【正文】 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 化工原理課程設計說明書 系 別：化學與制藥工程系 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 華夏學院化學與制藥工程系 課程設計任務書 專業(yè) 化學工程與工藝 班級 1101 學生姓名 饒俊 發(fā)題時間： 2020 年 1 月 7 日 一、 課題名稱 甲醇溶媒連續(xù)浮閥精餾塔設計 二、 課題條件 ⒈設計條件 在抗生素類藥物生產(chǎn)過程中，需要用甲醇溶媒洗滌晶體，洗滌過濾后產(chǎn)生廢甲醇溶媒，其組成為含甲醇 46%，水 54%（質量分數(shù)），另外含有少 量的藥物固體微粒。為了使廢甲醇溶媒重復利用，擬設計建造一套浮閥精餾塔，對廢甲醇溶媒進行精餾。 年處理廢甲醇溶媒 3 萬噸；甲醇溶媒含水量≤ %（質量分數(shù)），塔底廢水中甲醇含量≤ %（質量分數(shù)） ① 操作壓力 常壓 ② 精餾塔頂壓強 4kPa（表壓） ③ 進料熱狀況 自選 ④ 回流比 自選 ⑤ 單板壓降 不大于 浮閥塔 武漢 6. 指導教師 文艷霞 高小紅 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 [1]化工原理課程設計，柴誠敬，王軍，張纓 編，天津，天津科學技 術出版社，2020年 7月。 [2] 王國勝 主編 .化工原理課程設計（第二版） .大連理工大學出版社：大連 .2020，01 [3] 梁忠英 主編 .化工原理 .中國醫(yī)藥科技出版社 2020， 06； [4]《化工工藝設計手冊》，上、下冊，； [5]《化學工程設計手冊》；上、下冊 [6]化工設備設計全書編輯委員會 .化工設備設計全書 塔設備；化學工業(yè)出版社：北京 .2020， 01 [7]化工設備設計全書編輯委員會 .化工設備設計全書 換熱器；化學工業(yè)出版社：北京 .2020， 01 [8]化工設備設計全書編輯委員會 .化工設備設計全 書 管道；化學工業(yè)出版社：北京 .2020， 01 [9]方利國，董新法 編著 .化工制圖 Auto CAD 實戰(zhàn)教程與開發(fā) [M].北京，化學工業(yè)出版社， 2020,01 三、 設計任務 1． 文獻檢索及調(diào)研； 2．工藝流程設計 ，工藝流程圖 .； 3．物料衡算、塔設備工藝計算 4．塔和塔板工藝尺寸計算、流體力學驗算、附屬設備的選型和計算； 5．設計結果一覽表、對本設計的評述； 6．繪制帶控制點的工藝流程圖（ 2）、塔工藝條件圖（ 1）。 四、 設計所需技術參數(shù)的獲取 參考《化工工藝設計手冊》（上、下）、《化 學工程設計手冊》、《化工設備設計全書 塔設備》、《化工設備設計全書 管道》《化工設備設計全書 壓力容器》、《化工設備設計全書 換熱器》、《化工原理》等資料 五、 設計說明書內(nèi)容 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 封面、設計任務書、目錄、正文、成績評定表 正文：分章編寫 1. 前言 2. 設計方案的確定和流程的說明 3. 塔的工藝計算 4. 塔和塔板主要工藝尺寸的設計 . 塔高、塔徑及塔板結構尺寸的確定 . 塔板的流體力學驗算 . 塔板的負荷性能圖 5. 附屬 設備的選型和計算 6. 設計結果一覽表 7. 對本設計的評述或有關問題的分析討論。 8. 參考文獻 六、 進度計劃 1 下達設計任務，課程設計指導課，借閱相關資料； 2 擬定設計方案，流程設計，進行物料衡算和塔工藝計算； 3 ～ 13 塔工藝計算、塔和塔板主要工藝尺寸的計算、附屬設備的選型和計算 4 、繪制帶控制點的工藝流程圖 5 繪制塔的工藝條件圖 6 指導教師（簽名）： 年 月 日 系主任（簽名）： 年 月 日 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 前言 甲醇在工業(yè)等方面，都有很廣泛的應用，是一種很重要的原料。在很多方面，要求甲醇有不同的純度，有時要求純度很高，這是比較困難的。 要想把低純度的甲醇水溶液提升到高純度，要用連續(xù)精餾的方法，因為甲醇和水的揮發(fā)度相差不大。精餾是多數(shù)分離過程，即同時進行多次部分汽化和 部分冷凝的過程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離?；S中精餾操作是在直立圓柱形的精餾塔內(nèi)進行，塔內(nèi)裝有若干層塔板。為實現(xiàn)精餾分離操作，除精餾塔外，還必須從塔底引入上升蒸汽流和從塔頂引入下降液?？芍?，單有精餾塔還不能完成精餾操作，還必須有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時還要配原料液預熱器，回流液泵等附屬設備，才能實現(xiàn)整個操作。 浮閥塔與 20世紀 50年代初期在工業(yè)上開始推廣使用，浮閥塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎上發(fā)展起來的，它吸收了兩種塔板的優(yōu)點。其結構特點是在塔板上開有若干個閥孔，每個閥孔裝有一個可 以上下浮動的閥片。氣流從浮閥周邊水平地進入塔板上液層，浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動，自行調(diào)節(jié)。浮閥的類型很多，國內(nèi)常用的有 F1 型， V4 型及 T型等，本設計采用 F1型浮閥。 浮閥塔已成為國內(nèi)應用最廣泛的塔形，特別是在石油，化學工業(yè)中使用最普遍。浮閥有很多種形式，但最常用的是 F1型和 V4型。 F1型浮閥的結構簡單，制造方便，節(jié)省材料，性能良好，廣泛應用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標準（ JB16868）內(nèi)， F1 型浮閥又分輕閥和重閥兩種，但一般情況下都采用重閥，只有處理量大且要求壓強降很低的系統(tǒng)中，采用 輕閥。浮閥塔具有下列優(yōu)點： 塔孔開孔率大生產(chǎn)能力大。 由于閥片可隨氣量變化自由升降，故操作彈性大。 因上升氣流水平吹入液層，氣液接觸時間較長，故塔板效率高。 氣體壓強降及液面落差較小。 塔的造價低。其缺點是處理易結焦，高粘度的物料時，閥片易與塔板粘結；在操作過程中有時會發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。