【正文】 y4= x4=＜（第四塊板進(jìn)料）用提餾段方程計(jì)算：y5= x5=y6= x6=y7= x7=y8= x8=y9= x9= y10= x10=＜即總理倫板數(shù)為10－1＝9（不含再沸器）其中精餾段3層，提餾段6層，第四層為加料板。4. 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算（1）操作溫度的計(jì)算查txy圖，以內(nèi)插法求得溫度。tF＝ tD＝ tW＝精餾段平均溫度：t=+=℃提餾段平均溫度：t=+=℃ （2）操作壓強(qiáng)的計(jì)算操作壓力為常壓，去每層塔板降壓?P=，則PD=進(jìn)料板壓強(qiáng)：PF=+9=塔釜壓強(qiáng)：PW=+15=精餾段平均操作壓力：Pn=+=提餾段平均操作壓力：Pm=+= （3）平均摩爾質(zhì)量的計(jì)算塔頂摩爾質(zhì)量的計(jì)算：由xD=y1= x1= 可得：MVDm=+=MLDm=+=進(jìn)料摩爾質(zhì)量的計(jì)算：由平衡曲線查得，yF＝ xF＝MVFm=+=MLFm=+=精餾段平均摩爾質(zhì)量計(jì)算：MVm=+247。2=MLm=+247。2= （4）平均密度的計(jì)算氣相平均密度計(jì)算：PVm=PmMVmRTm=+=液相平均密度計(jì)算：液相平均密度依下式計(jì)算，即 1ρLm=αiρi塔頂平均密度計(jì)算：由tD＝℃ 查 ρ水= ρ丙酮=ρLDm=+=進(jìn)料板液相平均密度計(jì)算：由tF＝℃ 查 ρ水= ρ丙酮=進(jìn)料板液相質(zhì)量分率：αA=+=ρLFm=+=精餾段平均密度為：ρLFm=+247。2= （5）液相平均表面張力液相平均表面張力依下式計(jì)算，即 σLm=xiσi塔頂液相平均表面張力計(jì)算：由tD＝℃ 查σA= σB=σLDm=+=進(jìn)料板液相平均表面張力的計(jì)算：由tF＝℃ 查σA= σB=σLFm=+=精餾段平均表面張力為：σLm=+247。2= （6）液體平均粘度計(jì)算液體平均粘度依下式計(jì)算：lgμLm=xilgμi塔頂液體平均粘度的計(jì)算：由tD＝℃ 查 μA=?s μB=?slgμLDm=+μLDm=?s進(jìn)料板液體平均粘度的計(jì)算：由tF＝℃ 查 μA=?s μB=?slgμLFm=+μLFm=?s精餾段平均黏度為：μLm=+247。2=?s 5. 精餾塔的塔底工藝尺寸計(jì)算塔徑計(jì)算精餾段液相的氣、液相體積流率為：Vs=VMVm3600ρLm==Ls=LMLm3600ρLm==由 umax=CρLρVρV式中C= C20由史密斯關(guān)聯(lián)圖插取圖的橫坐標(biāo)為：LsVsρLρV12==取板間距HT= 板上液層高度hL=HThL==則C20=查附圖 C===umax==，則空塔氣速 u空==估算塔徑：D=4Vsπu=4=≈塔截面積：Ar=π4=實(shí)際塔氣速：u=VsAr==精餾塔有效高度的計(jì)算精餾段的有效高度：Z精=N精1HT=81=提餾段的有效高度：Z提=N提1HT=151=在進(jìn)料板上方開一人孔，精餾塔的有效高度為：Z=Z精+Z提=++=6. 塔板主要工藝尺寸的計(jì)算（1）溢流裝置的計(jì)算因塔徑D＝，可選用單溢流弓形降液管，采用凹形受液盤，各項(xiàng)計(jì)算如下：堰長IW取堰長IW==溢流堰高度hw由 hw=hLhow 選用平直堰，堰上液層高度how=取用E＝1 則 how=13600103=對(duì)于平直堰板上液層高度hL一般在50100mm，這里取hL＝55mm故hw=hLhow==弓形降液管寬度Wd和截面積Af由IWD= 查弓形降液管參數(shù)圖可得：AfAT= WdD=故，Af== Wd==用經(jīng)驗(yàn)公式算液體在降液管中停留的時(shí)間：θ=3600AfHTLn=36003600=5s故，降液管設(shè)計(jì)合理。