇量= 0.177×3.93%=6.96 kg/即 0.031kmol/h

3.2挥发度计算
　因为桉油各组分挥发度难以查找，故要依据其和相平衡常数关系，即
　计算出各组分Ｋ值来确定其相对挥发度。因为，所以要计算Ｋ值须先计算活度系数γi和饱和蒸汽压pis,而活度系数需要用UNIFAC法计算，UNIFAC法将基团法和UNIQUAC模型结合起来，基础方程为：

㏑γi ＝㏑γi C+㏑γiR
㏑γi C＝ ㏑＋qi㏑+li－
li=(ri-qi)-(ri-1)
θi=

式中，配位数Z取为10，χi是组分i摩尔分数，θi和φi分别是表面积分数和体积分数，它们分别由表面积参数Qk 和体积参数Rk计算而得，式中νki 是在分子i 中基团k数目，它是整数。γic称为组合项活度系数，反应纯组分i分子形式和大小贡献、，即只和纯组分结构和性质相关，和其它分子存在无关。计算γic 需要数据是所涉基团Qk 和Rk 值，这类微观参数可查阅《化工数据》（马沛生 著）第244页表8-5 UNIFAC基团体积和表面积参数。经过此种方法计算各组分活度系数。
组分（1），含有以下基团：
：

1个 1个 1个 4个 3个
组分（2），含有以下基团：

　1个 1个 1个 3个 2个 2个

组分（3），含有以下基团：

1个 1个