化工原理课程设计--苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

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1、 1 化工原理课程设计说明书化工原理课程设计说明书 设计题目：设计题目：苯苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计氯苯分离过程板式精馏塔设计 2 化工原理课程设计任务书化工原理课程设计任务书 一设计题目一设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为 99.8%的氯苯 21600t，塔顶馏出液中含氯苯不高于 2%。原料液中含氯苯为 38% （以上均为质量分数）。 二操作条件二操作条件 1.塔顶压强 4kPa（表压）； 2.进料热状况 自选； 3.回流比 自选； 4.塔底加热蒸汽压力 0.5MPa(表压)； 5.单板压降不大于 0.7kPa； 三塔板类型三塔板类型 浮阀塔板（F1 型）。 四工作日四

2、工作日 每年 300 天，每天 24 小时连续运行。 五五厂址厂址 厂址为徐州地区。 六设计内容六设计内容 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； 3 5.塔板主要工艺尺寸的计算； 6.塔板的流体力学验算； 7.塔板负荷性能图； 8.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨 4 目录 1 设计方案的确定 5 1.1 操作压力 . 5 2.3 塔板数的确定 . 7 2.3.1 塔板数 T N的计算

3、7 2.3.2 确定操作的回流比 R 8 2.3.3 实际塔板数N . 10 2.3.5 温度 m t 11 2.3.6 平均分子量 m M. 11 2.3.8 液体表面张力 m . 12 3 塔和塔板主要工艺尺寸的设计 . 13 3.3 塔板工艺结构尺寸的设计与计算. 15 3.3.1 溢流装置 15 4.1 塔板压降 19 4.2 液泛. 20 5.1 雾沫夹带上限线 . 23 5.3 液相负荷上限线 . 25 5.4 气体负荷下限线（漏液线） . 25 5.5 液相负荷下限线 . 26 6.1 塔顶空间 27 6.2 塔底空间 28 6.3 人孔数目 28 6.4 塔高 . 28 6.5

4、 接管 . 29 6.5.1 进料管. 29 6.5.2 回流管 . 29 6.5.3 塔顶蒸汽接管 . 30 6.5.4 釜液排出管 30 6.5.5 塔釜进气管 31 6.7 附属设备设计 31 6.7.1 冷凝器 . 31 6.7.2 再沸器 . 32 7 计算结果总汇 33 8 结束语 34 9 符号说明：. 34 5 1 设计方案的确定设计方案的确定 1.11.1 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。 1.21.2 进料状况进料状况 进料状

5、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=1。 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

6、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。 1.41.4 工艺流程图工艺流程图 浮阀塔由于气液接触状态良好，雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故)， 塔板效率较高，生产能力较大。浮阀塔应用广泛，对液体负荷变化敏感，不适 宜处理易聚合或者含有固体悬浮物的物料，浮阀塔涉及液体均布问题在气液接 触需冷却时会使结构复杂板式塔的设计资料更易得到，便于设计和对比，而且 6 更可靠。浮阀塔更适合，塔径不是很大，易气泡物系，腐蚀性物系，而且适合 真空操作。 原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热后送入连续板式精馏塔 F1 型浮阀塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回 流液，其余作为产品经冷却至后送至产品槽；塔釜采用热虹吸立式再