化工原理课程设计-苯-氯苯精馏塔的工艺设计

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1、苯-氯苯精馏塔的工艺设计化工原理设计任务书一、设计题目:苯-氯苯精馏塔的工艺设计二、设计任务1）进精馏塔的原料液中含氯苯为30%（质量百分比，下同），其余为苯。2）塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。3）生产能力为日产纯度为99.8%的氯苯Z吨产品。年工作日330天，每天24小时连续运行。（设计任务量为55万吨/年）三、操作条件1.塔顶压强4kPa（表压）；2.进料热状况，自选；3.回流比，自选；4.塔釜加热蒸汽压力506kPa；5.单板压降不大于0.7kPa；6.设备型式：自选7．厂址唐山地区四、设计内容1.设

2、计方案的确定及工艺流程的说明；2.塔的工艺计算；3.塔板流体力学计算；4.塔附件设计计算；5.塔总体高度设计；6.辅助设备的选型与计算；7.塔的机械强度校核；8.设计结果列表或设计一览表；9.精馏塔的装配图10.对设计结果的自我评价总结与说明11.设计说明书一份五、基础数据1.组分的饱和蒸汽压（mmHg）41苯-氯苯精馏塔的工艺设计温度，（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005437197602.组分的液相密度（k

3、g/m3）温度，（℃）8090100110120130苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯氯苯式中的t为温度，℃。3.组分的表面张力（mN/m）温度，（℃）8085110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力可按下式计算：（为A、B组分的摩尔分率）4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol

4、。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：（氯苯的临界温度：）5.其他物性数据可查化工原理附录。41苯-氯苯精馏塔的工艺设计苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）一、精馏塔的物料衡算1.料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78和112.5kg/kmol。平均摩尔质量2.物料衡算依题给条件：一年以330天，一天以24小时计，因有：则对全塔做物料衡算有：得:二、塔板数的确定1.理论塔板数的求取苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级图解法（M·T法）求取，步骤如下：1).根据苯-氯苯的

5、相平衡数据，利用泡点方程和露点方程求取依据，，将所得计算结果列表如下：41苯-氯苯精馏塔的工艺设计温度，（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760两相摩尔分率x10.6790.4440.2660.1280.020y10.9140.7860.6150.3790.0750本题中，由于塔内压力接近常压（实际上略高于常压），而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以其对平衡关系的影响完全可

6、以忽略。2).确定操作的回流比R将1).表中数据作图绘出曲线及曲线。采用泡点进料,则。在图上，因，查得，而，。故有：考虑到精馏段操作线离平衡线较近，故取实际操作的回流比为最小回流比的2倍，即：3）.求理论塔板数精馏段操作线：提馏段操作线为过和两点的直线。图解得块（不含釜）。其中，精馏段块，提馏段块，第4块为加料板位置。图及见附图2．实际塔板数（近似取两段效率相同）精馏段：块，取块41苯-氯苯精馏塔的工艺设计提馏段：块，取块总塔板数块。三、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算（一）平均压强取每层塔板压降

7、为0.7kPa计算。塔顶：加料板：平均压强（二）平均温度查温度组成图()得：塔顶为81.2℃，加料板为86.2℃。精馏段平均温度℃（三）平均分子量塔顶：，（查相平衡图）加料板：，（查相平衡图）精馏段：（四）平均密度1.液相平均密度41苯-氯苯精馏塔的工艺设计塔顶：液相平均密度依下式计算进料板：精馏段：2.汽相平均密度（五）液体的平均表面张力液体的平均表面张力计算公式塔顶：查图得；进料板：查图得；精馏段：（六）液体的平均粘度41苯-氯苯精馏塔的工艺设计塔顶：查化工原理附录液体黏度共线图，在81.2℃下有：加料

8、板：查共线图得精馏段：四、精馏段的汽液负荷计算由于进料量较大，可采用两塔并联操作。则汽相摩尔流率汽相体积流量汽相体积流量液相回流摩尔流率液相体积流量液相体积流量五、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算（一）塔径1.初选塔板间距及板上液层高度，则：2.按Smith法求取允许的空塔气速（即泛点气速）41苯-氯苯精馏塔的工艺设计查Smith通用关联图得负荷因子泛点气速：m/s3.操作气速取4.精馏段的塔径圆整取，此时的操作气