2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  天 津 農(nóng) 學(xué) 院</b></p><p>  化工原理課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>  設(shè)計(jì)題目: 甲醇-水分離過(guò)程填料精餾塔設(shè)計(jì) </p><p>  系 別: 食品科學(xué)系 </p><p>  專(zhuān) 業(yè): 食品科學(xué)與工程

2、 </p><p>  學(xué)生姓名: XXX 學(xué) 號(hào): XXXXXXXXXXXXXX </p><p>  指導(dǎo)教師: XXXXXXX </p><p>  化工原理課程設(shè)計(jì)任書(shū)</p><p><b>  一、設(shè)計(jì)題目</b></p>

3、<p>  在抗生素類(lèi)藥物生產(chǎn)過(guò)程中,需要用甲醇洗滌晶體,洗滌過(guò)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)),另含有少量的藥物固體顆粒。為使廢甲醇溶媒重復(fù)利用,擬建立一套填料精餾塔,以對(duì)廢甲醇溶媒進(jìn)行精餾,得到含水量1%的甲醇溶媒。設(shè)計(jì)要求廢甲醇的處理量為14215噸/年,塔底廢水中甲醇含量為1%。</p><p><b>  二、操作條件</b></p&

4、gt;<p>  (1)操作壓力 常壓。 </p><p>  (2)進(jìn)料熱狀態(tài) 自選。</p><p>  (3)回流比 自選。 </p><p>  (4)塔底加熱蒸氣壓力 0.3MPa(表壓)。</p><p><b>  三、塔板類(lèi)型</b></p><p>  篩

5、板或浮閥塔板(F1型)。</p><p><b>  四、工作日</b></p><p>  每年工作300天,每天24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。</p><p><b>  五、廠(chǎng)址</b></p><p><b>  天津地區(qū)。</b></p><p><

6、b>  六、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>  (1)精餾塔的物料衡算; (2)塔板數(shù)的確定; (3)精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算; (4)精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算; 七、設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>  1、設(shè)計(jì)方案的確定</b></p><p>  本設(shè)計(jì)任務(wù)為分離甲醇-水

7、混合物。對(duì)于二元混合物的分離,應(yīng)采用連續(xù)精餾流程。設(shè)計(jì)中采用泡點(diǎn)進(jìn)料,將原料液通過(guò)預(yù)熱器加熱至泡點(diǎn)后送入精餾塔內(nèi)。塔頂上升蒸氣采用全凝器冷凝,冷凝液在泡點(diǎn)下一部分加回流至塔內(nèi),其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲(chǔ)罐。塔釜采用間接蒸汽加熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲(chǔ)罐。</p><p>  本設(shè)計(jì)使用的是浮閥塔,浮閥塔有生產(chǎn)能力大、操作彈性大、塔板效率高、氣體壓降及液面落差小和抗腐蝕性較高等優(yōu)點(diǎn)。甲醇具有腐蝕性,所以浮閥塔

8、適合本設(shè)計(jì)的要求。</p><p><b>  工藝流程草圖:</b></p><p>  圖1甲醇-水分離工藝流程草圖</p><p><b>  精餾塔的物料衡算</b></p><p>  原料液及塔頂和塔底的摩爾分率</p><p>  甲醇的摩爾質(zhì)量 =32.0

9、4kg/kmol</p><p>  水的摩爾質(zhì)量 =18.02kg/kmol</p><p>  原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質(zhì)量</p><p><b>  物料衡算</b></p><p>  原料處理量 kmol/h</p><p>  總物料衡算 87.51=D+W&

10、lt;/p><p><b>  甲醇物料衡算 </b></p><p>  聯(lián)立解得 D=28.54kmol/h</p><p>  W=58.97kmol/h</p><p><b>  塔板數(shù)的確定</b></p><p><b>  理論板層數(shù)的求取&

11、lt;/b></p><p><b>  相對(duì)揮發(fā)度的求取</b></p><p>  由,再根據(jù)表1數(shù)據(jù)可得到不同溫度下的揮發(fā)度,見(jiàn)表2</p><p><b>  表1</b></p><p><b>  表2</b></p><p><

12、b>  所以</b></p><p>  求最小回流比及操作回流比</p><p><b>  泡點(diǎn)進(jìn)料:</b></p><p>  由q線(xiàn)與平衡線(xiàn)的交點(diǎn)e(xe,ye)作圖可得:</p><p>  圖2 甲醇-水的y-x相圖</p><p>  在上圖中我們可以得到q線(xiàn)與平

13、衡線(xiàn)的交點(diǎn)為e(xe,ye)=(0.324,0.681)</p><p><b>  故最小回流比為</b></p><p><b>  ==0.843</b></p><p><b>  取操作回流比為</b></p><p>  R=2=20.843=1.686</p

14、><p>  求精餾塔的氣、液相負(fù)荷</p><p>  40.051kmol/h</p><p>  76.551kmol/h </p><p>  40.051+87.5=127.551kmol/h</p><p>  76.551kmol/h</p><p><b>  求操作線(xiàn)方程

15、</b></p><p>  精餾段操作線(xiàn)方程為:</p><p>  =+=+=0.63+0.366 (a)</p><p><b>  提餾段操作線(xiàn)方程:</b></p><p>  1.666-0.0043 (b)</p><p>  采

16、用逐板法求理論板層數(shù)</p><p><b>  由 得 </b></p><p>  將 =4.45 代入得相平衡方程</p><p><b> ?。╟)</b></p><p>  聯(lián)立(a)、(b)、(c)式,可自上而下逐板計(jì)算所需理論板數(shù)。因塔頂為全凝</p>&l

