丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计
化工原理之废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计
设计题目：废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计学 院：__________________________ 班 级：_________________________ 指导教师：__________________________ 学生姓名：__________________________成 绩：__________________________药学院 制药工程102 郭莉 顾薇《化工原理》课程设计任务书一、设计题目废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计本设计项目是根据生产实际情况提出的二、设计任务及条件1、原料液组成组分组成（质量%）丙酮75水252、分离要求产品中水分含量≤0.2%（质量%）残液中丙酮含量≤0.5%（质量%）3、处理能力8.5废丙酮溶媒处理量___________吨/天（每天按24小时计）4、设计条件操作方式：连续精馏操作压力：常压进料状态：饱和液体进料回流比：根据设计经验自行确定塔填料：金属环聚鞍填料，填料规格自选塔顶冷凝器：全凝器三、设计计算内容1、物料衡算2、填料精馏塔计算⑴操作条件的确定⑵塔径的确定⑶填料层高度的确定⑷填料层压降的计算⑸液体分布器设计计算⑹接管管径的计算3、冷凝器和再沸器的计算与选型4、填料精馏塔设计图5、废丙酮溶媒回收过程工艺流程图目录一、前言1．项目来源及开发意义2．精馏塔的选择依据2.1塔型2.2填料类型二、工艺设计要求三、工艺过程设计计算1．物料衡算2．填料精馏塔计算3．冷凝器和再废器计算与选择四、问题讨论五、求塔板数图六、生产工艺流程图七、填料精馏塔设计条件图八、液体分布器图参考文献前言在制药化工生产中，常采用精馏的方式对液体混合物进行分离和提纯。
精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。
丙酮~水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。
年处理量8万吨丙酮浮阀精馏塔的设计资料
年处理量8万吨丙酮浮阀精馏塔的设计1化工原理课程设计任务书1.1设计题目浮阀连续精馏塔及其主要附属设备设计1.2工艺条件1.2.1生产能力：80000吨/年（料液）1.2.2年工作日：300天1.2.3原料组成：25%丙酮，75%水（质量分率，下同）1.2.4产品组成：馏出液99%丙酮，釜液2%丙酮1.2.5操作压力：塔顶压强为常压1.2.6进料温度：泡点1.2.7进料状况：泡点1.2.8加热方式：直接蒸汽加热1.2.9回流比：自选1.3设计内容1.3.1确定精馏装置流程，绘出流程示意图。
1.3.2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，塔板效率，实际塔板数等。
1.3.3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。
1.3.4流体力学计算流体力学验算，操作负荷性能图及操作弹性。
1.4设计结果总汇1.5主要符号说明1.6参考文献1.7后记2前言2.1 丙酮介绍丙酮，也叫醋酮又名二甲基甲酮，为最简单的饱和酮。
商业上称为阿西通或亚司通，都是英文名Acetone的译音。
示性式CH3．CO．CH3，分子式CO(CH3)2，分子量58.08。
丙酮是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味。
易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂。
易燃、易挥发，化学性质较活泼。
丙酮主要是对中枢神经系统的抑制、麻醉作用，高浓度接触对个别人可能出现肝、肾和胰腺的损害。
由于其毒性低，代谢解毒快，生产条件下急性中毒较为少见。
急性中毒时可发生呕吐、气急、痉挛甚至昏迷。
口服后，口唇、咽喉烧灼感，经数小时的潜伏期后可发生口干、呕吐、昏睡、酸中度和酮症，甚至暂时性意识障碍。
丙酮对人体的长期损害表现为对眼的刺激症状如流泪、畏光和角膜上皮浸润等，还可表现为眩晕、灼热感，咽喉刺激、咳嗽等。
丙酮的生产方法主要有异丙醇法、异丙苯法、发酵法、乙炔水合法和丙烯直接氧化法。
目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。
丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计
丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计（封面）XXXXXXX学院废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计报告题目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：一.前言1.1课题来源及意义1.2精馏塔的选择依据二．工艺设计要求2.1 进料要求2.2 分离要求2.3 物料衡算2.4 操作条件2.5 塔径计算2.6精馏段与提馏段物性参数三．工艺过程设计计算3.1泛点率3.2喷淋密度核算3.3塔高计算3.4 压降计算3.5液体分布器计算3.6布液器设计3.7 接管管径计算四．冷凝器和再沸器选型4.1 冷凝器计算选型4.2再沸器计算选型五．分析与讨论前言1.1 课题来源及意义药物生产的过程中经常会用到结晶的操作以提高产物的纯度，但是结晶操作中的洗涤步骤却需要使用大量的溶媒，这些溶媒的处理问题就成为了工艺设计过程中一个需要重点考量的问题。
例如，在盐酸四环素药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒，其主要含大量丙酮和少量水。
废丙酮溶媒的来源如下图示：图1-1 盐酸四环素生产流程示意图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，既可以降低生产费用，又能使废水排放达到生产要求。
因此，将废丙酮回收，降低排放废水中的丙酮含量，从而产生社会效益和经济效益，是一个很重要的课题。
化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
本课程设计的主要任务是对废丙酮溶媒回收中的回收塔系统进行初步的工艺计算，并且给出工艺设计图。
1.2 精馏塔的选择依据1.2.1 填料塔选择依据塔设备按其结构形式基本上可以分为两类：板式塔和填料塔。
板式塔为逐板接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、压降低，操作弹性大，持液量小等优点。
化工原理课程设计--废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计
《化工原理》课程设计设计题目：废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计学院：______ 药学院_________________班级：______10级制药1班___________指导教师：_____ _____________________学生姓名：____ ___________________成绩：__________________________一、前言 (3)1.1项目来源及开发意义 (3)1.2精馏塔的选择依据 (3)1.2.1塔型 (3)1.2.2填料类型 (4)二、设计工艺要求 (4)2.1进料要求 (4)2.2分离要求 (4)2.3塔顶冷凝器设计要求 (4)2.4塔釜再沸器设计要求 (5)2.5液体分布器设计要求 (5)2.6接管管径设计要求 (5)三、工艺过程设计计算 (5)3.1物料横算——确定塔顶、塔釜、进料流量及摩尔分率 (5)3.1.1塔顶、塔釜、进料摩尔分率 (5)3.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.1.3物料衡算 (6)3.2填料精馏塔计算 (6)3.2.1操作条件的计算 (6)3.2.2塔径的确定——D=83.2.3填料层高度的确定 (13)3.2.4填料层压降的计算 (13)3.2.5液体分布器设计计算 (14)3.2.6接管管径的确定 (14)3.3冷凝器和再沸器的计算与选型 (16)3.3.1冷凝器 (16)3.3.2再沸器 (17)四．设计方案讨论 (18)一、前言塔设备是化工、石油等工业中广泛使用的重要生产设备，用以实现蒸馏的塔设备称为蒸馏塔，这类塔设备的基本功能在于提供气、液两相充分接触的机会，使质、热两种传递过程能够迅速有效地进行，还要能使接触之后的气液两相及时分开，互不夹带。
根据塔内气液接触部件的结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。
板式塔内沿塔高度装有若干层塔板，液体靠重力作用由顶部逐板流向塔釜，并在各块板面上形成流动的液层，气体靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
丙酮精馏填料塔课程设计
丙酮精馏填料塔课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握丙酮精馏填料塔的基本原理、设计和应用。
通过本课程的学习，学生应能够：1.描述丙酮精馏填料塔的工作原理和特点。
2.分析并评价填料塔的设计参数和性能。
3.应用丙酮精馏填料塔进行实际问题的分析和解决。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.丙酮精馏填料塔的基本原理：介绍丙酮精馏填料塔的工作原理、分类和性能。
2.填料塔的设计：讲解填料塔的设计方法、参数选择和计算。
3.填料塔的应用：分析丙酮精馏填料塔在实际工业中的应用和案例。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：通过讲解丙酮精馏填料塔的基本原理、设计和应用，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：分析实际案例，使学生更好地理解丙酮精馏填料塔的应用。