降液管底隙高度h0h0=Lh3600IWu039。 取u039。= 則h0=36003600= hwh0== 故，降液管底隙高度設(shè)計(jì)合理。選用凹形受液盤，深度hw=50mm （2）塔板布置塔板的分塊因?yàn)镈≤900mm，故塔板采用整塊式。安定區(qū)開孔區(qū)與溢流區(qū)之間的不開孔區(qū)稱安定區(qū)，也稱破沫區(qū)溢流堰前的安定區(qū)寬度：W=70100mm進(jìn)口堰后的安定區(qū)寬度：W=50100mm由于本設(shè)計(jì)塔徑較?。―﹤1m），因此安定區(qū)的寬度要相應(yīng)取較小的值，這里取WS＝無效區(qū)在靠近塔壁的一圈邊緣區(qū)域供支撐塔板的邊梁之用，也稱邊緣區(qū)，山塔一般為3050mm，這里取We＝開孔面積AA=2xr2x2+πr2180arcsinxr 式中：x=D2?w=+= r=D2We== 則 A=篩孔計(jì)算及其排列丙酮無腐蝕性，選用δ=3mm碳鋼篩孔直徑板，取塔孔直徑d=5mm。篩孔按正三角形排列，取空中的距離t=3d0=15mm.篩孔數(shù)目：n===1189個(gè)開孔率：?===%氣體通過閥孔的氣速為u0=VSA0== 7. 塔的輔助設(shè)備及附件的計(jì)算與選型 （1）接管管徑計(jì)算與選型進(jìn)料管計(jì)算料液質(zhì)量流速：Gr=F?MF==289213600=體積流速：V=Grρ==104m3s取管內(nèi)流速為u= 則進(jìn)料管管徑為DF=4Vπu=4==圓整后取DF=32mm塔頂回流管管徑計(jì)算同上，取管內(nèi)流速為u=回流液質(zhì)量流速：G=D?MD=13600= 體積流速V=Gρ==104m3s則回流管管徑：DD=4Vπu=4=圓整后取D=25mm塔頂蒸汽出口管管徑計(jì)算取出口氣速u=12ms q=VMVDM3600ρVM==D=4Vπu=412=圓整后取D=25mm料液排出管出口氣速u=釜液流量：G=W?MW=13600=體積流量：V=Gρ==104m3sD=4Vπu=4=圓整后取D=25mm （2）塔頂空間塔頂空間指塔內(nèi)最上層塔板與塔板的間距，取HD= （3）塔底空間塔底空間指塔內(nèi)最下層塔板與塔底的間距，其值由如下因素確定：①塔底液面到最下層塔板要有12米的間距，；②塔底貯液空間依存液停留時(shí)間而定，停留時(shí)間一般為35分鐘。本設(shè)計(jì)取塔底貯液停留時(shí)間為4分鐘，則貯液高度為：?Z=LSxtπD24=4=則 HB=HD+?Z=+= （4）裙座取HQ= （5）人孔一般每隔1012層塔板設(shè)一人孔（安裝、檢修用），經(jīng)常情況下每隔58塊塔板設(shè)一人孔，人孔直徑為800mm，其伸出塔體的管長為200mm，設(shè)計(jì)三個(gè)人孔 ，則塔高為：H=+231+3++=（6）冷凝器與再沸器計(jì)算與選型冷凝器丙酮與水的物性相關(guān)數(shù)據(jù)見表38表38 丙酮與水的物性相關(guān)數(shù)據(jù)沸點(diǎn)/℃蒸發(fā)潛熱/kJ/kgTc/K丙酮523水1002257tVD=℃ 丙酮：Tr2=T2Te=+= Tr1=T1Te=+= ?HV丙=?=523kJkg 同理 ?HV水=2257kJkgIVDILD=xD?HV丙+1xD?HV水=523+2257=QC=R+1IVDILD=104KJh 冷凝水用量：WC=QCt2t1=10=換熱面積：A=QK?tm=51m2冷凝器的具體參數(shù)見表39表39 冷凝器的具體參數(shù)公稱直徑/mm管程數(shù)管束管長/m換熱面積/m2公稱壓力/MPa600113730005116再沸器選型選用V型管加熱器，140℃的水蒸氣，傳熱系數(shù) K=2302KJm2?h?