化工原理课程设计---苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书

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1、- 1 - 苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分） 一、设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔（筛板塔） ，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后送至苯液 贮罐； 塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流， 塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯 苯贮罐。 典型的连续精馏流程为原料液经预热器加热后到指定的温度后，送入精馏塔的进料板， 在进料上与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板 上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。操作时，连续地从再沸器取出 部分

2、液体作为塔底产品（釜残液） ，部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。塔 顶蒸气进入冷凝器中被全部冷凝， 并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体， 其余部分经 冷却器后被送出作为塔顶产品（馏出液） 。 （一）装置设备： 蒸馏装置包括精馏塔、原料预热塔、塔釜再沸器、塔顶汽相冷凝器、塔釜采出产品和塔 顶馏出产品冷却器、原料液和产品贮罐、物料输送机等设备。 （二）进料热状况： 进料有五种热状况：过热蒸汽、饱和蒸汽、气液混合物、饱和液体和过冷液体。从原理 上讲，要使回流充分发挥作用，全部冷量应由塔顶加入，全部热量应由塔底加入。原料不应 该作任何预热。 在实际设计过程中，较多的是将料液预热到泡点或

3、接近泡点才送入精馏塔。这样，进料 温度就不受季节、气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作就比较容易控制。而且，精馏 段和提馏段的上升蒸汽量相近，塔径可以相同，设计制造也比较方便。有时为了减少再沸器 的热负荷，可在料液预热时加入更多的热量，甚至采用饱和蒸汽进料。 必须注意的是，在实际设计中进料状态与总费用、操作调解方便与否有关，还与整个车 间的流程安排有关，需从整体上综合考虑。 （三）加热方式： 精馏塔通常设置再沸器，采用间接蒸汽加热，以提供足够的热量。若待分离的物系为某 种轻组分和水的混合物， 往往可以采用直接蒸汽加热的方式， 把蒸汽直接通入塔釜以汽化釜 液。这样，只需在塔釜内安装鼓泡管，就可

4、以省去一个再沸器，并且可以利用压力较低的蒸 - 2 - 汽来进行加热， 操作费用和设备费用均可降低。 若釜液粘度很大， 用间壁式换热器加热困难， 此时用直接蒸汽可取得很好的效果。 （四）回流比： 回流比是精馏操作的重要工艺参数， 其选择的原则是使设备费和操作费用之和最低。 回 流比去最小回流比的 1.22 倍，为了节能，倾向于较小的值，也可以取最小回流比的 1.11.5 倍。先求最少理论版数 N，再选用若干个 R 值，利用吉利兰图求出对应理论板数 N，并作 出 N-R 曲线，从中找出适宜的操作回流比 R。也可作出 R 对精馏操作费用的关系线，从中 确定适宜的回流比。 （五）筛孔塔板： 筛孔塔板简称筛板，筛板上开有许多均匀的小孔。根据孔径的大小，分为小孔径和大孔 径筛板两类。工业中以小孔径筛板为主。 筛板的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体 分散均匀，传质效率较高。其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料。 必须指出的是，尽管筛板传质效率高，但若设计和操作不当，易产生漏夜，使得操作弹 性减小，传质效率下降。近年来，由于设计和控制水平的不断提