3.实验法：安排实验室实践，让学生亲身参与丙酮精馏填料塔的设计和操作。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，增强课堂的趣味性和生动性。
4.实验设备：准备实验所需的设备，让学生亲身体验丙酮精馏填料塔的操作。
五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业和考试等方面，以全面、客观地评估学生的学习成果。
1.平时表现：通过课堂参与、提问和讨论等方式，评估学生的课堂表现和积极性。
2.作业：布置相关的作业，评估学生的理解和应用能力。
3.考试：安排期末考试，全面测试学生对丙酮精馏填料塔知识的掌握程度。
六、教学安排本课程的教学安排将紧凑合理，确保在有限的时间内完成教学任务。
具体安排如下：1.教学进度：按照教学大纲，有序地进行教学内容的讲解和实践。
2.教学时间：根据学生的作息时间，合理安排课堂时间和课后实践时间。
3.教学地点：选择适当的教室和实验室，为学生提供良好的学习环境。
环境工程原理课程设计 丙酮吸收填料塔
环境工程原理课程设计题目水吸收丙酮填料塔设计学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2014年6月16日目录第一章设计任务书 (3)1.1 设计题目 (3)1.2 设计任务及操作条件 (3)1.3 设计内容 (3)1.4 设计要求 (3)第二章设计方案的确定 (4)2.1 设计方案的内容 (4)2.1.1 流程方案的确定 (4)2.1.2 设备方案的确定 (4)2.2 填料的选择 (5)第三章吸收塔的工艺计算 (6)3.1 基础物性数据 (6)3.1.1 液相物性数据 (6)3.1.2 气相物性数据 (6)3.1.3气液平衡相数据 (7)3.2 物料衡算 (7)3.3 填料塔塔径的计算 (8)3.3.1 泛点气速的计算 (8)3.3.2 塔径的计算及校核 (9)3.4.1 气相总传质单元数的计算 (10)3.4.2 气相总传质单元高度的计算 (10)3.5 填料塔流体力学校核 (12)3.5.1 气体通过填料塔的压降 (12)3.5.2 泛点率 (13)3.5.3 气体动能因子 (13)第四章塔内辅助设备的选择和计算 (13)4.1 液体分布器 (13)4.2 填料塔附属高度 (14)4.3 填料支承装置 (15)4.4 填料压紧装置 (15)4.5 液体进、出口管 (15)4.6 液体除雾器 (16)4.7 筒体和封头 (17)4.8 手孔 (17)4.9 法兰 (17)4.10 裙座 (19)第五章设计计算结果总汇表 (20)第六章课程设计总结 (23)参考文献 (24)附录 (25)第一章设计任务书1.1 设计题目水吸收丙酮填料塔设计1.2 设计任务及操作条件（1）气体处理量：1820 m3/h（2）进塔混合气含丙酮5%（V ol），进塔温度35℃（3）进塔吸收剂（清水）温度：25℃，吸收剂的用量为最小用量的1.3倍（4）丙酮回收率：90%（5）操作压力：常压（6）每天工作24小时，一年300天1.3 设计内容（1）确定吸收流程（2）物料衡算，确定塔顶塔底的气液流量和组成（3）选择填料、计算塔径、填料层高度、填料分层、塔高（4）流体力学特性校核：液气速度求取、喷淋密度校核、填料层压降计算（5）附属装置的选择与确定：液体喷淋装置、液体再分布器、气体进出口及液体进出口装置、栅板1.4 设计要求（1）设计说明书内容①目录和设计任务书②流程及流程说明③设计计算及结果总汇表④对设计成果的评价及讨论⑤参考文献（2）绘制填料塔设计图第二章设计方案的确定2.1 设计方案的内容2.1.1 流程方案的确定本工艺采用清水吸收丙酮，为易溶气体的吸收过程，由于逆流操作传质推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高，故选用逆流操作，即气体自塔低进入由塔顶排出，液体自塔顶进入由塔底排出。
天津大学废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计
《化工原理》课程设计报告废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计学院专业班级学号姓名指导教师目录一、课题的来源及意义1.1课题的来源 (2)1.2课题的意义 (2)1.3方法的依据 (2)二、工艺设计要求 (3)三、工艺过程设计计算3.1物料衡算 (3)3.2精馏塔设计计算3.2.1操作条件的确定 (4)3.2.2塔径计算 (11)3.2.3填料层高度计算 (16)3.2.4 填料层压降计算 (18)3.2.5液体分布器计算 (18)3.2.6接管管径计算 (19)3.3冷凝器与再沸器计算与选型3.3.1冷凝器的计算与选型 (20)3.3.2再沸器的计算与选型 (21)四、问题讨论 (23)五、生产工艺流程简图（附图） (27)六、填料精馏塔设计条件图（附图） (28)一、课题的来源及意义1.1课题的来源废丙酮溶媒来自于抗生素类药物“盐酸四环素”的生产过程。