℃ 再沸器加熱面積總傳熱系數(shù)K=2302KJm2?h?℃Q=V?rw+V?cP??t=104KJh換熱面積A= 8. 設(shè)備結(jié)果一覽表精餾塔設(shè)備具體參數(shù)見表310表310 設(shè)備結(jié)果一覽表項(xiàng)目符號(hào)單位數(shù)值精餾段提餾段各段平均溫度tm℃平均流量氣相VSm3 /s液相LSm3 /s實(shí)際塔板數(shù)N塊815板間距Hrm塔的有效高度Zm塔徑Dm空塔氣速um塔板液液形式m單流行單流行溢流裝置管式m弓形堰長IWm堰高h(yuǎn)wm堰寬Wdm底與受液盤距離h0m板上清液層高度hLm孔徑d0mm55孔中心距tmm1515孔數(shù)n孔11891189孔面積A0m2篩孔氣速u0m/s塔板壓降hpKPa液體在降液中停留時(shí)間θs26降液管內(nèi)清液層高度Hdm9. 精餾塔型號(hào)確定塔容積（L）：3000 換熱面積（m2）：29塔身高度（mm）：16600 冷凝面積（m2）：高位罐容積（L）：1200 冷卻面積（m2）：外形尺寸（長寬高）（mm）：4000160019920回收能力（kg/h）：2892第4章 車間布置 簡述車間布置設(shè)計(jì)是車間工藝設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，車間布置設(shè)計(jì)的任務(wù)有： 第一是確定車間火災(zāi)危險(xiǎn)類別，爆炸與火災(zāi)危險(xiǎn)性場所等級(jí)及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；第二是確定車間建筑物和露天場所的主要尺寸，并對(duì)車間的生產(chǎn)、輔助生產(chǎn)和行政生活區(qū)域位置作出安排；確定全部工藝設(shè)備的空間位置。、標(biāo)準(zhǔn)《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（2010年修訂）；《醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GMP97；《潔凈廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 500732001 ；《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016—2006 ；車間布置設(shè)計(jì)是在工藝流程設(shè)計(jì)、物料衡算、能量衡算和工藝設(shè)備設(shè)計(jì)之后進(jìn)行的，因此，一般已具備下列設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料。（1）不同深度的工藝流程圖，如初步設(shè)計(jì)階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖、施工階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。（2）物料衡算、能量衡算的計(jì)算資料和結(jié)果，如各種原材料、中間體、副產(chǎn)品和產(chǎn)品的數(shù)量、組成及性質(zhì)；三廢的數(shù)量、組成及處理方法；加熱劑和冷卻劑的種類、規(guī)格及用量等。（3）工藝設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)果，如設(shè)備一覽表，如設(shè)備的外形尺寸、重量、支承形式、操作條件及保溫情況等。（4）廠區(qū)的總平面布置示意圖，包括本車間與其他車間及生活設(shè)施的聯(lián)系、廠區(qū)內(nèi)人流物流的分布情況等。 布置原則（1）平面布置圖中各種崗位和設(shè)備的設(shè)計(jì)達(dá)到合理緊湊的要求。