化工原理课程设计-精馏塔.docx

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1、化工原理课程设计任务书(一)设计题目在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶液洗涤晶体,洗涤过滤后产生废甲醇溶液,其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。为使废甲醇溶液重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶液进行精馏，得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶液。设计要求废甲醇溶液的处理量为3.6万吨/年，塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。(二)操作条件1)操作压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸汽压力0.3Mpa（表压）(三)填料类型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，以便于定期拆卸和清洗。填料类型和规格自选。(

2、四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。(五)设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；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；5)填料层压降的计算；6)液体分布器简要设计；7)精馏塔接管尺寸计算；8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。摘要甲醇最早由木材和木质素干馏制的，故俗称木醇，这是最简单的饱和脂肪组醇类的代表物。无色、透明、高度挥发、易燃液体。略有酒精气味。近年来，世界甲醇的生产能力发展速度较快。甲醇工业的迅速发展，是由于甲醇是多种有机产品的基本原料和重要的溶剂，广泛用于有机合成、染料、医药、涂料和国防等工业。由甲醇

3、转化为汽油方法的研究成果，从而开辟了由煤转换为汽车燃料的途径。近年来碳化学工业的发展，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树脂等产品，正在研究开发和工业化中。甲醇化工已成为化学工业中一个重要的领域。目前，我国的甲醇市场随着国际市场的原油价格在变化，总体的趋势是走高。随着原油价格的进一步提升，作为有机化工基础原料——甲醇的价格还会稳步提高。国内又有一批甲醇项目在筹建。这样，选择最好的工艺利设备，同时选用最合适的操作方法就成为投资者关注的重点。本计为分离甲醇－水混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加

4、热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分加回流至塔内。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐，设计对其生产过程和主要设备进行了物料衡算、塔设备计算、热量衡算、换热器设计等工艺计算。。目录第一章前言5第二章.操作条件的确定62.1操作压力62.2进料状态72.3塔釜加热方式72.4塔顶冷凝方式72.精馏塔的物料衡算82.1原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量82.2原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率82.3物料衡算8３.塔板数的确定9３.1精馏塔平衡线的求取9３.2q线的求取10３.3最小回流比的确定及操作回流比的确定11３.3.1作图法求最小回流比11３.

5、3.2解析法求最小回流比11３.4精馏塔的气、液相负荷12３.5精馏段操作线方程求解12３.6提馏段操作线方程求解12３.7理论板数的求解13３.7.1采用作图法计算理论板数13３.7.2采用逐板法计算理论板层数13４全塔效率的估算15４.1液相平均粘度的计算15４.2精馏段和提馏段相对挥发度的计算16４.3全塔效率ET的估算16４.4实际塔板数的计算16５.精馏塔的热量衡算175.1全凝器冷凝介质的消耗量175.2再沸器的热负荷186.精馏塔的工艺条件及物性数据的计算206.1工艺条件206.2平均摩尔质量与质量流量206.2.1塔顶平均摩尔质量206.2.2进料板层平均摩尔质量216.2.

6、3塔底平均摩尔质量216.2.4精馏段平均摩尔质量与质量流量216.2.5提馏段平均摩尔质量与质量流量216.2.6全塔平均摩尔质量与质量流量226.3平均密度计算226.3.1气相平均密度的计算226.3.2液相平均密度计算236.4液体平均表面张力计算246.4.1塔顶液相平均表面张力的计算246.4.2进料板液相表面张力的计算246.4.3塔釜液体表面张力的计算256.5液体平均粘度257.精馏塔的塔体工艺尺寸计算25７.１填料类型的选择257.２塔径的计算267.２.1精馏段塔径的计算267.2.2提馏段塔径的计算27７.３填料层高度的计算287.3.1　精馏段填料层高度的计算287.

7、3.2　提留段填料层高度的计算287.3.3散装填料的分段298.水利性质的检验298.1精馏段塔径校核298.2提馏段塔径校核308.3填料规格校核308.4液体喷淋密度校核308.5填料层压降计算309液体分布器简要设计319.1液体分布器的选型319.2液体分布器的选择：329.3布液孔数329.4喷淋孔直径339.5分布器的液体喷淋高度3310其他附属塔内件的选择3410.1填料支承装置的