苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

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1、南华大学本科生作业（设计）手册题目：苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计学院名称：化学化工学院专业名称：制药工程年级：2010班级：01班姓名：邓名名学号：20104570139指导老师：贺楚华30苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务书（一）设计题目试设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯46000吨，塔顶镏出液中含氯苯不得高于2％，原料液中含氯苯38%（以上均为质量分数）。（二）操作条件（1）塔顶压力4kPa（表压）（2）进料热状态：泡点进料（3）回流比：2倍最小回流比（4）塔底加热蒸气压力0.5MPa（5）单板压

2、降≤0.7kPa（三）塔板类型浮阀塔（F1型）（四）工作日每年300天，每天24小时连续运行。（五）厂址厂址为衡阳地区（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；（4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；（5）塔板主要工艺尺寸的计算；（6）塔板的流体力学验算；（7）塔班负荷性能图；（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论。（七）设计基础数据苯-氯苯纯组分的饱

3、和蒸气压数据温度（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯14820529340054371976030目录1.设计方案的确定42.精馏塔的物料衡算42.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率42.2原料液及塔顶、塔釜的平均摩尔质量42.3物料衡算43.塔板数的确定43.1理论板数NT的求取43.2实际板数的求取64.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算64.1操作压力的计算64.2操作温度的计算64.3平均摩尔质量的计算84.4平均密度的计算94.5液相平均表面张力

4、的计算104.6液体平均粘度的计算104.7相对挥发度的计算115.精馏塔的塔体工艺尺寸计算115.1塔径的计算115.2塔高的计算136.塔板主要工艺尺寸的计算136.1溢流装置的计算136.2塔板布置的计算147.塔板的流体力学验算177.1塔板压降177.2液面落差187.3液沫夹带187.4漏液187.5液泛188.探班负荷性能图198.1精馏段塔板负荷性能图198.2提镏段塔板负荷性能图219.精馏塔接管尺寸计算249.1塔顶蒸气出口管249.2塔顶回流液管259.3进料管259.4塔釜出料管259.5塔釜进气管251

5、0.设计一览表2611.对设计过程的评述和有关问题的讨论2812.附图2813.主要符号说明2814.参考文献29301.设计方案的确定本设计任务为分离苯-氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.精馏塔的物料衡算2.1原料液及塔顶、塔釜产品的

6、摩尔分率苯的摩尔质量MA=78.11kg/kmol氯苯的摩尔质量MB=112.56kg/kmol2.2原料液及塔顶、塔釜的平均摩尔质量2.3物料衡算原料处理量总物料衡算苯物料衡算联立解得3.塔板数的确定3.1理论塔板数的求取苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级图解法（M·T法）求取，步骤如下：（1）.根据苯-氯苯的相平衡数据，利用泡点方程和露点方程求取依据，，将所得计算结果列表如下：表3-1相关数据计算30温度/℃8090100110120130140苯760102513501760225028402900氯苯148205293

7、400543719760两相摩尔分率x10.6770.4420.2650.1270.0190y10.9130.7850.6140.3760.0710相对挥发度5.13513554.6075094.44.1436463.949933.815789本题中，塔内压力接近常压（实际上略高于常压），而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以其对平衡关系的影响完全可以忽略。平均相对挥发度，则，汽液平衡方程为：（2）本操作采用泡点进料，因此，q=1，yq==0.913（3）求精馏塔的气、液相负荷。（4）求操作线方程精馏段操

8、作线方程为30提镏段操作线方程为3.2实际板层数的求解3.2.1全塔理论板数的确定吉利兰方程式为：Y=0.545827-0.591422X+0.002743/X=X=Y由吉利兰图查得解得N=11（不包括再沸器）3.2.2精馏段理论塔板数的确定由吉利兰图查得解得精