17、t;p><b>  則</b></p><p>  由(c)式求得第一塊板下降液體組成</p><p><b>  0.925</b></p><p>  利用(a)式計(jì)算第二塊板上升蒸汽組成為</p><p><b>  0.949</b></p><

18、;p>  交替使用式(a)和式(c)直到,然后改用提餾段操作線(xiàn)方程,直到為止,</p><p><b>  計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。</b></p><p><b>  表3</b></p><p>  精餾塔的理論塔板數(shù)為 =10-1=9(不包括再沸器)</p><p><b>  進(jìn)

19、料板位置 </b></p><p><b>  實(shí)際板層數(shù)的求取</b></p><p><b>  液相的平均粘度</b></p><p>  根據(jù)表1,用內(nèi)插法求得</p><p><b>  用內(nèi)插法求得</b></p><p>&

20、lt;b>  用內(nèi)插法求得,</b></p><p>  則塔頂、塔底的平均溫度tm =(64.6+99.5)/2 =82.1 </p><p><b>  粘度的計(jì)算</b></p><p>  在tm =82.1 時(shí),查得[2]μH2O =0.347, μCH3OH=0.272</p><p>&l

21、t;b>  則由</b></p><p><b>  求出</b></p><p><b>  全塔相對(duì)揮發(fā)度</b></p><p>  由表2可求得全塔的平均相對(duì)揮發(fā)度αm=4.45</p><p>  全塔效率ET 和實(shí)際塔板數(shù)</p><p>  全

22、塔效率可用奧爾康公式:計(jì)算</p><p><b>  所以全板</b></p><p>  精餾段實(shí)際板層數(shù) 11.212 塊 </p><p>  提餾段實(shí)際板層數(shù) 8.979塊</p><p>  全塔實(shí)際板層數(shù) N=12+9=21塊</p><p>  精餾塔的

23、工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算</p><p>  操作壓力的計(jì)算 </p><p>  塔頂操作壓力 </p><p>  每層塔板壓降 </p><p>  進(jìn)料板壓力 </p><p><b>  精餾段平均壓力 </b></p><p>&

24、lt;b>  操作溫度計(jì)算</b></p><p>  依據(jù)操作壓力,由泡點(diǎn)方程通過(guò)試差法計(jì)算出泡點(diǎn)溫度,其中甲醇、水的飽和蒸氣壓由安托尼方程計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如下:</p><p>  塔頂溫度 </p><p>  進(jìn)料板溫度 </p><p><b>  精餾段平均溫度 </b&g

25、t;</p><p><b>  平均摩爾質(zhì)量計(jì)算</b></p><p>  塔頂平均摩爾質(zhì)量計(jì)算</p><p><b>  由 </b></p><p>  31.78kg/kmol</p><p>  進(jìn)料板平均摩爾質(zhì)量計(jì)算:</p><p&g

26、t;  18.18kg/kmol</p><p>  18.06kg/kmol</p><p>  精餾段平均摩爾質(zhì)量:</p><p>  提餾段平均摩爾質(zhì)量:</p><p><b>  平均密度計(jì)算</b></p><p><b>  氣相平均密度計(jì)算</b></

27、p><p>  由理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算,即</p><p><b>  =1.091kg/</b></p><p><b>  液相平均密度計(jì)算</b></p><p>  液相平均密度依下式計(jì)算,即</p><p>  塔頂液相平均密度的計(jì)算</p><p&

28、gt;<b>  由,查手冊(cè)[3]得</b></p><p><b>  757.46kg/</b></p><p>  進(jìn)料板液相平均密度的計(jì)算:</p><p><b>  由,查手冊(cè)得:</b></p><p>  進(jìn)料板液相的質(zhì)量分率:</p><p

29、>  精餾段液相平均密度為:</p><p><b>  ,查手冊(cè)[2]得:</b></p><p>  提餾段液相平均密度為:</p><p>  =955.45kg/</p><p><b>  液體平均粘度</b></p><p><b>  計(jì)算見(jiàn)3.

30、2.1</b></p><p><b>  精餾段液相平均黏度</b></p><p>  精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算 </p><p><b>  塔徑的計(jì)算</b></p><p>  精餾段的氣、液相體積流率為:</p><p><b>  =0.5

31、7</b></p><p>  =0.0003668</p><p>  由 式中的C由式計(jì)算,其中由史密斯關(guān)聯(lián)圖[4]查取,圖的橫坐標(biāo)為 : </p><p>  取板間距,板上液層高度,則</p><p>  查史密斯關(guān)聯(lián)圖[3]得=0.068</p><p>  取安全系數(shù)為0.6,則空

32、塔氣速為</p><p><b>  0.764m</b></p><p>  按標(biāo)準(zhǔn)塔徑圓整后為 D=1.0m</p><p><b>  塔截面積為</b></p><p><b>  實(shí)際空塔氣速為:</b></p><p>  精餾塔有效高度

33、的計(jì)算</p><p><b>  精餾段有效高度為</b></p><p><b>  提餾段有效高度為</b></p><p>  在提溜段開(kāi)1個(gè)人孔,在精餾段開(kāi)1個(gè)人孔,其高度均為:0.8m,</p><p>  故精餾塔的有效高度為:4+2.8+1.6=8.4m</p><

34、;p><b>  天津農(nóng)學(xué)院</b></p><p><b>  課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>  設(shè)計(jì)名稱(chēng) 化工原理課程設(shè)計(jì) </p><p>  設(shè)計(jì)題目 甲醇-水分離過(guò)程填料精餾塔設(shè)計(jì)</p><p>  設(shè)計(jì)時(shí)間 2011-12-3——

35、2011-12-5 </p><p>  系 別 XXXXXXX </p><p>  專(zhuān) 業(yè) XXXXXXXXXX </p><p>  班 級(jí) XXXXXX

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