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制药工程原理课程设计报告（制药工程学院）设 计 题 目： 苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计专 业 班级：指 导 教师：学 生 姓名：设 计 地 点：设 计 日 期：制药工程原理课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计二、设计任务及操作条件年处理量：4419 kg/h料液初温：25℃料液浓度：45%（苯的质量分数）塔顶产品浓度：98.5% 塔底釜液含甲苯量不低于98%（以质量计）每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）精馏塔塔顶压强：4KPa（表压）冷却水温度：25℃饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2（表压）(1kgf/cm2=98.066KPa)设备形式：筛板（浮阀）塔进料热状况 泡点进料，q=1；回流比 2.066单板压降 ≦0.7kPa厂址：贵州地区三、设计内容及要求1. 设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。2. 设计计算过程： ① 工艺计算及主体设备的设计计算。包括工艺参数的选定、物料衡算、热量衡算、主体设备结构和工艺尺寸的设计计算、塔板流体力学验算等。 ② 辅助设备的选型计算。通过计算选定典型辅助设备的规格型号（选做）。3. 图纸： ① 工艺流程图草图。② 主体设备工艺条件图。4. 设计结果汇总。5. 设计结果评述。6. 参考文献。前 言通过两个学期对制药工程原理的理论课学习，同学们或多或少了解了一些化工单元操作在制药领域的应用，但只有理论知识是远远不够的。更多的是要求工科的学生形成一种思维模式，提高动手能力，把理论和实践充分结合起来，最终达到学习致用的目的。制药工程原理课程设计是制药工程原理课程的一个总结性教学环节，是培养学生工程设计能力的一次基本训练，它要求学生按照课程设计任务书的要求，完成一项制药工程设备的设计工作，通过设计使学生掌握制药工程设计的基本程序和方法，同时在以下几个方面得到训练、培养和提高：1. 综合应用制药工程原理课程及有关先修课程的基本知识去分析和解决实际问题的能力。2. 查阅技术资料、选用计算方法、计算公式和收集数据的能力。3. 树立正确的设计思想，懂得工程设计应兼顾技术上的先进性、经济上的合理性和操作上的安全可靠性。4. 用层次清楚的计算，辅以必要而简洁的文字说明和清析的图表来表达设计结果的能力。5. 工程制图的能力。这次课程设计任务重，内容多，需要的不仅仅是坦然面对，而更多的还有专心与细致。1.设计方案简介1.1 工艺流程简介本设计方案采用了筛板精馏塔对苯-甲苯混合物进行分离，其中主要涉及的设备有预热和加热装置、回流装置、冷凝装置、以及一系列的控制装置，传感器、筛孔塔板等。1.2 操作条件操作压力：4kPa；进料热状况：泡点进料，q=1；单板压降：≤0.7kPa；加热方式：间接蒸汽加热，加热蒸汽的绝对压力P=264.6kPa回流状态：泡点回流，即；R=2.066操作温度：80摄氏度以上的高温。1.3 主要设备简介本着简洁、高效、易于操作的原则，本设计方案选择了板式精馏塔。其中本方案中的筛板精馏塔与填料塔相比，因具有接触面积大、生产能力大、操作弹性大、效率高等特点而被最终采用。2.工艺流程草图及说明草图见附图1。说明：苯-甲苯混合料液经过原料预热器加热至泡点后，送入精馏塔，塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作为回流，其余为塔顶产品经冷却器冷却后，送至贮槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后送入贮槽。3.工艺计算及主体设备设计3.1工艺计算原料液处理量：4419kg/h；原料液组成：0.45(苯质量分数)；塔板形式：筛孔塔板；操作压力：4kPa(塔顶产品出料管表压)；4kPa（塔底再沸器釜液出料管表压）；4kPa（进料管表压）进料热状况：泡点进料，q=1；单板压降：≦0.7kPa：建厂地址：贵州地区，如贵阳，大气压P=101.325 kPa；加热方式：间接蒸汽加热，加热蒸汽的绝对压力P=264.6 kPa；回流状态：泡点回流，即y1=xD；塔顶馏出液组成(质量分数)：0.985；塔底釜液组成(质量分数)：≦0.02；苯的相对分子量：MA=78.11kg/kmol，甲苯的相对分子量：MB=92.13kg/kmol3.2.物料衡算已知=0.45，=0.985，≦0.02,Fm= 4419 kg/h原料中 塔顶产品塔釜产品∴ ∴[1]∴D=25.31 kmol/h，w=26.53 kmol/h3.3 塔板数计算3.3.1作图法求Rminq线方程为：q=1即x=xF作图得出p点坐标为xP=0.491，yP=0.735[2]∴由于苯-甲苯物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。∴操作回流比R=2Rmin=2×1.033=2.0663.3.2操