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、湖北文理学院化工原理课程设计设计题目：苯—氯苯分离过程板式精馏塔设计专业：化学工程与工艺班级：10化学工程与工艺2班学号：学生姓名：指导教师：2012年6月7日33目录一．要求书41.1设计任务41.2操作条件4二.设计内容52.1设计方案的选择及流程说明52.2工艺计算52.2.1精馏塔物料衡算52.2.2物料衡算6三.精馏段的设计73．1精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算73.2精馏段主要设备工艺尺寸设计103.2.1.塔径的计算103.2.2.精馏塔有效高度的计算113.2.3.精馏段塔板主要工艺尺寸计算123.2.4.塔板布置123.3精馏

2、段塔板的流体力学校核133.3.1.塔板压降153.3.2.液面落差153.3.3．液沫夹带133.3.4．漏液13333.3.5．液泛133.4精馏段汽液负荷性能图143.4.1．漏液线143.4.2．液沫夹带线143.4.3．液相符合下限线153.4.4．液相符合上限线153.4.5．液泛线15四．提馏段的设计174.1提留段的工艺条件及有关物性数据的计算174.2提镏段主要设备工艺尺寸设计204.2.1.提镏段塔径的计算204.2.2提馏段塔板主要工艺尺寸计算204.2.3.塔板布置214.3塔板的流体力学校核224.3.1.塔板压降224.3

3、.2.液面落差234.3.3．液沫夹带234.3.4．漏液234.3.5．液泛244．4塔板的负荷性能图244.4.1．漏液线244.4.2．液沫夹带线254.4.3．液相符合下限线254.4.4．液相符合上限线25334.4.5．液泛线25五.总塔高、总压降及接管尺寸的确定275．1接管275.2．筒体与封头275.3．除沫器285.4．裙座285.5．吊住285.6．人孔285.7．塔总体高度的设计28六.辅助设备选型与计算296．1冷凝器的选择296.2再沸器的选择2933苯—氯苯混合液连续精馏塔设计一．要求书1.1设计任务生产能力（进料量）：

4、130000kg/h操作周期：每年300天，每天24小时连续运行进料组成：XF=38%（质量分率，下同）塔顶产品组成：XD=99%塔底产品组成：XW=2%1.2操作条件操作压力：塔顶压强4kPa（表压）塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压)单板压降不大于0.7kPa进料热状态：泡点进料(q=1)单板压降：≯0.7kPa回流比：R=(1.1～2.0)Rmin由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为：0.633二.设计内容2.1设计方案的选择及流程说明本设计任务为分离苯—氯苯混合液。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设

5、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。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。2.2工艺计算2.2.1精馏塔物衡算原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分料率苯的摩尔质量MA=78.11kg/kmol33氯苯的摩尔质量MB=112.5kg/kmolxF==0.62*78.11/(0.62*78.11+0.38*112.5)=0.531(摩尔分率,下同)xD=0.99

6、*78.11/(0.99*78.11+0.01*112.5)=0.986xW=0.02*78.11/(0.02*78.11+0.98*112.5)=0.014(2)原料液级塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=78.11*0.531+112.5*(1-0.531)=94.239(kg/kmol)MD=78.11*0.986+112.5*(1-0.986)=78.59(kg/kmol)MW=78.11*0.014+112.5*(1-0.014)=112.02(kg/kmol)2.2.2物料衡算原料处理量F=130000/94.239=1379.5(kmol

7、/h)总物料衡算D+W=F苯物料衡算D*xD+W*xW=F*xF联立解得D=645.75(kmol/h)W=733.75(kmol/h)因为是苯—氯苯物系，可以近似的看做理想物系，则最小回流比：Rmin=(xD-ye)/(ye-xe)由手册查得苯—氯苯物系的汽液平衡数据，温度，（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760两相摩尔分率x10.6770.4420.2650.1270.0190y10.9130.7850.6140.3760.0710绘出

8、x~y图。如下：33过F点作垂线(q=1)，与相平衡线的焦点即为点e(xe,ye)xe=0.49ye=0.8