《丙酮水的填料塔分离毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《丙酮水的填料塔分离毕业论文（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传！JnD6YwWZ#QcRrUWEw%c&vqRY9pCpEh5pDx2bK!zn% Mz8 z49VGxumG&jqgvTX$RUEm96Xw4EwNGZ#pQPc$vSUTE%&qYpEh5pTD#x&2ksv*3tnGK8!z8核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传！精馏塔的工艺条件及有关物性数据目录1. 设计方案简介 11.1 设计的方案 11.2 设计工艺 11.3 设计内容 12. 工艺计算 12.1 .1 水和丙酮物性数据12.1.2 全塔物料衡算 22.1.3 塔板数的确定 22 .1.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 22.2
2、 填料塔的工艺尺寸的计算 32.2.1 塔径的计算 32.2.2 塔高的计算 52.2.3 塔板压降计算 72.2.4 塔板负荷性能图 83. 辅助设备的计算及选型 83.1 填料支承设备 93.2 填料压紧装置 93.3 液体再分布装置94. 设计一览表 95. 后记106. 参考文献107. 主要符号说明108. 附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）1. 设计方案简介1.1 设计的方案 在抗生素类药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒， 其组成为含丙酮 _50%_、水 _50%_（质量分数） 。为使废丙酮溶媒重复使用，拟建立一套 板式精馏塔， 以对废丙酮溶媒进
3、行精馏。 得到含水量 0.5%的丙酮溶液； 或者丙酮回收率为 98%。设计要求废丙酮溶媒的处理量为_31000_吨 /年，塔底废水中丙酮含量 _0.05%_（质量分数） 。1.2 设计工艺生产能力： 31000 吨/ 年（料液）年工作日： 300 天原料组成： 50%丙酮， 50%水（质量分率，下同） 产品组成：馏出液 99.5% 丙酮，釜液 0.5%丙酮 操作压力：塔顶压强为常压进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：直接蒸汽加热回流比： 自选1.3 设计内容1 、 确定精馏装置流程，绘出流程示意图。2 、 工艺参数的确定 基础数据的查取及估算，工艺过程的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔
4、板效 率，实际塔板数等。3 、 主要设备的工艺尺寸计算板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置等。4 、 流体力学计算流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。5 、 主要附属设备设计计算及选型 塔顶全凝器设计计算：热负荷，载热体用量，选型及流体力学计算。 料液泵设计计算：流程计算及选型。2. 工艺计算2.1 基础物性数据（1）水和丙酮的性质表 1. 水和丙酮的粘度温度5060708090100水粘度 mpa0.5920.4690.400.330.3180.248丙酮粘 度 mpa0.260.2310.2090.1990.1790.160表 2. 水和丙酮表面张力温度5060708090100水表
5、面张力67.766.064.362.760.158.4丙酮表面张力19.518.817.716.315.214.3表 3. 水和丙酮密度温度5060708090100相对密 度0.7600.7500.7350.7210.7100.699水998.1983.2977.8971.8965.3958.4丙酮758.56737.4718.68700.67685.36669.92表 4. 水和丙酮的物理性质分子量沸点临界温度 K临界压强 kpa水18.02100647.4522050丙酮58.0856.2508.14701.50表 5. 丙酮水系统 t xy 数据沸点 t/丙酮摩尔数xy10000920
6、.010.27984.20.0250.4775.60.050.6366.90.10.75462.40.20.81361.10.30.83260.30.40.84259.80.50.85159.20.60.86358.80.70.87558.20.80.89757.40.90.93556.90.950.96256.70.9750.97956.511由以上数据可作出 t-y （x）图如下由以上数据作出相平衡 y-x 线图2.1.2 全塔物料衡算与操作方程（1）进料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 酮的摩尔质量M A =58.08 Kg/kmol水的摩尔质量M B =18.02 Kg/kmolxW0.0
7、005 / 58.080.0005 /58.08 0.9995 /18.020.00016xF0.5/ 58.080.5/58.08 0.5/18.020.2370.98 / 58.08xD0.98/58.08 0.02 / 18.020.984均摩尔质量M F =0.237 58.08+( 1-0.237) 18.02=27.514kg/kmolM D= 0.984 58.08+ (1-0.984) 18.02=57.439 kg/kmolM W =0.00016 58.08+( 1-0.00016) 18.02=18.026 kg/kmolF=31000000/(300 x 24) / 2
8、7.514=156.486kg/kmol 根据总物料衡算和易挥发组分的物料衡算公式F=D+W FxF DxD WxW156.486=D+W 156.486 0.237=D 0.984+W 0.00016D=37.67 W=118.81塔板数的确定最小回流比：设进料温度是泡点温度，则 q=1， xF =xq 从表 5. 丙酮水系统 tx y 数据可得 xq =0.237时， yq =0.815x DyeR min D e =0.984-0.815/0.815-0.237=0.304 y ex e确定操作回流比 ：R (1.1 2.0)Rmin为方便计算：R=2 Rmin =0.6082.1.2
9、全塔物料衡算与操作方程L=RD=0.608 37.67=22.90kmol/h L =L+F=22.90+156.486=179.39精馏段：V =（ R+1）D=V=1.608 37.67=60.57 方程：提馏段：L Wyn 1 V xn V xW =2.96X-0.00031ynRR1xn 1xD =0.38X+0.61R1理论塔板数的确定：b点为精馏段操作线的在 Y 轴的截距 b=0.61ab为精馏段操作线。D 点坐标( 0.237,0.700)cd 为提馏段操作线由图可知：精馏段塔板数： 13 提馏段塔板数： 4、全塔效率的估算用奥康奈尔法 ( O conenell )对全塔效率进行
10、估算： 根据丙酮水系统 t x(y)图可以查得：td 56.50 c (塔顶第一块板 ) xD 0.968y1 0.968x1 0.95设丙酮为 A 物质，水为 B 物质假设物质同上： yA 0.00627xA 0. 00629yB 0. 99373 xB 0.99371所以第一块板上：yA 0. 968 xA 0. 95 yB 0.032xB 0. 05可得：yA / xAaAB(D) 1.59 yB / xBt f 67.20 c(加料板 )xF 0.0937yF 0.75假设物质同上：yA 0.750xA 0. 0937 yB 0. 250 xB 0.9063可得：ayA / xA29a
11、AB(F ) 29 yB / xBtw 1000c(塔底)xW 0.00629yW 0.00627可得：aAB(W) yA / xA 0.997yB / xB所以全塔平均挥发度： a 3 aDaFaW 31. 59 29 0. 99 7 3. 58精馏段平均温度：T1 TD TF 56.5 67.2 61.85 0C22所以查前面物性常数(粘度表) ：61.85 0C 时， 水 0.53mPa s 丙酮 0. 51Pma s精xi i 0. 53 0. 2 43 0. 52 0. 757Pa 0s. 5查 85 0C 时，丙酮 - 水的组成y水 0.175x水 0. 757 y丙酮 0. 825 x丙酮 0. 243所以ET(精)=0.4(9 3.58 0.515)-0.245=0.55同理可得：提留段的平均温度T2 TB TF 100 67.2 83.60C2 2 2查表可得在 83.6 0C时ET(提)=0.4(9 3.58 0.336)-0.245=0.57四、实际塔板数N实际塔板数NTPP ET（1）精馏段：13NR= 13 =23.6 ，取整 24块，考虑安全系数加一块为 24块。 R 0.55（2）提馏段：NS（提）= 3 =5.26 ，取整 6 块，考虑安全系数加一块，为 6 块。 S（提）
