苯一氯苯分离过程板式精馏塔设计

标准文档实用文案课程设计题目—苯-氯苯分离过程筛板精馏塔设计2.3万吨一、设计题目试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，已知原料液的处理量为2.3万吨，设塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，塔底馏出液中含苯不高于0.2%，原料液中含氯苯为38%（以上均为质量%）。二、操作条件1.塔顶压强：4kPa（表压）；2.进料热状况：泡点进料；3.回流比：2Rmin；4.塔釜加热蒸汽压力：0.5MPa（表压）；5.单板压降不大于：0.7kPa；6.冷却水温度：35℃；7.年工作日300天，每天24小时连续运行。三、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；5.塔板主要工艺尺寸的计算；6.塔板流体力学性能的计算；苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计2001级学生用化工原理课程设计示范17.塔板负荷性能图的绘制；8.塔的工艺计算结果汇总一览表；9.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；10.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。四、基础数据1.组分的饱和蒸汽压ip（mmHg）温度，（℃）8090100110120130131.8ip苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005437197602.组分的液相密度ρ（kg/m3）温度，（℃）8090100110120130ρ苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯tA187.1912ρ推荐：tA1886.113.912ρ氯苯tB111.11127ρ推荐：tB0657.14.1124ρ式中的t为温度，℃。3.组分的表面张力σ（mN/m）温度，（℃）8085110115120131σ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mσ可按下式计算：苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计2001级学生用化工原理课程设计示范2ABBABAmxxσσσσσ（BAxx、为A、B组分的摩尔分率）4.液体的粘度μL温度t，℃6080100120140苯mPas0.3810.3080.2550.2150.184氯苯mPas0.5150.4280.3630.3130.2745.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：38.01238.012ttttrrcc（氯苯的临界温度：C2.359ct）6.其他物性数据可查化工原理附录。苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计2001级学生用化工原理课程设计示范3目录一．前言………………………………………………………………………….5二．产品简介...........................................................................................................................8三、设计方案的确定及工艺流程的说明..............................9四、全塔的物料衡算.............................................111.料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率...........................112.平均摩尔质量.............................................113.料液及塔顶底产品的摩尔流率...............................11五、塔板数的确定...............................................121.理论塔板数的求取........................................122.实际塔板数...............................................132.1全塔效率............................................13六、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算.................141.平均压强.................................................152.平均温度.................................................153.平均分子量...............................................134.平均密度.................................................144.1液相平均密度........................................145.液体的平均表面张力.......................................146.液体的平均粘度...........................................15七、精馏段的汽液负荷计算.......................................18八、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算.............................221.塔径.....................................................222.塔板工艺结构尺寸的设计与计算.............................221.1溢流装置................................................221.2溢流堰长（出口堰长）................................221.3出口堰高............................................171.4降液管的底隙高度....................................233.塔板布置.................................................234.开孔数和开孔率...........................................235.塔高的计算..............................................................................................................23.苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计2001级学生用化工原理课程设计示范4九、塔板上的流体力学验算.......................................241.气体通过筛板压降和的验算.................................242.气体通过板上液层的压降...................................253.雾沫夹带量的验算.........................................254.漏液的验算...............................................265.液泛的验算...............................................26十、塔板负荷性能图.............................................271.雾沫夹带线...............................................272.液泛线（2）..............................................243.液相负荷上限线（3）......................................234.漏液线（气相负荷下限线）（4）.............................235.液相负荷下限线（5）......................................23十一、精馏塔的设计计算结果汇总一览表...........................28十二、结束语...................................................28十三、参考文献................................................29十四、思考题...................................................29苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计计算书一、前言课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔内，以一苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计2001级学生用化工原理课程设计示范5定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯，由塔底采出氯苯。氯苯纯度不低于99.8%，塔顶产品苯纯度不低于98%（质量分数）。高径比很大的设备称为塔器。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。常见的、可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。在化工或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量质量生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项要求：（1）生产能力大．在较大的气（汽）液流速下，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象。（2）操作稳定、弹性大。当塔设备的气（汽）液负荷量有较大的波动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作。并且塔设备应保证能长期连续操作。（3）流体流动的阻力小。即流体通过塔设备的压力降小。这将大大节省生产中的动力消耗，以及降低经常操作费用。对于减压蒸馏操作，较大的压力降还使系统无法维持必要的真空度。（4）结构简单、材料耗用量小、制造和安装容易。这可以减少基建过程中的投资费用。（5）耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。事实上，对于现有的任何一种塔型，都不可能完全满足上述所有要求，仅是在某些方面具有独到之处．根据设计任务书，此设计的塔型为筛板塔。筛板塔是很早出现的一种板式塔。五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计2001级学生用化工原理课程设计示范6的性能，并形