化工原理课程设计：苯－氯苯连续精馏塔设计

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1、《化工原理》课程设计标题学院专业班级姓名学号指导教师目录（一）设计题目二、产品与设计方案简介2（一）产品性质、质量指标3（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）精馏塔的物料衡算41）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率42）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量53）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率5（二）塔板数的确定51）理论塔板数的确定52）实际塔板数7（三）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算81）操作压力的计算82）操作温度的计算83）平均摩尔质量计算84）平均密度计算105）

2、液相平均表面张力106）液相平均粘度计算11四、精馏段的塔体工艺尺寸的计算11（一）塔径的计算11（二）精馏塔有效高度的计算11五、塔板工艺结构尺寸的设计与计算12（一）溢流装置12（二）塔板布置13（三）开孔率n和开孔率13六、塔板上的流体力学验算14（一）气体通过筛板压降和的验算14（二）雾沫夹带量的验算15（三）漏液的验算15（四）液泛的验算15七、塔板负荷性能图16（一）.漏液线（气相负荷下限线）16（二）.液沫夹带线16（三）.液相负荷下限线17（四）.液相负荷上限线17（五）.液泛线17八、筛板式精馏塔

3、设计计算结果19九、主要符号说明20十、结果与结论2(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____96%__的氯苯___20000___吨/年，塔顶馏出液中含氯苯不得高于___2.5%___，原料液中含苯___56%___（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R=1.6Rmin4)塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压）5)单板压降≤0.7kPa。(三)塔板类型筛孔塔板(四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。(五)设计内容1、

4、设计说明书的内容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)塔板负荷性能图；8)精馏塔接管尺寸计算；9)对设计过程的评述和有关问题的讨论。2、设计图纸要求：1)绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；2)绘制精馏塔设计条件图（A3号图纸）。设计任务2苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计序号进料中苯含量（质量分数）塔釜氯苯含量（质量分数）塔顶氯苯含量（质量分数）生产能力（吨/年）856%96%2.5%20

5、000设计计算书一、设计方案的确定本任务是分离苯—氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，本设计采用板式塔连续精馏。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进精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分冷却后送至储物罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.4倍，且在常压下操作。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储物罐。(三)工艺流程及说明首先，苯和氯苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热

6、器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中只有液相混合物，此时液相混合物在精馏塔中下降。由塔底产生的气相混合物上升到塔顶上方的全凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的部分液态停留一定的时间然后进入苯的储罐，最后作为塔顶产品（馏出液）采出，而其中的另一部分液态重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入再沸器中，在再沸器中被加热产热的气体重新回到精馏塔中而产生的液体则作为附残液采出。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料

7、的加入。最终，完成苯与氯苯的分44%氯苯原料储存原料预热精馏再沸氯苯储存分配冷凝冷却苯储存冷却离20二、精馏塔物料衡算（以轻组分计算）1．原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率苯的摩尔质量氯苯的摩尔质量2．原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量3．物料衡算原料处理量总物料衡算苯物料衡算联立解得三、塔板数的确定1．理论板数NT的求取（1）由手册查得苯—氯苯物系的气液平衡数据，绘出x—y图，见图1。8090100110120130131.8101.33136.66179.99234.60299.99378.65386.6519

8、.7327.3339.0753.3372.4095.86101.33201.0000.6770.4420.2650.1270.0190.0001.0000.9130.7850.6130.3760.0720.000图1图解法求最小回流比（2）由于泡点进料q=1，在图上作直线x=0.986交对角线于a点，作直线x=0.647交平衡线于q点，连接a、q两点，过q点