【正文】 ??kmolgVWFVD/..2 ????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321 33/..9. /)23()23( ??????????? 混合液體表面張力對于一般混合溶液的表面張力可由 計算BAx???? 表 23 不同溫度下甲醇和水的表面張力溫度 t/℃ 50 60 70 80 90 100甲醇表面張力 mN/ 16 水表面張力 / 注：摘自《化工工藝設(shè)計手冊》當(dāng) =℃Dt mNBBAA/. ?????/47.)7(?????當(dāng) ℃時Ft mNBBAA /..1?????F /.8)90(.?????當(dāng) =℃時Wt mNBBAA/. .?????/. ????）（?則精餾段液相平均表面張力為： NFDm /( ?????精 ）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 頁提餾段液相平均表面張力為： mNWFm /)( ?????提 混合物的粘度=℃ 查表得：1t smPasPaBA ?????=℃ 查表得：2 m????? .（1）精餾段粘度： )(111xxBA??? sPa??)..（2）提餾段粘度： )1(222xxBA??????? sma??)(3..5 相對揮發(fā)度的計算由 = = FxFy得 )(????由 = =得 )(???由 = =得 057.)(????(1)精餾段的平均相對揮發(fā)度： ??FD?(2)提餾段的平均相對揮發(fā)度： ?W 理論板的計算理論板：離開這種板的的氣液相組成平衡溫度相等；塔板上各處的液相組成均勻一致。甲醇—水混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到泡點溫度后送入精餾塔進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。精餾裝置有精餾塔、再沸器，原料預(yù)熱器、冷凝器、釜液冷卻器和產(chǎn)品冷卻器等設(shè)備。塔釜采用間接蒸汽加熱。 流程說明及流程圖甲醇水溶液經(jīng)預(yù)熱至泡點后，用泵送入精餾塔。 回流比的選擇適宜的回流比應(yīng)該通過經(jīng)濟(jì)核算來確定，即操作費用和設(shè)備折舊費用之和為最低時的回流比為最適宜的回流比。然而，直接蒸汽加熱，由于蒸汽的不斷通入，對塔底溶液起了稀釋作用，在塔底易揮發(fā)物損失量相同的情況下，塔底殘液中易揮發(fā)組分的濃度應(yīng)較低，因而塔板數(shù)稍有增加。直接蒸汽加熱的優(yōu)點是：可以利用壓力較低的蒸汽加熱；在釜內(nèi)只須安裝鼓泡管，不須安置龐大的傳熱面。有時也可采用直接蒸汽加熱。此外，在泡點進(jìn)料時，精餾段與提餾段的塔徑相同，為設(shè)計和制造上提供了方便。 進(jìn)料熱狀況的選擇進(jìn)料狀態(tài)與塔板數(shù)、塔徑、回流量及塔的熱負(fù)荷都有密切的聯(lián)系。但在塔徑相同的情況下，適當(dāng)?shù)靥岣卟僮鲏毫梢蕴岣咚奶幚砟芰?。對于沸點低、在常壓下為氣態(tài)的物料，則應(yīng)在加壓下進(jìn)行蒸餾。確定操作壓力時，必須根據(jù)所處理物料的性質(zhì)，兼顧技術(shù)上的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性進(jìn)行考慮。本設(shè)計采用的是 F1 型重閥。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。氣體壓強降及液面落差較小。由于閥片可隨氣量變化自由升降，故操作彈性大。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降很低的系統(tǒng)中，采用輕閥。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。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。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。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。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。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。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 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。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。[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） 。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。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?；S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?？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。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。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。浮閥有很多種形式，但最常用的是 F1 型和 V4 型。浮閥塔具有下列優(yōu)點：塔孔開孔率大生產(chǎn)能力大。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。塔的造價低。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。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 .............................................