苯-氯苯二元物系板式连续精馏塔

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1、《化工原理》课程设计任务书一、设计题目——苯-氯苯二元物系板式连续精馏塔设计一座苯-氯苯连续板式精馏塔,要求年产36432吨纯度为97%的苯,塔底釜液中苯含量为1%,原料液中含苯65%（以上均为质量百分数)。二、操作条件(1)塔顶压强:4kPa（表压）(2)进料热状况:饱和蒸汽进料(3)回流比:R=2R(4)单板压降不大于0.7kPa三、设备形式筛板塔四、设计工作日每年330天,每天24小时连续运行五、厂址青海省大气压约为77.31kPa的远离城市的郊区六、设计要求1.概述2.设计方案的确定及流程说明3.塔的工艺计算4.塔和塔板主要工艺尺寸的确

2、定（1）.塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定（2）.塔板的流体力学验算（3）.塔板的负荷性能图5.设计结果一览表6.对本设计的评述表1苯和氯苯的物理性质项目分子式分子量M沸点（K）临界温度tC（℃）临界压强PC（atm）苯A氯苯B78.11112.6353.3404.9562.1632.448.344.6表2苯和氯苯的饱和蒸汽压温度80.1859095100105,mmHg757.62889.261020.91185.651350.41831.7，mmHg147.44179.395211.35253.755296.16351.35510.8180.

3、6780.5430.4400.276y10.9570.9110.8470.7820.665温度110115120125130131.75,mmHg23132638.52964335537464210，mmHg406.55477.125547.7636.505725.317600.1850.1310.08790.04540.01150y0.5630.4560.3430.2010.05660表3液体的表面张力温度6080100120140苯，mN/m23.7421.2718.8516.4914.17氯苯，mN/m25.9623.7521.5719.

4、4217.32表4苯与氯苯的液相密度温度(℃)6080100120140苯,kg/836.6815.0792.5768.9744.1氯苯,kg/1064.01042.01019.0996.4972.9表5液体粘度µ温度(℃)6080100120140苯（mP.s）0.3810.3080.2550.2150.184氯苯（mP.s）0.5150.4280.3630.3130.274表6Antoine常数组分ABC苯6.0231206.35220.24氯苯7.13382182.68293.767第一章设计方案的确定及流程说明苯和氯苯混合液经原料预热器

5、加热至泡点后送入精馏塔。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作为回流，其余为塔顶产品，经冷却器冷却后送至贮槽。流程图如下：第三章塔的物料衡算一、料液及塔顶、塔底产品含苯摩尔分率二、平均分子量MF=0.728×78.11+（1-0.728）×112.6=87.49kg/kmolMD=0.979×78.11+(1-0.979)×112.6=78.83kg/kmolMW=0.014×78.11+(1-0.014)×112.6=112.11kg/kmol三、物料衡算塔顶出料D=58.35kmol/h总物料衡算F=D+W（1）易挥发组分物料衡算0.728

6、F=0.979*58.35+0.014W（2）联立（1）、（2）解得：F=78.87kmol/hW=20.52kmol/hD=58.35kmol/h四、物料衡算表进料量F，kg/h塔顶出料量D，kg/h塔底出料量W，kg/h690046002300合计69006900第四章塔板数的确定一、理论塔板数NT的求取苯-氯苯属理想物系，可采用M-T图解法求NT。1、求最小回流比Rmin操作回流比R因饱和蒸汽进料，在x-y图对角线上自点e(0.728,0.728)作平行线即为q线，该线与平衡线的交点坐标为yq=0.728,xq=0.36.此即最小回流比时

7、操作线与平衡线的交点坐标，故取操作回流比R=2Rmin=2×0.682=1.3643、求理论板数NT精馏段操作线方程为按M-T图解法在x-y图上作梯级得：NT=（7-1）层（不包括塔底再沸器）。其中精馏段理论板数为2层，提馏段为3层，第层3为加料板。3、全塔效率ET根据根据塔顶、塔底液相组成查t-x-y图，求得塔平均温度为102.4℃，该温度下进料液相平均粘度为：=0.728×0.245+(1-0.728)×0.350=0.274mPas4、实际板层数Np精馏段N精=2/0.516=3.876取4层提馏段N提=3/0.516=5.8取6层第五章

8、塔的工艺条件及物性数据计算一、操作压强Pm塔顶压强PD=4+77.31=81.3kPa，取每层塔板压降∆P=0.7kPa，则进料板压强PF=81.3+