苯-氯苯连续精馏筛板塔的设计

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1、课程设计课程名称：化工单元操作课程设计题目名称：苯-氯苯连续精馏筛板塔的设计专业班级：xx级化学工程x班学生姓名：张翔学号：xxxxx指导教师：xxx二O一三年六月十五日目录1设计任务11.1设计题目11.2操作条件11.3塔板类型11.4工作日11.5厂址11.6设计内容11.7工作计划21.8设计成果要求22工艺设计计算32.1设计方案的确定32.2基础数据32.3精馏塔的物料衡算42.4塔板数的确定42.5精馏塔精馏段的工艺条件及有关物性数控的计算62.6精馏塔精馏段的塔体工艺尺寸计算92.7塔板主要工艺尺寸的计算92.8精馏段筛板的流体学验算112.9精馏段塔板负荷性能图

2、132.10精馏塔提馏段的工艺条件及有关物性数控的计算162.11精馏塔提馏段的塔体工艺尺寸计算192.12提馏段筛板的流体学验算202.13提馏段塔板负荷性能图222.14数据结果汇总243评述与讨论264设备图纸275参考文献281设计任务1.1设计题目在一常压操作的连续精馏塔内分离苯－氯苯混合物。要求年处理量为8万吨，组成为苯0.35（质量分率，下同），馏出液组成为0.98，塔釜液组成为0.02。1.2操作条件1)操作压力：4kPa（表压）2)进料状况：自选3)回流比：自选4)单板压降：<0.7kPa1.3塔板类型筛板1.4工作日每年330天，每天24小时连续运行1.5厂址

3、蚌埠地区1.6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285）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1.7工作计划1）领取设计任务书，查阅相关资料（2天）2）确定设计方案，进行相关的设计计算（5天）3）校核验算，获取最终的设计结果（2天）4）编写课程设计说明书（论文），绘制草图（2天）5）绘制塔设备简图（1天）1.8设计成果要求1）通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书（论文）电子稿及打印稿1份，并附简单的流程草图。2）课程设计结束时，将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教

4、师：（1）封面（2）目录（3）课程设计任务书（4）课程设计说明书（论文）（5）参考文献（6）塔设备简图图纸（A3）（7）对设计过程的评述和有关问题的讨论。学生签名：指导教师签名：教研室主任签名：282工艺设计计算2.1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凝器冷凝，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。该物系属于易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2

5、.2基础数据1）组分的饱和蒸汽压（mmHg）温度（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005437197602）组分的液相密度（kg/m3）温度（℃）8090100110120130苯817805793782770757氯苯10391028101810089979853）组分的表面张力（mN/m）温度（℃）8085110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.44）苯—氯苯的相平衡数据温度（℃）8090100110

6、120130131.8两相摩尔分率x10.6770.4420.2650.1270.0190y10.9130.7850.6140.3760.0710285）以上物性数据数据以及其他相关物性数据可查《化工原理[1]》附录、《石油化工设计手册[5]》等资料。2.3精馏塔的物料衡算1）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量氯苯的摩尔质量2）原料液及塔顶、塔底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2.4塔板数的确定1）理论板层数的求取苯—氯苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。①由苯—氯苯物系的气液平衡数据绘出图（见图1）。28图1图解法求理论板层数②

7、求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。进料点时，从图1中的气液平衡曲线中可确定故最小回流比为取操作回流比为③求精馏塔的气、液相负荷④求操作线方程精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为⑤图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，如图1。求解结果为总理论板层数（包括再沸器）28进料板位置2）全塔效率的求取采用Drickamer和Bradford法：（适用于液相黏度为0.07～1.4）由温度—组成数据表，通过内差法可求得、则全塔的平均温度为由温度—黏度数据表，通过内差法可求得时