目 录
一、前言……………...........……………………………………………….....………3 1.1课题的来源及背景………………………………………………………….3 1.2 课题的意义………………………………………………………………....3 1.3精馏塔的选择依据………………………………………………………….4 1.3.1选择填料塔的依据…………………………………………....……….4 1.3.2选择金属环矩鞍填料的依据……………………….......................…..4 二、工艺设计要求…………………………..……………………………......……....5
2.1进料要求……………………………………………………………………..5 2.2分离要求……………………………………………………………………..5 2.3液体分布器设计要求………………………………………………………..5 2.4接管管径设计要求....………………………………………………………..5 2.5塔顶冷凝设计要求…………………………………………………………..5 2.6塔釜再沸器设计要求………………………………………………………..5 2.7填料层设计要求…....………………………………………………………..5 三、工艺过程设计计算………………………………..………………......…………6
3.1物料衡算……………………………………………………………………..6 3.1.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率……………………………….6 3.1.2原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量………………………….6 3.1.3物料恒算……………………………………………………………….6 3.1.4原料液及塔顶、塔釜产品的质量流率………………………………..6 3.1.5物料恒算表…………………………………………………………….7 3.2精馏塔设计计算…………………………............................………………..7
3.2.1操作温度……………………………………………………………….7 3.2.2塔径计算……………………………………………………………...10 3.2.2.1计算最小回流比及理论板数……………………….......…...10 3.2.2.2计算精馏段和提馏段的物性参数……………………..........14 3.2.2.3采用埃克特通用关联图计算泛点气速及塔径......................16
3.2.2.4圆整塔径后验算…………………...........…………………...17 3.2.3塔高计算………………………………...........................................…18
3.2.3.1填料层高度…………………………................................…..18 3.2.3.2填料层高度校核…………………................................……..18 3.2.4压降计算……………………………….......................................……19 3.2.4.1精馏段填料层压降……………..........................……………19 3.2.4.2提馏段填料层压降…………………….........................…….19 3.2.4.3填料层高度和压降汇总……………….......................……...19 3.2.5液体分布器计算………………………...............................…………19 3.2.5.1液体分布器的选型………….......................………………...19 3.2.5.3孔流速计算……………………...............................………...20 3.2.5.4布液计算………………………..............................………....20 3.2.5.5布液器设计…………………...............................…………...20 3.2.6接管管径计算………………………………...................................…20 3.2.6.1进料管管径的计算…………………...........................……...20
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3.2.6.2 进气管管径的计算………………………………...………..20 3.2.6.3出气管管径的计算………………………………….......…...21 3.2.6.4 回流管管径的计算………………………………….............21 3.2.6.5 出液管管径的计算……………………………………….....21 3.2.6.6接管管径计算结果………………………………………......21 3.3冷凝器与再沸器计算与选型………………………………………………22
3.3.1冷凝器……………………………………………………...................22 3.3.1.1冷凝器换热面积计算………………………………………..22 3.3.1.2冷凝器的选型…………………………………………….....22 3.3.1.3总传热系数的核算………………………………………......22 3.3.1.4冷凝水用量计算……………………………………………..22 3.3.2再沸器…………………………………………………………….......22 3.3.2.1再沸器换热面积计算………………………………………..22 3.3.2.2再沸器的选型 …………………………………………........23 3.3.2.3总传热系数的核算…………………………………....…......23 3.3.2.4再沸量计算………………………………......………..……..23
四、问题讨论…………………………………..……………………….....………...24
4.1理论板和恒摩尔流假定的说明……..……………………….....……..…...24 4.2回流比的确定………………………..……………………….....…..……...24 4.3塔径的确定…………………………..……………………….....…..……...24 4.4填料层高度的确定…………………..……………………….....…..……...24 4.5精馏塔操作温度的确定……………..……………………….....…..……...24 4.6再沸器和冷凝器的热量衡算及选型…..…………………….....…..……...24 五、填料精馏塔设计条件图………………….…………………..............................25 六、废丙酮溶媒回收过程工艺流程图 …………………….............................……25 附录一 附录二
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一、 前 言
1.1课题的来源及背景
废丙酮溶媒来自于抗生素类药物“盐酸四环素”的生产过程，在二次操作中用丙酮来溶解和洗涤粗晶体，再通过结晶和过滤，得到产品盐酸四环素晶体和废丙酮溶媒。在废丙酮溶媒中，丙酮含量颇高，占到75%，而水占25%（质量分数），故可以通过精馏操作来回收丙酮以重复利用。
“盐酸四环素”的生产过程如下图所示：
1.2 课题的意义
废液中由于含有大量丙酮，不能直接排放到环境中，如果进行丙酮回收，既可以降低盐酸四环素的生产成本，又能使废水排放达到生产要求，达到保护环境、可持续发展的目的。这样做，不但具有很好的经济效益，而且可以获得可观的经济效益和社会效益，可谓是一举多得。因此，将废丙酮回收，降低排放废水中的丙酮含量，是一个很重要的课题。
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