分离苯-甲苯浮阀塔设计

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1、化工原理课程设计题目甲醇-水溶液连续筛板精馏塔设计学院化学化工学院专业制药工程指导教师二O一一年五月一日设计一分离甲醇-水双组分均相混合物常压连续精馏筛板塔1、工艺条件及数据①在抗生素类药物生产中，需要用甲醇溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后的甲醇溶媒含甲醇43%，水57%（质量分数），为使该甲醇溶媒重复利用，拟设计一板式精馏塔对废甲醇溶媒进行精馏，得到含水量≤2%（质量含量）的甲醇溶媒，设计要求甲醇溶媒的处理量为75000吨/年，塔底废水中含甲醇含量≤3%（质量含量）②泡点进料，4040③料液可视为理想溶液

2、，2、操作条件①常压操作；②回流液温度为塔顶蒸汽的露点；回流比自选；③直接蒸汽加热，加热蒸汽压力为3kgf/cm2(绝对压强)④冷却水进口温度为30℃，出口温度为45℃；⑤设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。⑥单板压降≤0.7KPa3、设计内容①物料、热量衡算；②塔板数、塔高、塔径计算；③溢流装置、塔板布置设计；③流体力学计算、负荷性能图。④灵敏板位置⑤辅助设备的计算及选型符号说明：英文字母Aa----塔板的开孔区面积，m2Af----降液管的截面积,m2Ao----筛孔区面积,m2AT----塔的截

3、面积m2△PP----气体通过每层筛板的压降4040C----负荷因子无因次t----筛孔的中心距C20----表面张力为20mN/m的负荷因子do----筛孔直径u’o----液体通过降液管底隙的速度D----塔径mWc----边缘无效区宽度ev----液沫夹带量kg液/kg气Wd----弓形降液管的宽度ET----总板效率Ws----破沫区宽度R----回流比Rmin----最小回流比M----平均摩尔质量kg/kmoltm----平均温度℃g----重力加速度9.81m/s2Z----板式塔的

4、有效高度Fo----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2)hl----进口堰与降液管间的水平距离mθ----液体在降液管内停留时间hc----与干板压降相当的液柱高度mυ----粘度hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度mρ----密度hf----塔板上鼓层高度mσ----表面张力hL----板上清液层高度mΨ----液体密度校正系数h1----与板上液层阻力相当的液注高度m下标ho----降液管的义底隙高度mmax----最大的how----堰上液层高度mmin----最小的hW-

5、---出口堰高度mL----液相的h’W----进口堰高度mV----气相的hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度mH----板式塔高度mHB----塔底空间高度mHd----降液管内清液层高度mHD----塔顶空间高度mHF----进料板处塔板间距mHP----人孔处塔板间距mHT----塔板间距mH1----封头高度mH2----裙座高度mK----稳定系数lW----堰长mLh----液体体积流量m3/hLs----液体体积流量m3/sn----筛孔数目P----操作压力KPa△P--

6、-压力降KPa△Pp---气体通过每层筛的压降KPaT----理论板层数u----空塔气速m/su0,min----漏夜点气速m/suo’----液体通过降液管底隙的速度m/s4040Vh----气体体积流量m3/hVs----气体体积流量m3/sWc----边缘无效区宽度mWd----弓形降液管宽度mWs----破沫区宽度mZ----板式塔的有效高度m下标Max----最大的Min----最小的L----液相的V----气相的4040希腊字母δ----筛板的厚度mθ----液体在降液管内停留的时间

7、sυ----粘度mPa.sρ----密度kg/m3σ----表面张力N/mφ----开孔率无因次α----质量分率无因次目录一、概述61．精馏操作对塔设备的要求和类型62．精馏塔的设计步骤7二、精馏塔的热量衡算81.全凝器的热量衡算：82.再沸器的热负荷8三、精馏塔的物料衡算81.原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率84040四、塔板数的确定91.理论板层数NT的求取9五、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算121.操作压力的计算122.平均摩尔质量的计算123.平均密度的计算134.平均粘度的计

8、算135.平均表面张力的计算14六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算151.精馏段塔径的计算152.提馏段塔径的计算163.精馏塔有效高度的计算17七、塔板主要工艺尺寸的计算171.精馏段172.提馏段19八、筛板的流体力学验算211.精馏段212.提馏段23九、塔板负荷性能图251.精馏段252.提馏段27十、筛板塔设计计算结果30十一、辅助设备的计算及选型321．塔顶全凝器322．原料预热器333．塔底再沸器354．精馏塔塔高的设计365．管径的设计366.泵的计算及选型