苯与氯苯分离化工原理课程设计

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1、 1 ( (一）一）产品与设计方案简介产品与设计方案简介 1.产品性质、质量指标和用途 产品性质： 有杏仁味的无色透明、 易挥发液体。 密度 1 105g/cm 3。 沸点 131 6。 凝固点-45。 折射率1 5216(25)。 闪点29 4。 燃点637 8， 折射率1 5246， 粘度(20)0799mPas，表面张力 332810 -3Nm溶解度参数 95。 溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多数有机溶剂，不溶于水。易燃，蒸气与空气形 成爆炸性混合物，爆炸极限 1. 3-71(vol)。溶于大多数有机溶剂，不溶 于水。常温下不受空气、潮气及光的影响，长时间沸腾则脱氯。蒸气经过红热管 子脱去

2、氢和氯化氢，生成二苯基化合物。有毒在体内有积累性，逐渐损害肝、 肾和其他器官。 对皮肤和粘膜有刺激性 对神经系统有麻醉性， LD502910mgkg， 空气中最高容许浓度 50mgm 3。遇高温、明火、氧化剂有燃烧爆炸的危险。与氯 酸银反应剧烈 质量指标：氯苯纯度不低于 99.8%，塔顶馏出液中含氯苯不得高于 2%，原料液中 含氯苯 45%。 （以上均为质量分数） 产品用途：作为有机合成的重要原料 2.设计方案简介 （1）精馏方式：本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续 收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉 浓度范围内乙醇和水的挥发度相差较大，

3、因而无须采用特殊精馏。 （2）操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用 于苯和氯苯这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。 （3） 塔板形式：F1 型浮阀塔板，浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造 价低;塔板开口率大，生产能力大；由于阀片可随气量的变化自由升降，故操作 弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高。 （4） 加料方式和加料热状态：设计采用泡点进料，将原料通过预热器加热至泡 点后送入精馏塔内。 （5） 由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。 （6） 再沸器，冷凝器等附属设备的安排：塔底设置再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝 后再冷却至泡点

4、下一部分回流入塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储灌。塔 釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 3 工艺流程草图及说明 2 首先，苯和氯苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通 过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进 入到精馏塔中。 因为被加热到泡点， 混合物中既有气相混合物， 又有液相混合物， 这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏 塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡 点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储 罐，而其中的气态部分重新回到精

5、馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就 从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热 到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口 不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与氯苯的分离。 ( (二二) ) 精馏塔的物料衡算精馏塔的物料衡算 1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 MA = 78.11 kmolkg / 氯苯的摩尔质量 MB =112.56 kmolkg / 6378.0 11.78/55.056.112/45.0 11.78/55.0 F x 9860.0 11.78/98.056.112/02.0 11.78/98.

6、0 D x 0029.0 11.78/002.056.112/998.0 11.78/002.0 w x 2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 45%氯苯 原 料 储 原料预热 精馏 再沸 998%氯 苯储存 分配 冷凝 冷却 98%苯储存 冷却 3 kmolkgM F /59.9056.112*)6378.01(11.78*6378.0 kmolkgM D /59.7856.112*)9860.01(11.78*9860.0 kmolkgM W /46.11256.112*)0029.01(11.78*0029.0 3.物料衡算 氯苯产量 hkmolW/85.30 46.112*24*300 1000*25000 总物料衡算 85.30 DF 苯物料衡算 0029.0*85.309860.0*6378.0* DF 联立解得 hkmolD/25.56 hkmolF/10.87 （三）（三）塔板数的确定塔