化工原理課程設(shè)計-精餾塔

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1、化工原理課程設(shè)計任務(wù)書(一)設(shè)計題目在抗生素類藥物生產(chǎn)過程中,需要用甲醇溶液洗滌晶體,洗滌過濾后產(chǎn)生廢甲醇溶液,其組成為含甲醇46%、水54%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），另含有少量的藥物固體微粒。為使廢甲醇溶液重復(fù)利用，擬建立一套填料精餾塔，以對廢甲醇溶液進行精餾，得到含水量≤0.3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的甲醇溶液。設(shè)計要求廢甲醇溶液的處理量為3.6萬噸/年，塔底廢水中甲醇含量≤0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。(二)操作條件1)操作壓力常壓2)進料熱狀態(tài)自選3)回流比自選4)塔底加熱蒸汽壓力0.3Mpa（表壓）(三)填料類型因廢甲醇溶液中含有少量的藥物固體微粒，應(yīng)選用金屬散裝填料，以便

2、于定期拆卸和清洗。填料類型和規(guī)格自選。(四)工作日每年工作日為300天，每天24小時連續(xù)運行。(五)設(shè)計內(nèi)容1、設(shè)計說明書的內(nèi)容1)精餾塔的物料衡算；2)塔板數(shù)的確定；3)精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算；4)精餾塔的塔體工藝尺寸計算；5)填料層壓降的計算；6)液體分布器簡要設(shè)計；7)精餾塔接管尺寸計算；8)對設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論。摘要甲醇最早由木材和木質(zhì)素干餾制的，故俗稱木醇，這是最簡單的飽和脂肪組醇類的代表物。無色、透明、高度揮發(fā)、易燃液體。略有酒精氣味。近年來，世界甲醇的生產(chǎn)能力發(fā)展速度較快。甲醇工業(yè)的迅速發(fā)展，是由于甲醇是多種有機產(chǎn)

3、品的基本原料和重要的溶劑，廣泛用于有機合成、染料、醫(yī)藥、涂料和國防等工業(yè)。由甲醇轉(zhuǎn)化為汽油方法的研究成果，從而開辟了由煤轉(zhuǎn)換為汽車燃料的途徑。近年來碳化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，甲醇制乙醇、乙烯、乙二醇、甲苯、二甲苯、醋酸乙烯、醋酐、甲酸甲酯和氧分解性能好的甲醇樹脂等產(chǎn)品，正在研究開發(fā)和工業(yè)化中。甲醇化工已成為化學(xué)工業(yè)中一個重要的領(lǐng)域。目前，我國的甲醇市場隨著國際市場的原油價格在變化，總體的趨勢是走高。隨著原油價格的進一步提升，作為有機化工基礎(chǔ)原料——甲醇的價格還會穩(wěn)步提高。國內(nèi)又有一批甲醇項目在籌建。這樣，選擇最好的工藝?yán)O(shè)備，同時選用最合適的操作方法就成為投資者

4、關(guān)注的重點。本計為分離甲醇－水混合物。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計中采用泡點進料，將原料液通過預(yù)熱器加熱至泡點后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分加回流至塔內(nèi)。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐，設(shè)計對其生產(chǎn)過程和主要設(shè)備進行了物料衡算、塔設(shè)備計算、熱量衡算、換熱器設(shè)計等工藝計算。。目錄第一章前言5第二章.操作條件的確定62.1操作壓力62.2進料狀態(tài)72.3塔釜加熱方式72.4塔頂冷凝方式72.精餾塔的物料衡算82.1原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量82.2原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率8

5、2.3物料衡算8３.塔板數(shù)的確定9３.1精餾塔平衡線的求取9３.2q線的求取10３.3最小回流比的確定及操作回流比的確定11３.3.1作圖法求最小回流比11３.3.2解析法求最小回流比11３.4精餾塔的氣、液相負(fù)荷12３.5精餾段操作線方程求解12３.6提餾段操作線方程求解12３.7理論板數(shù)的求解13３.7.1采用作圖法計算理論板數(shù)13３.7.2采用逐板法計算理論板層數(shù)13４全塔效率的估算15４.1液相平均粘度的計算15４.2精餾段和提餾段相對揮發(fā)度的計算16４.3全塔效率ET的估算16４.4實際塔板數(shù)的計算16５.精餾塔的熱量衡算175.1全凝器冷凝介

6、質(zhì)的消耗量175.2再沸器的熱負(fù)荷186.精餾塔的工藝條件及物性數(shù)據(jù)的計算206.1工藝條件206.2平均摩爾質(zhì)量與質(zhì)量流量206.2.1塔頂平均摩爾質(zhì)量206.2.2進料板層平均摩爾質(zhì)量216.2.3塔底平均摩爾質(zhì)量216.2.4精餾段平均摩爾質(zhì)量與質(zhì)量流量216.2.5提餾段平均摩爾質(zhì)量與質(zhì)量流量216.2.6全塔平均摩爾質(zhì)量與質(zhì)量流量226.3平均密度計算226.3.1氣相平均密度的計算226.3.2液相平均密度計算236.4液體平均表面張力計算246.4.1塔頂液相平均表面張力的計算246.4.2進料板液相表面張力的計算246.4.3塔釜液體表面

7、張力的計算256.5液體平均粘度257.精餾塔的塔體工藝尺寸計算25７.１填料類型的選擇257.２塔徑的計算267.２.1精餾段塔徑的計算267.2.2提餾段塔徑的計算27７.３填料層高度的計算287.3.1　精餾段填料層高度的計算287.3.2　提留段填料層高度的計算287.3.3散裝填料的分段298.水利性質(zhì)的檢驗298.1精餾段塔徑校核298.2提餾段塔徑校核308.3填料規(guī)格校核308.4液體噴淋密度校核308.5填料層壓降計算309液體分布器簡要設(shè)計319.1液體分布器的選型319.2液體分布器的選擇：329.3布液孔數(shù)329.4噴淋孔直徑33

8、9.5分布器的液體噴淋高度3310其他附屬塔內(nèi)件的選擇3410.1填料支承裝置的