但對于黏度稍大及有一般聚合現(xiàn)象的系統(tǒng)，浮閥塔也能正常操作。 本設計采用的是 F1型重閥。 武漢理工大學華夏學院化藥系 化工原理課程設計 共 頁 第 頁 目錄 第一章 設計方案及流程的確定 ........................................................................................ 1 .................................................................................................. 1 .............................................................................................. 1 第二章 塔設備工藝計算 ................................................................................................... 3 精餾塔工藝計算 ............................................................................................... 3 主要數(shù)據(jù)參數(shù)的計算 .......................................................................................... 3 ..................................................................................................... 8 ................................................................................................ 10 .......................................................................................................... 12 、浮閥數(shù)目及排列 .................................................................... 15 第三章 塔板的流體力學驗算 .......................................................................................... 19 .................................................................................. 19 霧 沫夾帶 .......................................................................................................... 20 ................................................................................................ 21 第四章 設計結果一覽表 ................................................................................................. 25 第五章 塔附件設計 ........................................................................................................ 26 接管 ................................................................................................................. 26 ....................................................................................................... 28 .............................................................................................................. 28 ................................................................................................................. 29 ................................................................................................................. 29 第六章 塔總體高度的設計 ............................................................................................. 30 ................................................................................................... 30 ............................................................................................ 30 ....................................................................................................... 30 第七章 附屬設備的設計 ................