苯~氯苯板式精馏塔工艺设计年产99.8%的氯苯万吨.doc

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1、化工原理课程设计说明书设计题目:苯-氯苯板式精馏塔工艺设计设计者:日期:组员:指导老师:设计成绩:毕业设计题目——年产6万吨氯苯精馏工段板式精馏塔设计一、设计题目试设计一座年产6万吨的氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为99.8%的氯苯60000吨,塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%(以上均为质量%)。设计区域符合西北地区的情况二、操作条件1.塔顶压强4kPa(表压);2.进料热状况,泡点进料;3.回流比,2Rmin;4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa(表压);5.单板压降不大于0.7kPa

2、;6.年工作日300天,每天24小时连续运行。三、设计容1.设计方案的确定及工艺流程的说明;2.塔的工艺计算;3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算;4.塔流体力学性能的设计计算;5.塔板负荷性能图的绘制;6.塔的工艺计算结果汇总一览表;7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制;8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。四、基础数据1.组分的饱和蒸汽压(mmHg)温度,(℃)8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005

3、437197602.组分的液相密度(kg/m3)温度,(℃)8090100110120130苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯推荐:氯苯推荐:式中的t为温度,℃。3.组分的表面力(mN/m)温度,(℃)8085110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面力可按下式计算:(为A、B组分的摩尔分率)4.氯苯的汽化潜热

4、常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示:(氯苯的临界温度:)5.其他物性数据可查化工原理附录。目录一、前言1二、产品与设计方案简介2(一)产品性质、质量指标2(二)设计方案简介3(三)工艺流程及说明3三、工艺计算及主体设备设计4(一)全塔的物料衡算41)料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率42)平均摩尔质量43)料液及塔顶底产品的摩尔流率4(二)塔板数的确定51)理论塔板数的求取52)实际塔板数7(三)塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算71)平

5、均压强72)平均温度73)平均分子量74)平均密度85)液体的平均表面力86)液体的平均粘度9(四)精馏段的汽液负荷计算9(五)塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算91)塔径92)塔板工艺结构尺寸的设计与计算10(六)塔板上的流体力学验算121)气体通过筛板压降和的验算122)雾沫夹带量的验算143)漏液的验算144)液泛的验算14(七)塔板负荷性能图141)雾沫夹带线(1)142)液泛线(2)153)液相负荷上限线(3)164)漏液线(气相负荷下限线)(4)165)液相负荷下限线(5)16(八)精馏塔的设

6、计计算结果汇总一览表18(九)精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算19(十)主要符号说明20四、对设计过程的评述和感受21苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计计算书一、前言课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计,要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识,进行融会贯通的独立思考,在规定的时间完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本容,掌握化工设

7、计的程序和方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时,通过课程设计,还可以使学生树立正确的设计思想,培养实事、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念,培养提高学生独立工作能力的有益实践。本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作,被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔,以一定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯,由塔底采出氯苯。氯苯纯度不低于99.8%,塔顶产品苯纯度不低于98%(质量分数)。高径比很大的设备称为塔器。塔设备是化工、炼油

8、生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。常见的、可在塔设备中完成的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此外,工业气体的冷却与回收,气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。在化工或炼油厂中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量质量生产能力和消耗定额,以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道,塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此,塔设备的设

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