化工原理课程设计填料精馏塔

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1、[键入文字][键入文字]课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：甲醇—水分离过程填料精馏塔的设计学生姓名：陈强学号：200905020035专业班级：化学工程与工艺（2）班指导教师：路有昌2011年11月15日xiv第页[键入文字][键入文字]课程设计任务书设计题目甲醇—水分离过程填料精馏塔的设计学生姓名陈强所在院系化学与环境工程学院专业、年级、班09化学工程与工艺（2）班设计要求：本设计要求对甲醇—水分离过程填料精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程进行了选择和确定。2、对生产的主要设备—填料塔进行了工艺计算设计,其中包括：（1）精馏塔的物料衡算

2、；(2)塔板数的确定；(3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；(4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；(6)填料层压降的计算。(7)管道的尺寸计算3,绘制精馏塔设计图。学生应完成的工作：（1），独立完成查找数据和计算的过程（2），独立绘制填料精馏塔设计图（3），会使用电脑编辑计算过程参考文献阅读：[1]柴诚敬，张国亮，夏清，等.化工原理（第二版上册）.2005,[2]柴诚敬，张国亮，夏清，等.化工原理（第二版下册）.2005,[3]贾绍义,柴诚敬.课程原理课程设计.2009,（5）：154-159.[4]刁玉玮,王立业，俞健良.化工设备机械基础.2011.[5]熊洁羽,化工制图.2010

3、.工作计划：任务下达日期：2011年11月7日任务完成日期：2011年11月18日指导教师（签名）：学生（签名）：xiv第页[键入文字][键入文字]甲醇—水物系的气液平衡数据温度/℃液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的摩尔分数温度/℃液相中甲醇的摩尔分数气相中甲醇的摩尔分数1000075.30.40.72996.40.020.13473.10.50.77993.50.040.23471.20.60.82591.20.060.30469.30.70.8789.30.080.36567.60.80.91587.70.10.418660.90.95884.40.150.517650.950.9

4、7981.70.20.57964.511780.30.665在抗生素类药物生产过程中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生的废甲醇溶媒，其组成为含甲醇46%，水56%（质量分数），另含少量的药物固体颗粒。为使废甲醇溶媒重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏，得到含水量≦0.3%（质量分数），的甲醇溶媒。设计要求甲醇溶媒的处理量为3吨/小时。塔底废水中甲醇含量≦0.5%（质量分数）。设计中采用泡点进料，甲醇常压下的沸点为64.8℃，故可采用常压操作。塔顶上升蒸汽用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储槽。因所分离物系的重组分为水

5、，故选用直接蒸汽加热方式，釜残液直接排放。设计中选用金属散装鲍尔环Dn50填料。因废甲醇溶液中含有少量的药物固体微粒，应选用金属散装填料，大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低，根据计算故选用Dn50规格的。精馏塔的物料衡算1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量：MA=32.04kg/kmol水的摩尔质量:MB=18.02kg/kmolXF=(0.46/32.04)/[0.46/32.04+0.54/18.02]=0.324XD=(0.997/32.04)/[0.997/32.04+0.003/18.02]=0.995xiv第

6、页[键入文字][键入文字]XW=(0.005/32.04)/(0.005/32.04+0.995/18.02)=0.00281.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.324*32.04+(1-0.324)*18.02=22.56kg/kmolMD=0.995*32.04+(1-0.995)*18.02=31.97kg/kmolMW=0.0028*32.04+(1-0.0028)*18.02=18.059kg/kmol1.3物料衡算废甲醇溶媒的处理量为3吨/小时，原料处理：F3000/22.56=132.98kg/h总物料衡算:132.98=D+W甲醇物料衡算:132.98*

7、0.324=0.995D+0.0028W解得:D=43.69kmol/hW=89.29kmol/h2.1塔板数的确定3.1甲醇-水属理想物系,故可用图解法求理论板层数.3.1.1由以知的甲醇-水物系的气液平衡数据,绘出x-y图.xiv第页[键入文字][键入文字]2.2求最小回流比及操作回流比泡点进料，q值为1，采用作图法求最小回流比:在x-y图中对角线上，自点e（0.324,0.324）作垂线即为进料线.该线与平衡线的交点坐标:yq=0.682，xq=0.