1.2课题的意义：1）回收废丙酮溶媒母液中的丙酮循环利用可以降低生产成本，具有很高的经济效益。
2）回收废丙酮溶媒可以减少环境污染，具有一定的社会效益。
1.3方法的选择：丙酮和水二元物系，在常压下水的沸点100℃，丙酮沸点56.2℃，其沸点相差43.8℃。
由于沸点相差较大，故可以选用精馏操作。
为了提高生产能力，降低操作费用，宜选用连续精馏的操作方式。
精馏塔可以分为板式塔和填料塔。
与板式塔相比，填料塔具有如下特点：1)生产能力大；2)分离效率高；3)压力降小；4)持液量小；5)操作弹性大。
故选用填料塔进行分离。
丙酮—水物系分离的难易程度适中，气液负荷适中，设计中选用金属环矩鞍填料。
丙酮在常压下的沸点为56.2℃，故可采用常压操作，用30℃的循环水进行冷凝。
塔顶蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流，一部分经产品冷却器冷凝后送至储槽。
塔釜选用再沸器进行间接加热。
综上，此任务选择在填料塔中进行，采用常压连续精馏的方法完成。
四环素碱丁醇水 25％ 丙酮溶媒丙酮 99.8％水 0.2％精制丙酮 75％废丙酮溶媒回收丙酮的流程是：二、工艺设计要求2.1原料液组成：2.2分离要求：产品中水分含量 ≤ 0.2% （质量％） 釜残液中丙酮含量 ≤ 0.5%2.3处理能力：废丙酮溶媒处理量14吨 / 天（每天按24小时计）。
丙酮吸收塔技术方案
丙酮吸收塔技术方案
在化工生产中，丙酮是一种常用的有机溶剂，其吸收塔技术方案对生产过程起着至关重要的作用。
丙酮吸收塔主要用于从气相中吸收丙酮，以实现气液相质量传递和分离。
设计一个高效的丙酮吸收塔技术方案，可以提高生产效率和产品质量，降低生产成本，保护环境。
首先，丙酮吸收塔的设计需要充分考虑生产工艺参数和原料气体的性质。
根据实际情况确定吸收剂的种类和浓度，以及丙酮在气相中的浓度和流量。
同时，还需要考虑塔内填料的选择和塔板的布置，确保气液接触充分、传质效果好。
其次，丙酮吸收塔技术方案还需要考虑操作条件和控制系统。
合理的操作条件可以提高吸收效率，降低能耗。
控制系统应能够实时监测塔内气相和液相的流量、温度和压力等参数，实现自动化控制和调节。
另外，丙酮吸收塔的安全性和稳定性也是设计方案需要重点考虑的问题。
需要保证塔内气体不泄漏，液体不外溢，以及避免因操作失误或突发情况引发的安全事故。
在设计方案中要充分考虑安全阀、泄压装置等安全设施的设置，确保生产过程安全可靠。
总的来说，丙酮吸收塔技术方案的设计需要综合考虑工艺参数、操作条件、控制系统、安全性等多个方面的因素。
通过科学合理的设计，可以实现丙酮吸收过程的高效、安全、稳定运行，为化工生产提供有力的保障。
同时，也可以为环保节能做出积极贡献。
希望未来在丙酮吸收塔技术方案的研发和应用中，能够不断完善和提升，为工业生产和社会发展做出更大的贡献。
丙酮水溶液精馏塔的工艺设计流程
丙酮水溶液精馏塔的工艺设计流程
1. 嘿，这丙酮水溶液精馏塔的工艺设计啊，就像是给一群调皮的小丙酮分子和水娃娃建一个超级严格的训练营。
2. 首先呢，原料进口就像一个大门，丙酮水溶液就像一群乌合之众涌进来。
3. 精馏塔那塔身啊，好似一个巨大的魔法管道，要把这些分子们分个清清楚楚。
4. 塔板就像是一层层的筛子，专门来筛选丙酮和水这对难解难分的小伙伴。
5. 加热装置如同一个暴躁的大火龙，不断给溶液加热，让它们活跃起来。
6. 那些丙酮分子啊，就像一个个轻装上阵的小跳蚤，加热后就想往上蹦跶。
7. 而水呢，相对就像一群稳重的老乌龟，行动没那么敏捷。
8. 上升的蒸汽就像一群急于奔向自由的飞鸟，在塔内横冲直撞。
9. 回流系统就像是一个严厉的教官，把那些乱跑的分子又拉回来重新训练。
10. 冷凝器像是一个冷酷的大冰箱，把热气腾腾的蒸汽瞬间变得冷静下来。
11. 塔顶采出的丙酮就像被选拔出来的精英部队，纯度那叫一个高。
12. 塔釜的水呢，仿佛是被淘汰的士兵，只能留在底部。
13. 温度计就像一个监工，时刻盯着塔里的温度，稍微不对就会大喊大叫。
14. 压力计如同一个气压警察，维护着塔里的压力秩序。
15. 精馏塔的填料，那可是像迷宫一样，分子们在里面晕头转向才能被分开。
16. 整个精馏过程就像一场超级大的分子选秀，只有最纯的丙酮才能C 位出道。
17. 塔的保温层就像给这个魔法塔穿上的厚棉衣，防止热量偷偷溜走。
18. 控制系统像是一个超级大脑，指挥着整个丙酮水溶液精馏塔的工艺过程有条不紊地进行。
丙酮填料吸收塔设计
内蒙古科技大学本科生课程设计说明书题目：丙酮填料吸收塔学生姓名：黄也学号：1266115209专业：化学工程与工艺班级：化工12-2指导教师：赫文秀教授摘要气液两相的分离是通过它们密切的接触进行的，在正常操作下，气相为连续相而液相为分散相，气相组成呈连续变化，气相中的成分逐渐被分离出来，属微分接触逆流操作过程。
填料塔具有较高的分离效率，因此根据丙酮和空气的物理性质和化学性质分析，应该采用填料塔来分离气相中的丙酮。
