《化工原理》课程设计- 苯和氯苯的精馏塔塔设计

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1、大庆师范学院《化工原理》课程设计说明书设计题目学生姓名指导老师学院专业班级完成时间目录第一节前言51.1填料塔的主体结构与特点51.2填料塔的设计任务及步骤51.3填料塔设计条件及操作条件5第二节填料塔主体设计方案的确定62.1装置流程的确定62.2吸收剂的选择62.3填料的类型与选择62.3.1填料种类的选择62.3.2填料规格的选择62.3.3填料材质的选择72.4基础物性数据72.4.1液相物性数据72.4.2气相物性数据72.4.3气液相平衡数据82.4.4物料横算8第三节填料塔工艺尺寸的计算93.1塔径的计算93.2填料层高度的计算及分段103.2.1传质单元数的计算1

2、03.2.3填料层的分段123.3填料层压降的计算12第四节填料塔内件的类型及设计134.1塔内件类型134.2塔内件的设计134.2.1液体分布器设计的基本要求：134.2.2液体分布器布液能力的计算13注：141填料塔设计结果一览表142填料塔设计数据一览143参考文献154后记及其他16附件一：塔设备流程图16附件二：塔设备设计图17大庆师范学院本科学生化工原理课程设计任务书设计题目苯和氯苯的精馏塔塔设计系（院）、专业、年级化学化工学院、化学工程与工艺专业、08级化工四班学生姓名学号指导教师姓名下发日期任务起止日期：2010年日6月21日至2010年7月20设计条件：1.气

3、体混合气成分：空气和氨；2.进塔混合气含氨量：6.0％(体积分数)；3.混合气体流量：6000；4.回收率：99％。操作条件：1.操作温度：293K；2.混合气体压力：101.3Pa；设计任务：完成填料吸收塔的工艺设计，填料的选择及有关附属设备的设计，绘制塔填料吸收塔工艺流程图、设备图，编写设计说明书。任务下达人（签字）教研室主任：年月日任务接受人（签字）第一节前言1.1填料塔的主体结构与特点结构：图1-1填料塔结构图填料塔不但结构简单，且流体通过填料层的压降较小，易于用耐腐蚀材料制造，所以她特别适用于处理量肖，有腐蚀性的物料及要求压降小的场合。液体自塔顶经液体分布器喷洒于填料顶

4、部，并在填料的表面呈膜状流下，气体从塔底的气体口送入，流过填料的空隙，在填料层中与液体逆流接触进行传质。因气液两相组成沿塔高连续变化，所以填料塔属连续接触式的气液传质设备。1.2填料塔的设计任务及步骤设计任务：用水吸收空气中混有的氨气。设计步骤：（1）根据设计任务和工艺要求，确定设计方案;（2）针对物系及分离要求，选择适宜填料；（3）确定塔径、填料层高度等工艺尺寸（考虑喷淋密度）；（4）计算塔高、及填料层的压降；（5）塔内件设计。1.3填料塔设计条件及操作条件1.气体混合物成分：空气和氨2.空气中氨的含量:6.0%（体积含量即为摩尔含量）3.混合气体流量6000m3/h4.操作温

5、度293K5.混合气体压力101.3KPa6.回收率99%7.采用清水为吸收剂8.填料类型：采用聚丙烯鲍尔环填料第二节精馏塔主体设计方案的确定2.1装置流程的确定本次设计采用逆流操作：气相自塔低进入由塔顶排出，液相自塔顶进入由塔底排出，即逆流操作。逆流操作的特点是：传质平均推动力大，传质速率快，分离效率高，吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。2.2吸收剂的选择因为用水做吸收剂，故采用纯溶剂。2-1工业常用吸收剂溶质溶剂溶质溶剂氨水、硫酸丙酮蒸汽水氯化氢水二氧化碳水、碱液二氧化硫水硫化氢碱液、有机溶剂苯蒸汽煤油、洗油一氧化碳铜氨液2.3填料的类型与选择填料的种类很多，根据装填

6、方式的不同，可分为散装填料和规整填料两大类。2.3.1填料种类的选择本次采用散装填料。散装填料根据结构特点不同，又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。鲍尔环是目前应用较广的填料之一，本次选用鲍尔环。2.3.2填料规格的选择工业塔常用的散装填料主要有Dn16Dn25Dn38Dn76等几种规格。同类填料，尺寸越小，分离效率越高，但阻力增加，通量减小，填料费用也增加很多。而大尺寸的填料应用于小直径塔中，又会产生液体分布不良及严重的壁流，使塔的分离效率降低。因此，对塔径与填料尺寸的比值要有一规定。常用填料的塔径与填料公称直径比值D/d的推荐值列于。表3-1填料种类D/

7、d的推荐值拉西环D/d20~30鞍环D/d15鲍尔环D/d10~15阶梯环D/d>8环矩鞍D/d>82.3.3填料材质的选择工业上，填料的材质分为陶瓷、金属和塑料三大类聚丙烯填料在低温（低于0度）时具有冷脆性，在低于0度的条件下使用要慎重，可选耐低温性能良好的聚氯乙烯填料。综合以上：选择塑料鲍尔环散装填料Dn502.4基础物性数据2.4.1液相物性数据对低浓度吸收过程，溶液的物性数据可近似取纯水的物性数据。由手册查得20℃水的有关物性数据如下：1.2.3.表面张力为:4.5.6.