化工原理课程设计化工113班吕越

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1、化工原理课程设计说明书设计题目：苯—氯苯精馏过程板式塔设计设计者：班级化工113姓名吕越日期：2014年06月30号指导教师：任云利设计成绩：36目录u设计任务书…………………………3u设计计算书…………………………4Ø设计方案的确定……………………………………4Ø精馏塔物料衡算……………………………………4Ø塔板数的确定………………………………………5Ø精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算………8Ø塔体工艺尺寸计算…………………………………13Ø塔板主要工艺尺寸…………………………………15Ø塔板流体力学验算…………………………………1

2、7Ø浮阀塔的结构………………………………………20Ø精馏塔接管尺寸……………………………………23Ø产品冷却器选型……………………………………25Ø对设计过程的评述和有关问题的讨论……………25附图：生产工艺流程图精馏塔设计流程图36设计任务书（一）题目试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度99.5%的氯苯80000吨，塔顶馏出液中含氯苯不得高于0.5%，原料液中含氯苯38%（以上均为质量分数）。（二）操作条件（1）塔顶压力4kPa（表压）；（2）进料热状况泡点；（3）回流比R=2Rmin；（4）塔底加热蒸汽压力0.5Mpa（表压）；

3、（5）单板压降≤0.7kPa；（三）塔板类型浮阀塔板（F1型）（四）工作日每年按330天工作计，每天连续24小时运行（五）厂址厂址为洛阳地区36设计计算书一、设计方案的确定本任务是分离苯—氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，本设计采用板式塔连续精馏。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进精馏塔内。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，其余部分冷却后送至储物罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍，且在常压下操作。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至

4、储物罐。二、精馏塔物料衡算（以轻组分计算）1．原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率苯的摩尔质量氯苯的摩尔质量2．原料液及塔顶、塔釜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36联立解得三、塔板数的确定1．理论板数NT的求取（1）由手册查得苯—氯苯物系的气液平衡数据，绘出x—y图。8090100110120130131.8101.33136.66179.99234.60299.99378.65386.6519.7327.3339.0753.3372.4095.86101.331.0000.6770.4420.2650.1270

5、.0190.0001.0000.9130.7850.6130.3760.0720.000（2）由于泡点进料q=1，在图上作直线x=0.9965交对角线于a点，作直线x=0.4690交平衡线于q点，连接a、q两点，过q点作横轴的平行线交纵轴于一点，读得yq=0.4355，则最小回流比如下：取操作回流比为(3)求精馏塔的气、液相负荷L=R+D=1.1882*48.91=58.115kmol/hV=(R+1)D=(1.1882+1)*48.91=107.025kmol/h（4）求操作线方程36精馏段操作线方程（5）图解法求理论板层数如附图1，将

6、x=0.638带入精馏段操作线方程，得出y=0.871，在图中找出该点记为d，连接ad两点即得精馏段操作线；在对角线上找到c点（0.003，0.003），连接cd两点即得提馏段操作线。自a点开始在操作线和平衡线之间作阶梯线。求解结果为：总理论板层数进料板位置2．实际板层数的求解（试差法）精馏段N精=5.2/0.4930=10.5————11层提馏段N提=4.4/0.4930=8.9————9层N=n精+n提=20层四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算1．操作压力的计算塔顶操作压力每层塔板压降进料板压力精馏段平均压力塔底操作压力提馏段平

7、均压力2．操作温度的计算36表1苯、氯苯Antoine常数数据表ABC温度范围（K）苯6.019071204.682-53.072279-3776.068321236.034-48.99353-4226.36071466.083-15.44420-521氯苯6.104161431.83-55.515335-4056.629881897.415.21405-597（表1苯、氯苯Antoine常数数据表ABC温度范围（K）苯6.019071204.682-53.072279-3776.068321236.034-48.99353-4226.3

8、6071466.083-15.44420-521氯苯6.104161431.83-55.515335-4056.629881897.415.21405-597①假设塔顶的泡点温度，则纯组分的饱