本次设计任务是针对二元物系的吸收问题进行分析、设计、计算、核算、绘图，是较完整的吸收设计过程，并通过对填料塔及其填料的计算，可以得出填料塔和填料及附属设备的各种设计参数。
由于此分离技术较成熟分离效率也很高所以在工程应用上特别广。
关键词：纯水；丙酮；填料；填料塔；填料层高度目录第一章概述与设计方案的确定- 1 -1.1概述- 3 -1.2填料塔简述- 4 -1.3设计方案的确定- 4 -1.3.1装置流程的确定- 4 -1.3.2填料的选择- 5 -1.3.3吸收剂的选择- 6 -第二章设计计算- 7 -2.1基础物性数据- 7 -2.1.1液相物性数据- 7 -2.1.2气相物性数据- 7 -2.1.3气液相平衡数据- 8 -2.2物料衡算- 8 -2.3填料塔的工艺尺寸的计算- 9 -2.3.1塔直的计算- 9 -2.3.2填料层高度计算- 11 -2.3.3填料塔总压降计算- 15 -第三章填料塔的附属设备选型- 18 -3.1液体分布器的选择- 18 -3.1.1液体分布器简要概述- 18 -3.1.2液体分布器的选型- 18 -3.1.3分布点密度的计算- 18 -3.2吸收塔的主要接管尺寸的计算- 19 -3.2.1气相管径- 20 -3.2.2液相管径- 20 -3.3辅助设备的选型- 20 -3.3.1填料支承设备- 20 -3.3.2填料压紧装置- 21 -3.3.3除沫装置- 21 -3.3.4离心泵的选择- 21 -3.4塔高的确定- 21 -3.4.1塔附属高度的计算- 21 -3.4.2塔底液体保持管高度- 21 -3.4.3塔的高度- 21 -参考文献- 22 -结束语- 23 -第一章概述与设计方案的确定1.1概述化工生产过程中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是混合物，而且大部分都是均相物系。
废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计
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)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。
丙酮回收精馏系统设计方案
丙酮回收精馏系统设计方案
1. 前言
根据甲方要求，我方根据甲方提供的原料特性，采用工程模拟软件进行了详细的工艺流程模拟计算，根据模拟计算结果，结合多年工程设计经验，形成了本次精馏系统设计方案。
2. 设计基础
原料组成
要求：丙酮产品纯度达到99.0wt%以上；每批处理原料量为12吨。
3. 工艺流程
采用间歇精馏流程：原料分批进入T1产品塔塔釜内，气液两相在高效填料表面进行热量和质量传递，首先在较小的回流比下由塔顶得到合格的丙酮产品，待产品纯度下降后，增加回流比，再采出一部分产品，待丙酮纯度下降时，采出过渡馏分，这部分馏分可以投入下一批操作，最终在塔釜得到重组分脂肪和水的混合物。
4. 结构说明
T1产品塔采用常压操作，设计塔径为φ800mm，采用高效TJHR-Ⅲ型填料，填料高度为11000mm，共分成两段，各段高度分别为5500mm、5500mm。
塔顶和填料段间采用高弹性的液体分布器，填料段之间配置高效液体收集器。
塔顶热负荷为253183.3kcal/hr，塔顶温度为56.2℃，使用30℃循环水进行冷凝，一级冷凝器换热面积约为60m2，二级捕集冷凝器换热面积约为20m2；
塔底热负荷为299484.9kcal/hr，塔釜温度为107.7℃，采用5kgf/cm2蒸汽进行加热，降膜蒸发器换热面积约为30m2，U形管加热器面积约为10m2。
塔釜容积18.0方，底部设有夹套加热。
丙酮气体填料吸收塔的设计
第一章丙酮气体填料吸收塔的设计1.1概述吸收是利用气体在液体中的溶解度差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
用于吸收的设备类型很多，如我们常见的填料塔、板式塔、鼓泡塔和喷洒塔等。
但工业吸收操作中更多的使用填料塔，这是由于填料塔具有结构简单、容易加工，便于用耐腐蚀材料制造，以及压强小、吸收效果好、装置灵活等优点，尤其使用于小塔径的场合。
1.2 设备的选用在本次课设中，要求用地下水吸收丙酮气体，且丙酮含量较低，故选用填料塔。
这是由于填料塔具有结构简单、容易加工，便于耐腐蚀材料制造，以及生产能力大、压降小、吸收效果好、操作弹性大等优点。
在工业吸收操作中，填料塔被广泛应用。
填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，它的结构和安装相对于板式塔简单。
塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。
支撑板上的填料有乱堆和整砌两种方式。
填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。
填料层中的液体有向塔壁流动的趋势，因此填料层较高时往往将其分为几段，每一段填料层上方设有再分布器，将沿塔壁流动的液体导向填料层内。
近些年来，由于性能优良的新型填料不断开发，改善了填料层内气液两相的分布与接触情况。
促使填料塔的应用日趋广泛。
