【正文】 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 化工原理課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 系 別：化學(xué)與制藥工程系 班 級(jí)： 化工 1101 學(xué) 生： 饒俊 學(xué) 號(hào)： 10212810127 郵箱及電話： 13100625901 指導(dǎo)老師： 文艷霞 完成日期： 2020 年 1 月 24 日 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 華夏學(xué)院化學(xué)與制藥工程系 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級(jí) 1101 學(xué)生姓名 饒俊 發(fā)題時(shí)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(shè)計(jì) 二、 課題條件 ⒈設(shè)計(jì)條件 在抗生素類藥物生產(chǎn)過(guò)程中，需要用甲醇溶媒洗滌晶體，洗滌過(guò)濾后產(chǎn)生廢甲醇溶媒，其組成為含甲醇 46%，水 54%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），另外含有少量的藥物固體微粒。為了使廢甲醇溶媒重復(fù)利用，擬設(shè)計(jì)建造一套浮閥精餾塔，對(duì)廢甲醇溶媒進(jìn)行精餾。 年處理廢甲醇溶媒 3 萬(wàn)噸；甲醇溶媒含水量≤ %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），塔底廢水中甲醇含量≤ %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） ① 操作壓力 常壓 ② 精餾塔頂壓強(qiáng) 4kPa（表壓） ③ 進(jìn)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(dǎo)教師 文艷霞 高小紅 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) 第 頁(yè) [1]化工原理課程設(shè)計(jì)，柴誠(chéng)敬，王軍，張纓 編，天津，天津科學(xué)技術(shù)出版社，2020年 7月。 [2] 王國(guó)勝 主編 .化工原理課程設(shè)計(jì)（第二版） .大連理工大學(xué)出版社：大連 .2020，01 [3] 梁忠英 主編 .化工原理 .中國(guó)醫(yī)藥科技出版社 2020， 06； [4]《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，上、下冊(cè)，； [5]《化學(xué)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》；上、下冊(cè) [6]化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)編輯委員會(huì) .化工設(shè)備設(shè)計(jì)全 書(shū) 塔設(shè)備；化學(xué)工業(yè)出版社：北京 .2020， 01 [7]化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)編輯委員會(huì) .化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū) 換熱器；化學(xué)工業(yè)出版社：北京 .2020， 01 [8]化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū)編輯委員會(huì) .化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū) 管道；化學(xué)工業(yè)出版社：北京 .2020， 01 [9]方利國(guó)，董新法 編著 .化工制圖 Auto CAD 實(shí)戰(zhàn)教程與開(kāi)發(fā) [M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社， 2020,01 三、 設(shè)計(jì)任務(wù) 1． 文獻(xiàn)檢索及調(diào)研； 2．工藝流程設(shè)計(jì) ，工藝流程圖 .； 3．物料衡算、塔設(shè)備工藝計(jì)算 4．塔和塔板工藝尺寸計(jì)算、流體力學(xué)驗(yàn)算、附屬設(shè) 備的選型和計(jì)算； 5．設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表、對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述； 6．繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖（ 2）、塔工藝條件圖（ 1）。 四、 設(shè)計(jì)所需技術(shù)參數(shù)的獲取 參考《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上、下）、《化學(xué)工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū) 塔設(shè)備》、《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū) 管道》《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū) 壓力容器》、《化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書(shū) 換熱器》、《化工原理》等資料 五、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 封面、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、目錄、正文、成績(jī)?cè)u(píng)定表 正文：分章編寫(xiě) 1. 前言 2. 設(shè)計(jì)方案的確定和流程的說(shuō)明 3. 塔的工藝計(jì)算 4. 塔和塔板主要工藝尺寸的設(shè)計(jì) . 塔高、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 . 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 . 塔板的負(fù)荷性能圖 5. 附屬設(shè)備的選型和計(jì)算 6. 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 7. 對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述或有關(guān)問(wèn)題的分析討論。 8. 參考文獻(xiàn) 六、 進(jìn)度計(jì)劃 1 下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)，課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)課，借閱相關(guān)資料； 2 擬定設(shè)計(jì)方案，流程設(shè)計(jì)，進(jìn)行物料衡算和塔工藝計(jì)算； 3 ～ 13 塔工藝計(jì)算、塔和塔板主要工藝尺寸的計(jì)算、附屬設(shè)備的選型和計(jì)算 4 、繪制帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 5 繪制塔的工藝條件圖 6 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 系主任（簽名）： 年 月 日 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 前言 甲醇 在工業(yè)等方面，都有很廣泛的應(yīng)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(shí)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?yàn)?甲 醇和水的揮發(fā)度相差不大。精餾是多數(shù)分離過(guò)程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過(guò)程，因此可使混合液得到幾乎完全的分離。化工廠中精餾操作是在直立圓 柱 形的精餾塔內(nèi)進(jìn)行，塔內(nèi)裝有若干層塔板。為實(shí)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(shí)還要配原料液預(yù)熱器，回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整 個(gè)操作。 浮閥塔與 20世紀(jì) 50年代初期在工業(yè)上開(kāi)始推廣使用， 浮閥塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它吸收了兩種塔板的優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可以上下浮動(dòng)的閥片。氣流從浮閥周邊水平地進(jìn)入塔板上液層，浮閥可根據(jù)氣體流量的大小而上下浮動(dòng)，自行調(diào)節(jié)。浮閥的類型很多，國(guó)內(nèi)常用的有 F1 型， V4 型及 T型等，本設(shè)計(jì)采用 F1型浮閥。 浮閥塔 已成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的塔形，特別是在石油，化學(xué)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，制造方便，節(jié)省材料，性能良好，廣泛應(yīng)用在化工及煉油生產(chǎn)中，現(xiàn)已列入部頒標(biāo)準(zhǔn)（ 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(qiáng)降很低的系統(tǒng)中，采用輕閥。浮閥塔具有下列優(yōu)點(diǎn)： 塔孔開(kāi)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(shí)間較長(zhǎng)，故 塔板效率高。 氣體壓強(qiáng)降及液面落差較小。 塔的造價(jià)低。 其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦，高粘度的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié)；在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)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(duì)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(shè)計(jì)采用的是 F1型重閥。 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計(jì) 共 頁(yè) 第 頁(yè) 目錄 第一章 設(shè)計(jì)方案及流程的確定 ........................................................................................ 1 .................................................................................................. 1 .............................................................................................. 1 第二章 塔設(shè)備工藝計(jì)算 ................................................................................................... 3 精餾塔工藝計(jì)算 ............................................................................................... 3 主要數(shù)據(jù)參數(shù)的計(jì)算 .......................................................................................... 3 ..................................................................................................... 8 ................................................................................................ 10 .......................................................................................................... 12 、浮閥數(shù)目及排列 .................................................................... 15 第三章 塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算 .......................................................................................... 19 .................................................................................. 19 霧沫夾帶 .......................................................................................................... 20 ................................................................................................ 21 第四章 設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表 ................................................................................................. 25 第五章 塔附件設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 26 接管 ................................................................................................................. 26 ....................................................................................................... 28 .............................................................................................................. 28 ................................................................................................................. 29 ................................................................................................................. 29 第六章 塔總體高度的設(shè)計(jì) ............................................................................................. 30 ................................................................................................... 30 ............................................................................................