废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计

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1、WORD格式可编辑《化工原理》课程设计报告废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计学院天津大学化工学院专业班级学号姓名指导教师专业知识整理分享WORD格式可编辑《化工原理》课程设计任务书一、设计题目废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计本设计项目是根据生产实际情况提出的二、设计任务及条件1、原料液组成组分组成（质量%）丙酮75水252、分离要求产品中水分含量≤0.2%（质量%）残液中丙酮含量≤0.5%（质量%）3、处理能力废丙酮溶媒处理量___11___吨/天（每天按24小时计）4、设计条件操作方式：连续精馏操

2、作压力：常压进料状态：饱和液体进料回流比：根据设计经验自行确定塔填料：金属环聚鞍填料，填料规格自选塔顶冷凝器：全凝器三、设计计算内容1、物料衡算2、填料精馏塔计算⑴操作条件的确定⑵塔径的确定⑶填料层高度的确定⑷填料层压降的计算⑸液体分布器设计计算⑹接管管径的计算3、冷凝器和再沸器的计算与选型4、填料精馏塔设计图5、废丙酮溶媒回收过程工艺流程图专业知识整理分享WORD格式可编辑目录一、前言1二、工艺设计要求1三、工艺过程设计计算23.1物料衡算2待处理的总物料:23.2精馏塔设计计算33.2.1操作

3、条件的确定33.2.2塔径的计算63.2.3填料层高度的计算113.2.4填料层压降计算123.2.5液体分布器设计计算133.2.6接管管径的计算143.3冷凝器和再沸器计算与选型153.3.1冷凝器的计算与选型153.3.2再沸器的计算与选型16四问题与讨论184.1设计中产生误差的原因18附录一：生产工艺流程简图19附录二：填料精馏塔设计条件图20参考资料21专业知识整理分享WORD格式可编辑一、前言在抗生素类药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒，其组成为含丙酮7

4、5%，水25%（质量分数）。废丙酮溶媒的来源如下图示：盐酸原料发酵四环素碱溶解、洗涤结晶、过滤晶体丁醇母液废丁醇溶媒晶体盐酸四环素结晶、过滤溶解、洗涤丙酮母液废丙酮溶媒废液中由于含有大量丙酮，不能直接排放到环境中，如果进行丙酮回收，既可以降低生产费用，又能使废水排放达到生产要求。因此，如何将废丙酮回收，降低排放废水中的丙酮含量，是一项十分重要的课题。二、工艺设计要求原料液组成：组分组成（质量％）－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－丙酮75水25分离要求：产品中水分含量≤0.

5、2%（质量％）釜残液中丙酮含量≤0.5%处理能力：废丙酮溶媒处理量11吨/天（每天按24小时计）。设计条件：操作方式：连续精馏。操作压力：常压。进料状态：饱和液体进料。回流比：根据设计经验自己确定。塔填料：金属环矩鞍填料，填料规格自选。设计计算内容：1、物料衡算专业知识整理分享WORD格式可编辑2、填料塔设计计算操作条件确定塔径计算填料层高度计算填料层压降计算液体分布器计算接管管径计算3、冷凝器和再沸器计算与选型4、填料精馏塔设计条件图5、废丙酮溶媒回收过程工艺流程图三、工艺过程设计计算3.1物料

6、衡算待处理的总物料:+总物料衡算:(1)易挥发组分衡算:（2）其中由（1）（2）式得：平均摩尔质量：进料塔顶塔釜专业知识整理分享WORD格式可编辑质量流量:=物料衡算结果列于下表表1物料平衡表流股流量质量分数摩尔分数平均摩尔质量()Kg/hKmol/h丙酮水丙酮水F458.3312.2840.750.250.48210.517937.28D343.555.9500.9980.0020.99360.006457.74W114.396.3340.0050.9950.00160.998418.063.2

7、精馏塔设计计算3.2.1操作条件的确定1）塔顶温度的确定查表可知丙酮和水的安托尼常数为表2丙酮和水的Antoine常数　ABC丙酮16.65132940.4635.93水18.30363816.4446.13根据Antoine方程：求饱和蒸气压，并确定塔顶液相摩尔分数设解得由得专业知识整理分享WORD格式可编辑解得>0.0005需重新计算重设计算步骤如上，解得：所以塔顶温度为57.22。2）进料温度的确定设进料温度为解得由得解得不满足条件，需重新计算重设进料温度为专业知识整理分享WORD格式可编辑

8、解得由得解得满足条件所以进料温度为。3）塔底温度的确定设塔底温度为解得由得解得不满足条件，需重新计算重设塔底温度为解得由得专业知识整理分享WORD格式可编辑解得满足条件所以进料温度为。表3操作条件结果表塔顶温度进料温度塔底温度3.2.2塔径的计算1）最小回流比与操作回流比的确定常压下丙酮—水气液平衡数据丙酮摩尔分数液相x丙酮摩尔分数气相y丙酮摩尔分数液相x丙酮摩尔分数气相y0.00000.00000.19650.80000.00870.05000.35540.82000.00940