1.3 流程方案的确定1.3.1 流程方案用地下水吸收，水来自地下或水槽，由于是逆流操作，需要泵将水抽到塔顶；还需一个泵将吸收液送走，由于丙酮不具有腐蚀性，故不需要防腐泵。
气体则需选用风机。
泵和风机一个型号需配置两台，供替换使用。
详细流程参见流程图。
1.3.2流程布置由于逆流操作时平均推动力大，吸收剂利用率高，完成一定分离任务所需传质面积小，故可以暂定为逆流。
对于无相变传热，当冷、热流体的进、出口温度一定时，逆流操作的平均推动力大于并流，因而传递同样的热流量，所需传热面积较小。
就增加传热推动力而言，逆流操作总是优于并流。
此时吸收剂用量未知，我们可以按照逆流进行物料衡算得出吸收剂用量后，以此作为一个评判标准，判断是否该用逆流。
丙酮气体填料吸收塔的设计
第一章丙酮气体填料吸收塔的设计1.1概述吸收是利用气体在液体中的溶解度差异来分离气态均相混合物的一种单元操作。
用于吸收的设备类型很多，如我们常见的填料塔、板式塔、鼓泡塔和喷洒塔等。
但工业吸收操作中更多的使用填料塔，这是由于填料塔具有结构简单、容易加工，便于用耐腐蚀材料制造，以及压强小、吸收效果好、装置灵活等优点，尤其使用于小塔径的场合。
1.2 设备的选用在本次课设中，要求用地下水吸收丙酮气体，且丙酮含量较低，故选用填料塔。
这是由于填料塔具有结构简单、容易加工，便于耐腐蚀材料制造，以及生产能力大、压降小、吸收效果好、操作弹性大等优点。
在工业吸收操作中，填料塔被广泛应用。
填料塔是气液呈连续性接触的气液传质设备，它的结构和安装相对于板式塔简单。
塔的底部有支撑板用来支撑填料，并允许气液通过。
支撑板上的填料有乱堆和整砌两种方式。
填料层的上方有液体分布装置，从而使液体均匀喷洒于填料层上。
填料层中的液体有向塔壁流动的趋势，因此填料层较高时往往将其分为几段，每一段填料层上方设有再分布器，将沿塔壁流动的液体导向填料层内。
近些年来，由于性能优良的新型填料不断开发，改善了填料层内气液两相的分布与接触情况。
促使填料塔的应用日趋广泛。
1.3 流程方案的确定1.3.1 流程方案用地下水吸收，水来自地下或水槽，由于是逆流操作，需要泵将水抽到塔顶；还需一个泵将吸收液送走，由于丙酮不具有腐蚀性，故不需要防腐泵。
气体则需选用风机。
泵和风机一个型号需配置两台，供替换使用。
详细流程参见流程图。
1.3.2流程布置由于逆流操作时平均推动力大，吸收剂利用率高，完成一定分离任务所需传质面积小，故可以暂定为逆流。
对于无相变传热，当冷、热流体的进、出口温度一定时，逆流操作的平均推动力大于并流，因而传递同样的热流量，所需传热面积较小。
就增加传热推动力而言，逆流操作总是优于并流。
此时吸收剂用量未知，我们可以按照逆流进行物料衡算得出吸收剂用量后，以此作为一个评判标准，判断是否该用逆流。
丙酮填料塔设计
湖北大学化学化工学院课程设计（2）设计题目：丙酮填料塔设计任务书学生姓名胡斌胡凡席嶅余焕专业化学工程与工艺年级2007级指导老师杨世芳日期2010年6月前言 (3)第一部分丙酮填料塔设计 (4)一、设计任务和操作条件 (4)二、设计方案的确定及流程的选择 (4)三、物料计算 (4)四、热量衡算 (5)五、气液平衡曲线 (5)六、吸收剂水的用量 (6)七、塔径计算 (7)1、填料的选择 (7)2、塔径的校正 (8)八、单位填料层压强降 (8)九、填料层高度的计算 (10)十、填料吸收塔的附属设备 (12)1、分布器的设计 (12)2、风机的选取 (12)3、填料支承板 (13)4、填料压板和床层限制板 (13)5、气体进出口装置和排液装置 (13)第二部分设计总结 (14)第三部分附录 (14)在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。
其作用实现气—液相或液—液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的过程。
它广泛用于蒸馏、吸收、萃取、等单元操作，随着石油、化工的迅速发展，塔设备的合理造型设计将越来越受到关注和重视。
塔设备有板式塔和填料塔两种形式，下面我们就填料塔展开叙述。
填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。
过去，填料塔多推荐用于0.6至0.7m以下的塔径。
近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。
气体吸收过程是化工生产中常用的气体混合物的分离操作，其基本原理是利用气体混合物中各组分在特定的液体吸收剂中的溶解度不同，实现各组分分离的单元操作。
板式塔和填料塔都可用于吸收过程，此次设计用填料塔作为吸收的主设备。
第一部分丙酮填料塔设计一、设计任务和操作条件入塔气体中空气含丙酮为175g/m3干空气（标态），干空气温度为25℃，压力为101.3 kPa，相对湿度为70%，处理气体量600~1 000m3/h。