潔凈室或潔凈區(qū)內(nèi)只布置了必要的工藝設(shè)備，以及有空氣潔凈度等級(jí)要求的工序和工作。（2）在滿足生產(chǎn)工藝和噪聲要求的前提下，對(duì)空氣潔凈度要求嚴(yán)格的潔凈室或潔凈區(qū)宜靠近空氣調(diào)節(jié)機(jī)房，空氣潔凈度等級(jí)相同的工序和工作室集中布置。 潔凈室內(nèi)對(duì)空氣潔凈度要求嚴(yán)格的工序布置在上風(fēng)側(cè)， 易產(chǎn)生污染的工藝設(shè)備布置在靠近風(fēng)口位置。（3）考慮大型設(shè)備安裝和維修的運(yùn)輸路線，預(yù)備設(shè)備安裝口和檢修口。（4）不同空氣潔凈度等級(jí)的房間聯(lián)系頻繁時(shí)，設(shè)有防止污染措施。（5）車間設(shè)置了單獨(dú)的物料入口，物料傳遞路線最短，物料進(jìn)入潔凈區(qū)之前進(jìn)行了清潔處理。（6）潔凈廠房的平面設(shè)計(jì)已達(dá)到生產(chǎn)工藝和空氣潔凈度等級(jí)要求。潔凈區(qū)、人員凈化、物料凈化和其他輔助用房分區(qū)布置，并與生產(chǎn)操作、管線布置以及凈化空氣系統(tǒng)等各種技術(shù)設(shè)施進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)。 生產(chǎn)區(qū)的布置說明設(shè)備布置要求：（1）凡是笨重設(shè)備或者運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大震動(dòng)的設(shè)備，應(yīng)該設(shè)置在底層，減少廠房露面的負(fù)重和震動(dòng)。（2）凡是有震動(dòng)的設(shè)備，其操作臺(tái)不能與建筑物的柱子墻連接在一起，以免影響建筑物的安全。（3）廠房中操作臺(tái)必須統(tǒng)一考慮，防止平臺(tái)支柱林立重復(fù)，影響生產(chǎn)。（4）在樓梯大門旁邊布置設(shè)備時(shí)，要求設(shè)備不影響開關(guān)門和人出入暢通。（5）設(shè)備應(yīng)該盡量不要布置在窗前，影響采光，即使要布置在窗前也要在600 mm之外。（6）凡是有腐蝕介質(zhì)的設(shè)備，通常會(huì)集中布置，并設(shè)置圍堰。（7）可燃易爆設(shè)備應(yīng)該與其他設(shè)備分開布置，方便土建設(shè)置隔爆墻。設(shè)備布置的安全距離如表 41 所示。表41 設(shè)備布置的安全距離表序號(hào)項(xiàng)目凈安全距離序號(hào)項(xiàng)目凈安全距離1泵與泵的間距10反應(yīng)罐底部和人行通道距離2泵與墻的距離11反應(yīng)罐卸料口離離心機(jī)距離3計(jì)量罐與計(jì)量罐的距離12回轉(zhuǎn)機(jī)械離墻的距離4儲(chǔ)罐與儲(chǔ)罐的距離13回轉(zhuǎn)機(jī)械之間距離5換熱器之間間距14操作臺(tái)通行部分凈空高度6塔與塔間距15不常通行的地方凈空高度7離心機(jī)周圍通道16操作臺(tái)梯子斜度不大于45176。8過濾機(jī)周圍通道17工藝設(shè)備和道路間距離9反應(yīng)罐蓋上傳動(dòng)裝置后距天花板距離18散發(fā)可燃?xì)怏w或者蒸氣距分析室， 配電室等距離原料藥生產(chǎn)區(qū)：原料藥生產(chǎn)區(qū)為一般生產(chǎn)區(qū)，集中布置在廠房的西邊，占地面積478m 2。設(shè)備分兩排擺放，設(shè)備與墻之間的距離根據(jù)各自安全距離而定。各反應(yīng)釜按照工藝流程的先后順序并列一排成直線布置，懸掛于操作臺(tái)。反應(yīng)釜用的計(jì)量罐放在其附近并高于反應(yīng)釜的加料口以便依