1、0 化工原理课程设计 设计题目： 苯氯苯精馏过程板式塔设计 姓姓 名：名： 学学 号：号： 学学 院：院： 专专 业：业： 应用化学应用化学 20122012 年年 9 9 月月 1010 日日 1 目目 录录 设计主要内容设计主要内容 1 一 设计方案的确定及流程说明 1 二 精馏塔的物料衡算 . 4 三 精馏塔板数的确定 . 4 四 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算 . 7 五 精馏塔主要工艺尺寸计算. 11 六 精馏塔塔板的工艺尺寸 . 12 七 精馏塔塔板的流体力学验算 14 八 精馏塔塔板的负荷性能图. 17 九 精馏塔辅助设备选型与计算 20 十、设计结果概要 23 设计总结和评述
2、设计总结和评述 24 参考文献参考文献 25 1 设计主要内容设计主要内容 一一 设计方案的确定及流程说明设计方案的确定及流程说明 1、操作压力操作压力 蒸馏操作可在常压，加压，减压下进行。应该根据处理物料的性能和 设计总原则来确定操作压力。例如对于热敏感物料，可采用减压操作。本 次设计为一般物料因此，采用常压操作。 2、进料状况进料状况 进料状态有五种：过冷液，饱和液，气液混合物，饱和气，过热气。 但在实际操作中一般将物料预热到泡点或近泡点，才送入塔内。这样塔的 操作比较容易控制。不受季节气温的影响，此外泡点进料精馏段与提馏段 的塔径相同，在设计和制造上也叫方便。本次设计采用泡点进料即 q=
3、1。 3、加热方式加热方式 蒸馏釜的加热方式一般采用间接加热方式， 若塔底产物基本上就是水， 而且在浓度极稀时溶液的相对挥发度较大。便可以直接采用直接加热。直 接蒸汽加热的优点是：可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜内只需安装鼓 泡管， 不需安装庞大的传热面， 这样， 操作费用和设备费用均可节省一些， 然而，直接蒸汽加热，由于蒸汽的不断涌入，对塔底溶液起了稀释作用， 在塔底易挥发物损失量相同的情况下。 塔釜中易于挥发组分的浓度应较低， 因而塔板数稍微有增加。但对有些物系。当残液中易挥发组分浓度低时， 溶液的相对挥发度大，容易分离故所增加的塔板数并不多，此时采用直接 蒸汽加热是合适的。 4、冷却方式
4、冷却方式 塔顶的冷却方式通常水冷却，应尽量使用循环水。 只有要求的冷却温 度较低，考虑使用冷却盐水来冷却。本实验用循环水。 因此，根据上叙设计方案的讨论及设计任务书的要求，本设计采用常 2 压操作，泡点进料，间接蒸汽加热以及水冷的冷却方式。 本设计任务为分离苯氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用 连续精馏方法，设计中采用泡点进料，将混合料液经预热器加热至泡点后 送入精馏塔内。塔顶上升器采用全凝器冷凝后，部分回流。其余部分作为 塔顶产品经冷却后送入储罐。该物系属于易分离物系，最小回流比较小， 故操作回流比取最小回流比的 2 倍。塔釜部分采用间接蒸汽加热，塔底产 品经冷却后送入储罐。工艺流程图
5、见附图。查阅有关资料得知苯和氯苯的 一些性质如下： 1.苯和氯苯的物理性质 表 1.1 苯和氯苯的物理性质 项目 分子式 相对分子质量 沸点 临界温度/ 。c 临界压力/kpa 苯 （A） C6H6 78.11 80.1 2885 68334 氯苯（B） C6H5 Cl 112.56 131.8 359.2 4520 2.苯氯苯的气液相平衡数据 表 1.2 苯氯苯的气液相平衡数据 沸点温度 t/ 苯的组成 沸点温度 t/ 苯的组成 液相 A x 气相 A y 液相 A x 气相 A y 80.02 1 1 120 0.129 0.378 90 0.69 0.916 130 0.0195 0.0
6、723 100 0.447 0.785 131.8 0 0 110 0.267 0.61 3.组成饱和蒸气压 0 i p 表 1.3 苯氯苯的组成饱和蒸气压 温度/ 80 90 100 110 120 130 131.8 0 i p /mmhg(苯) 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 3 0 i p /mmhg(氯苯) 148 205 293 400 543 719 760 4.液相密度 表 1.4 苯氯苯的液相密度 表 1 . 5 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算： 苯t A 187.1912 氯苯t B 111.11127 其中：t温度， 5.液相粘度 L 表 1.5 苯氯苯液体粘度 L 温度() 60 80 100 120 140 苯（MP a .S） 0.381 0.308 0.255 0.215 0.184 氯苯（MP a .S） 0.515 0.428 0.363 0.313 0.274 6. 组分的表面张力