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（封面）XXXXXXX学院废丙酮溶媒回收过程填料精馏塔设计报告题目：院（系）：专业班级：学生姓名：指导老师：一.前言1.1课题来源及意义1.2精馏塔的选择依据二．工艺设计要求2.1 进料要求2.2 分离要求2.3 物料衡算2.4 操作条件2.5 塔径计算2.6精馏段与提馏段物性参数三．工艺过程设计计算3.1泛点率3.2喷淋密度核算3.3塔高计算3.4 压降计算3.5液体分布器计算3.6布液器设计3.7 接管管径计算四．冷凝器和再沸器选型4.1 冷凝器计算选型4.2再沸器计算选型五．分析与讨论前言1.1 课题来源及意义药物生产的过程中经常会用到结晶的操作以提高产物的纯度，但是结晶操作中的洗涤步骤却需要使用大量的溶媒，这些溶媒的处理问题就成为了工艺设计过程中一个需要重点考量的问题。
例如，在盐酸四环素药物生产过程中，需要用丙酮溶媒洗涤晶体，洗涤过滤后产生废丙酮溶媒，其主要含大量丙酮和少量水。
废丙酮溶媒的来源如下图示：图1-1 盐酸四环素生产流程示意图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，既可以降低生产费用，又能使废水排放达到生产要求。
因此，将废丙酮回收，降低排放废水中的丙酮含量，从而产生社会效益和经济效益，是一个很重要的课题。
化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
本课程设计的主要任务是对废丙酮溶媒回收中的回收塔系统进行初步的工艺计算，并且给出工艺设计图。
1.2 精馏塔的选择依据1.2.1 填料塔选择依据塔设备按其结构形式基本上可以分为两类：板式塔和填料塔。
板式塔为逐板接触式汽液传质设备，它具有结构简单、安装方便、压降低，操作弹性大，持液量小等优点。
同时也有投资费用较高，填料易堵塞等缺点。
填料塔的基本特点是结构简单，压力降小，传质效率高，便于采用耐腐蚀材料制造等，对于热敏性及容易发泡的物料，更显出其优越性。
过去，填料塔多推荐用于0.6~0.7m以下的塔径。
近年来，随着高效新型填料和其他高性能塔内件的开发，以及人们对填料流体力学、放大效应及传质机理的深入研究，使填料塔技术得到了迅速发展。
塔型的选择因素很多。
主要有物料性质、操作条件、塔设备的制造安装和维修等。
本设计目的是分离丙酮-水混合液，物系的处理量不大，为792，并且物系不宜发泡，因此采用填料精馏塔。
即可以保证高效的完成分离任务，又可以节约设备成本。
1.2.2 金属环矩鞍填料的依据塔填料是填料塔中气液接触的基本构件，其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素，因此，填料塔的选择是填料塔设计的重要环节。
填料类型有很多，根据装填方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。
散装填料根据特点不同，又可分为拉西环填料、鲍尔环填料、阶梯环填料及弧鞍填料、矩鞍填料、环矩鞍填料等。
由于金属环矩鞍填料为目前填料塔中最常用的一类填料之一，理论数据丰富有利于本次设计，因此我们选择了金属环矩鞍填料。
2. 工艺设计要求2.1.进料要求进料采用饱和液体进料，废丙酮处理量为每天21吨，每天按24小时计2.2分离要求产品中水分含量≤0.2％（质量％）残液中丙酮含量≤0.3％（质量％）2.3物料衡算2.3.1原料液及塔顶、塔釜产品摩尔分率丙酮的摩尔分率：原料：精馏：提馏：2.3.2原料液及塔顶塔釜差评的平均摩尔质量原料液：精馏段：提馏段：2.3.3物料恒算由得：2.3.4原料液及塔顶、塔釜产品质量流率2.4操作条件2.4.1操作压力操作压力选择为常压，760mmHg2.4.2操作温度（已知P, y，求t）塔顶温度计算：假设根据安托尼方程：其中，为饱和蒸汽压，mmHg，T为温度，K 安托尼常数丙酮：水：得：则：又：可得其中得到同理得，则假设不成立，重新假设T 设T为330.35K得，不成立取T为330.36K成立塔顶温度为330.36K进料温度计算假设T为361K得：则：又：可得其中得到同理得则假设不成立，重新假设T 设T为360.86K得，成立塔顶温度为360.86K塔釜温度计算假设T为373K得：则：又：可得其中得到同理得则假设不成立，重新假设T 设T为373.15K得，成立塔顶温度为373.15K2.5塔径计算2.5.1最小回流比及理论板数根据已知的常压下丙酮-水气液平衡数据作图图1.常压下丙酮-水气液平衡曲线在y=x上取点，即点（0.9936,0.9936），过该点做气液平衡曲线的切线，求得切点坐标为（0.9483,0.9600），如下图所示图2.过点（0.9936,0.9936）做曲线切线局部放大后如右图图3.切线局部放大图最小回流比为操作回流比为精馏段操作方程为：q线方程：饱和液体进料，q=1，为与x轴垂直直线，与精馏段方程相交于（0.4821,0.5840）通过精馏段操作方程及q线方程交底与（0.00093,0.00093）连线为提馏段方程：得下图图4.操作线方程通过作图法确定理论板数图5.理论板数图图6.