【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)計共 頁 第 頁 化工原理課程設(shè)計說明書 系 別：化學(xué)與制藥工程系 班 級：化工 1101 學(xué) 生：饒俊 學(xué) 號：10212810127 郵箱及電話：13100625901 指導(dǎo)老師：文艷霞 完成日期：2022 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)計共 頁 第 頁華夏學(xué)院化學(xué)與制藥工程系課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè) 化學(xué)工程與工藝 班級 1101 學(xué)生姓名 饒俊 發(fā)題時間： 2022 年 1 月 7 日一、 課題名稱甲醇溶媒連續(xù)浮閥精餾塔設(shè)計二、 課題條件⒈設(shè)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(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)計建造一套浮閥精餾塔，對廢甲醇溶媒進(jìn)行精餾。年處理廢甲醇溶媒 3 萬噸；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)計共 頁 第 頁[1]化工原理課程設(shè)計，柴誠敬，王軍，張纓 編，天津，天津科學(xué)技術(shù)出版社，2022年7月。[2] 王國勝 （第二版）.大連理工大學(xué)出版社：大連.2022，01[3] 梁忠英 主編 . 2022，06；[4]《化工工藝設(shè)計手冊 》，上、下冊，；[5]《化學(xué)工程設(shè)計手冊 》；上、下冊[6]；化學(xué)工業(yè)出版社：，01[7]；化學(xué)工業(yè)出版社：，01[8]；化學(xué)工業(yè)出版社：，01[9]方利國，董新法 Auto CAD 實戰(zhàn)教程與開發(fā)[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2022,01三、 設(shè)計任務(wù)1．文獻(xiàn)檢索及調(diào)研； 2．工藝流程設(shè)計，工藝流程圖.； 3．物料衡算、塔設(shè)備工藝計算 4．塔和塔板工藝尺寸計算、流體力學(xué)驗算、附屬設(shè)備的選型和計算； 5．設(shè)計結(jié)果一覽表、對本設(shè)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(shè)計所需技術(shù)參數(shù)的獲取 參考《化工工藝設(shè)計手冊》 （上、下） 、 《化學(xué)工程設(shè)計手冊》 、 《化工設(shè)備設(shè)計全書塔設(shè)備》 、 《化工設(shè)備設(shè)計全書管道》 《化工設(shè)備設(shè)計全書壓力容器》 、《化工設(shè)備設(shè)計全書換熱器》 、 《化工原理》等資料五、 設(shè)計說明書內(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)計共 頁 第 頁 封面、設(shè)計任務(wù)書、目錄、正文、成績評定表 正文：分章編寫1. 前言 2. 設(shè)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(shè)計 . 塔高、塔徑及塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定 . 塔板的流體力學(xué)驗算 . 塔板的負(fù)荷性能圖 5. 附屬設(shè)備的選型和計算 6. 設(shè)計結(jié)果一覽表 7. 對本設(shè)計的評述或有關(guān)問題的分析討論。8. 參考文獻(xiàn)六、 進(jìn)度計劃1 下達(dá)設(shè)計任務(wù)，課程設(shè)計指導(dǎo)課，借閱相關(guān)資料；2 擬定設(shè)計方案，流程設(shè)計，進(jìn)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(shè)備的選型和計算4 完成設(shè)計說明書、繪制帶控制點的工藝流程圖5 繪制塔的工藝條件圖6 上交課程設(shè)計資料指導(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)計共 頁 第 頁武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院化藥系 化工原理課程設(shè)計共 頁 第 頁前言甲醇在工業(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(jìn)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。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(yù)熱器，回流液泵等附屬設(shè)備，才能實現(xiàn)整個操作。 浮閥塔與 20 世紀(jì) 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(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩種塔板的優(yōu)點。其結(jié)構(gòu)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(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，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(shè)計采用 F1 型浮閥。浮閥塔已成為國內(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)，F(xiàn)1 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：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(qiáng)降及液面落差較小。塔的造價低。其缺點是處理易結(jié)焦，高粘度的物料時，閥片易與塔板粘結(jié)；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(shè)計采用的是 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)計共 頁 第 頁目錄第一章 設(shè)計方案及流程的確定 ......................................................................................................1 設(shè)計方案的確定 .................................................................................................................1 流程說明及流程圖 .............................................................................................................1第二章 塔設(shè)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 理論板的計算 .....................................................................................................................8 塔徑的初步設(shè)計 ...............................................................................................................10 溢流裝置 ...........................................................................................................................12 塔板的結(jié)構(gòu)尺寸、浮閥數(shù)目及排列 ...............................................................................15第三章 塔板的流體力學(xué)驗算 ........................................................................................................19 氣相通過浮閥塔板的壓降 ...............................................................................................19 霧沫夾帶 ..........................................................................................................................20 塔板負(fù)荷性能圖 ...............................................................................................................21第四章 設(shè)計結(jié)果一覽表 ................................................................................................................25第五章 塔附件設(shè)計 ........................................................................................................................26 接管 ..................................................................................................................................26 筒體與封頭 .......................................................................................................................28 除沫器 ...............................................................................................................................28 裙座 ................................................................................