化工原理课程设计-精馏塔

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1、化工原理课程设计任务书 ( (一一) ) 设计题目设计题目 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） 。 ( (二二) ) 操作条件操作条件 1) 操作压力 常压 2) 进料热状态 自选 3) 回流比 自选 4) 塔底加热蒸气压力 0.3Mpa（表压） ( (三三) ) 填料类型

2、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。 ( (四四) ) 工作日工作日 每年工作日为 300 天，每天 24 小时连续运行。 ( (五五) ) 厂址厂址 厂址为武汉地区。 ( (六六) ) 设计内容设计内容 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。 2、设计图纸要求： 1) 绘制生产工艺流程图

3、（A2 号图纸） ； 2) 绘制精馏塔装配图（A1 号图纸） 。 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。分 子式 C-H4-O。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。近年来碳一化学工业 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

4、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热至泡点后送入精馏塔内。 塔顶上 升蒸气采用全凝器冷凝，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

5、备计算、热量衡算、换热器设计等工艺计算。 目录 第一章 前言 6 第二章.操作条件的确定 . 7 2.1 操作压力. 7 2.2 进料状态. 7 2.3 塔釜加热方式 7 2.4 塔顶冷凝方式 8 2. 精馏塔的物料衡算 . 8 2.1 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 8 2.2 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 8 2.3 物料衡算 8 . 塔板数的确定 9 .1 精馏塔平衡线的求取. 9 .2 q 线的求取 . 11 .3 最小回流比的确定及操作回流比的确定 . 11 .3.1 作图法求最小回流比. 11 .3.2 解析法求最小回流比 . 11 .4 精馏塔的气、液相负荷 12 .5

6、 精馏段操作线方程求解 . 12 .6 提馏段操作线方程求解 12 .7 理论板数的求解 13 .7.1 采用作图法计算理论板数 13 .7.2 采用逐板法计算理论板层数 13 全塔效率的估算 15 .1 液相平均粘度的计算 15 .2 精馏段和提馏段相对挥发度的计算 16 .3 全塔效率 ET的估算 . 16 .4 实际塔板数的计算 16 .精馏塔的热量衡算 . 17 5.1 全凝器冷凝介质的消耗量 17 5.2 再沸器的热负荷 . 18 6. 精馏塔的工艺条件及物性数据的计算 . 20 6.1 工艺条件 20 6.2 平均摩尔质量与质量流量 20 6.2.1 塔顶平均摩尔质量 20 6.2.2 进料板层平均摩尔质量. 21 6.2.3 塔底平均摩尔质量 21 6.2.4 精馏段平均摩尔质量与质量流量 21 6.2.5 提馏段平均摩尔质量与质量流量 21 6.2.6 全塔平均摩尔质量与质量流量 22 6.3 平均密度计算. 22 6.3.1 气相平均密度的计算 22 6.3.2 液相平均密度计算 23 6.4 液