理论半数局部放大图由作图法可得总计理论板数：24块精馏段：21块提馏段：3块进料位置：第20块再沸器：第25块2.6精馏段与提馏段物性参数塔顶物性参数：塔顶温度：330.36K，57.21℃气相流量：液相流量：气相组成：液相组成：通过二次差值得气相质量分率：液相质量分率：气相平均摩尔质量：液相平均摩尔质量：气相密度：液相密度：得：液相黏度：得进料物性参数：塔顶温度：360.86K，87.21℃气相流量：液相流量：液相组成：气相组成：通过二次差值得气相质量分率：液相质量分率：气相平均摩尔质量：液相平均摩尔质量：气相密度：液相密度：得：液相黏度：得塔釜物性参数：塔顶温度：373.15K，100℃气相流量：液相流量：液相组成：气相组成：通过二次差值得气相质量分率：液相质量分率：气相平均摩尔质量：液相平均摩尔质量：气相密度：液相密度：得：液相黏度：得计算结果如下表：塔顶进料塔釜精馏段提馏段温度t 57.2100 87.2100 100.0000 72.2100 93.6050 气相流量V 57.0090 57.0090 57.0090 57.0090 57.0090 液相流量L 45.6481 72.0859 72.0859 58.8670 72.0859 气相组成y 0.9936 0.8373 0.0053 0.9155 0.4213 液相组成x 0.9907 0.4821 0.0009 0.7364 0.2415 气相质量分率0.9980 0.9431 0.0172 0.9706 0.4802液相质量分率0.9971 0.7500 0.0030 0.8736 0.3765气相平均摩尔质57.8236 51.5622 18.2363 54.6929 34.8993 量液相平均摩尔质57.7074 37.3330 18.0573 47.5202 27.6952 量气相密度 2.1332 1.7424 0.5960 1.9378 1.1692 液相密度750.6380 767.4282 957.3026 759.0331 862.3654 液相粘度0.2614 0.2441 0.2832 0.2528 0.26372.6.1采用“埃克特通用关联图”计算泛点气速及塔径对于散装填料，其泛点率的经验值为精馏段：埃克特通用关联图中横坐标为：由图中得出纵坐标为0.19则其中，选择型填料则填料因子带入计算得取提馏段：埃克特通用关联图中横坐标为：由图中得出纵坐标为0.20则其中，选择型填料则填料因子带入计算得取2.6.2圆整塔径计算精馏段：提馏段：圆整塔径，取3.过程设计计算3.1泛点率精馏段：提馏段：因此，精馏段与提馏段的泛点率均在0.5~0.85之间，塔体为常压操作，550mm 塔径符合要求。
3.2喷淋密度核算精馏段：最小喷淋密度其中，提馏段：最小喷淋密度其中，3.3塔高计算3.3.1填料层高度等板高度为0.446精馏段：提馏段：3.3.2填料层高度校核金属环矩鞍填料，最大填料层高度应小于6m，分塔效率与塔径之比为5~8.精馏段，需要分段，，因此将精馏段分为3段，提馏段不用分段。
3.4压降计算3.4.1精馏段填料层压降计算横坐标：U=1.8814m/s，纵坐标由关联图可得：3.4.2提馏段填料层压降计算横坐标：U=1.9403m/s，纵坐标由关联图可得：3.4.3总压降3.5液体分布器计算分布点密度在220~260内选取，计算分布器布液点数。
选取分布点密度为230，计算布液点数为：孔流速计算取值为0.5~0.6，取则n=55，，其中小孔孔径为，个数为55，合适。
3.6布液器设计布点如图3.7接管管径计算3.7.1进料管管径计算对于液体u一般选在0.5~1.0m/s之间，选择流速为0.8m/s圆整后取直径为40mm3.7.2塔底气相管管径计算选择气体流速为10m/s圆整后取直径为250mm3.7.3塔顶气相管管径计算选择气体流速为10m/s圆整后取直径为240mm3.7.4塔顶液相管管径计算选择流速为0.8m/s圆整后取直径为40mm3.7.5塔釜液相管管径计算选择流速为0.8m/s圆整后取直径为25mm4.冷凝器与再沸器设计与选型4.1冷凝器选型与总传热系数的核算查的丙酮的气化潜热为，冷水温差取8℃K取查表得：总传热系数核算：冷凝器选取：G-400-Ⅳ-16-40冷凝水用量：，由得水的消耗量4.2再沸器选型与总传热系数的核算纯水的气化潜热为再沸器用0.3Mpa的饱和水蒸气做为加热媒介，t=133.3℃，塔釜温度为100℃。
K取查表得：总传热系数核算：再沸器选取：GCH-800-10-55蒸汽消耗量5.分析与讨论5.1如何提高塔的工作效率增、降压操作若设备及工艺条件允许适当增、降塔压是提高填料塔处理能力的最好办法。
在常压附近提高压力可使处理量提高，低压、相对挥发度高及相对挥发度随压力变化不大时增压操作对处理量提高最大。
压力较高则有时降低压力可提高处理能力，在高压、相对挥发度低及相对挥发度随压力升高而降低很大的场合，降压操作处理量提高较大。
5.2为什么选用填料塔填料塔和板式塔的比较：1.填料塔是连续式的气液传质设备，气液两相间呈连续逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈连续变化。
2.板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热，气液两相组分的浓度沿塔高呈阶梯式变化。
塔径不大时，填料塔因结构简单而造价便宜。
填料塔适用于易起泡物系和腐蚀性物系，因填料对泡沫有限制和破碎的作用，可以采用瓷质填料。