化工原理课程设计--苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

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1、徐州工程学院化工原理课程设计说明书设计题目：苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计设计者：班级：10环工2班姓名：陈佳辉学号：20101708232设计日期：指导教师：（签名）设计成绩：日期：37徐州工程学院化工原理课程设计任务书学 院（系）： 环境工程学院专     业： 环境工程学生姓名：陈佳辉学号：20101708232 设计题目： 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计  起迄日期:2013年10月28日~  11月 10日指导教师: 王菊教研室主任: 曹文平   发任务书日期:2013年10月20日 37  化工原理课程设计任务书一．设计

2、题目设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯21600t，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%（以上均为质量分数）。二．操作条件1.塔顶压强4kPa（表压）；2.进料热状况自选；3.回流比自选；4.塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压)；5.单板压降不大于0.7kPa；三．塔板类型浮阀塔板（F1型）。四．工作日每年300天，每天24小时连续运行。五．厂址厂址为徐州地区。六．设计内容1.精馏塔的物料衡算；2.塔板数的确定；3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；374.精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5.塔

3、板主要工艺尺寸的计算；6.塔板的流体力学验算；7.塔板负荷性能图；8.精馏塔接管尺寸计算；9.绘制生产工艺流程图；10.绘制精馏塔设计条件图；11.绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）；12.对设计过程的评述和有关问题的讨37目录1设计方案的确定21.1操作压力22.3塔板数的确定42.3.1塔板数的计算42.3.2确定操作的回流比R52.3.3实际塔板数72.3.5温度82.3.6平均分子量82.3.8液体表面张力93塔和塔板主要工艺尺寸的设计103.3塔板工艺结构尺寸的设计与计算123.3.1溢流装置124.1塔板压降164.2

4、液泛175.1雾沫夹带上限线205.3液相负荷上限线225.4气体负荷下限线（漏液线）225.5液相负荷下限线236.1塔顶空间246.2塔底空间256.3人孔数目256.4塔高256.5接管266.5.1进料管266.5.2回流管266.5.3塔顶蒸汽接管276.5.4釜液排出管276.5.5塔釜进气管286.7附属设备设计286.7.1冷凝器286.7.2再沸器297计算结果总汇308结束语319符号说明：31371设计方案的确定1.1操作压力蒸馏操作可在常压，加压，减压下进行。应该根据处理物料的性能和设计总原则来确定操作压力。

5、例如对于热敏感物料，可采用减压操作。本次设计为一般物料因此，采用常压操作。1.2进料状况进料状态有五种：过冷液，饱和液，气液混合物，饱和气，过热气。但在实际操作中一般将物料预热到泡点或近泡点，才送入塔内。这样塔的操作比较容易控制。不受季节气温的影响，此外泡点进料精馏段与提馏段的塔径相同，在设计和制造上也叫方便。本次设计采用泡点进料即q=1。1.3加热方式蒸馏釜的加热方式一般采用间接加热方式，若塔底产物基本上就是水，而且在浓度极稀时溶液的相对挥发度较大。便可以直接采用直接加热。直接蒸汽加热的优点是：可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜内只

6、需安装鼓泡管，不需安装庞大的传热面，这样，操作费用和设备费用均可节省一些，然而，直接蒸汽加热，由于蒸汽的不断涌入，对塔底溶液起了稀释作用，在塔底易挥发物损失量相同的情况下。塔釜中易于挥发组分的浓度应较低，因而塔板数稍微有增加。但对有些物系。当残液中易挥发组分浓度低时，溶液的相对挥发度大，容易分离故所增加的塔板数并不多，此时采用直接蒸汽加热是合适的。1.4工艺流程图浮阀塔由于气液接触状态良好，雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故)，塔板效率较高，生产能力较大。浮阀塔应用广泛，对液体负荷变化敏感，不适宜处理易聚合或者含有固体悬浮物的物料，浮

7、阀塔涉及液体均布问题在气液接触需冷却时会使结构复杂板式塔的设计资料更易得到，便于设计和对比，37而且更可靠。浮阀塔更适合，塔径不是很大，易气泡物系，腐蚀性物系，而且适合真空操作。原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热后送入连续板式精馏塔F1型浮阀塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却至后送至产品槽；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。浮阀精馏塔工艺简图2塔的物料衡算2.1料液及塔顶、塔底产品含苯摩尔分率372．平均分子量　2.2全塔物料衡算一年按300天算，每

8、天工作24h，则每个精馏塔的原料液处理量为25252.53kg/h原料液处理量：F=25252.53/88.39=285.69kmol/h总物料衡算：285.69=D+W（1）易挥发组分物料衡算：285.69×0.7016=0.986