苯与氯苯分离过程板式精馏塔的开题报告

西南科技大学城市学院
毕业设计（论文）开题报告
学院西南科技大学城市学院专业班级XX XXX
姓名XXX 学号XXX
题目XXX题目类型XXX
一、选题背景及依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列出主要参考文献）
1、国内外研究现状
气-液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。

精馏操作既可采用板式塔,也可采用填料塔.板式塔为逐级接触型气-液传质设备,其种类繁多,根据塔板上气-液接触元件的不同,可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。

板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年),其后,特别是在本世纪五十年代以后,随着石油、化学工业生产的迅速发展,相继出现了大批新型塔板,如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。

目前从国内外实际使用情况看,主要的塔板类型为筛板塔、浮阀塔及泡罩塔,而前者使用尤为广泛。

筛板塔是板式塔的一种,其设计意图是一方面使汽液两相在塔板上充分接触,以减小传质阻力,另一方面是在总体上使两相保持逆流流动,而在塔板上使两相呈均匀的错流接触,以获得更大的传质推动力。

其内装若干层水平塔板,板上有许多小孔,形状如筛;并装有溢流管或没有溢流管。

操作时,液体由塔顶进入,经溢流管(一部分经筛孔)逐板下降,并在板上积存液层。

气体(或蒸气)由塔底进入,经筛孔上升穿过液层,鼓泡而出,因而两相可以充分接触,并相互作用。

泡沫式接触气液传质过程的一种形式,性能优于泡罩塔。

为克服筛板安装水平要求过高的困难,发展了环流筛板;克服筛板在低负荷下出现漏液现象,设计了板下带盘的筛板;减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距,制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰,塔板上开设气体导向缝的林德筛板。

筛板塔普遍用作H2S-H2O双温交换过程的冷、热塔,应用于蒸馏、吸收和除尘等。

筛板塔是传质过程常用的塔设备,它的主要优点有:
(1)结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价约为泡罩塔的60%,为浮阀塔的80%左右；
(2)处理能力大,比同塔径的泡罩塔可增加10～15%；
(3)塔板效率高,比泡罩塔高15%左右；
(4)压降较低,每板压力比泡罩塔约低30%左右。

筛板塔的缺点是:
(1)塔板安装的水平度要求较高,否则气液接触不匀；
(2) 操作弹性较小(约2～3)；
(3)小孔筛板容易堵塞。

目前应用比较广泛的是林德筛板,它由美国联合碳化物公司的林德子公司开发,最早应用于要求低压降的空分装置的精馏塔,1963年后开始应用于乙苯-苯乙烯等精馏装置中。

20世纪70 年代有多家公司的120余台减压蒸馏塔采用了林德筛板,其中超过 5.0 m 塔径的就有45 台,最大的塔径为11.5 m。

林德筛板在普通筛板上有两点重要改进:一是在降液管液体出口处将塔板向上凸起,二是在塔板上增设了百叶窗导向孔(国内称之为导向筛板)。

这种改进增大了有效鼓泡面积,使塔板操作由鼓泡型变为喷射型,在降低液面梯度的同时使气体分布均匀,从而使干板压降减小、雾沫夹带减少、传质效率提高。

目前,国内已有10余套装置使用了中运行林德筛板。

精馏是应用最广的传质分离操作,其广泛应用促使其技术已相当成熟,但是技术的成熟并不意味着今后不再需要发展而停滞不前。

成熟技术的发展往往要花费更大的精力,但由于其应用的广泛,每一个进步,哪怕是微小的,也会带来巨大的经济效益。

正因为如此,蒸馏的研究仍受到广泛的重视,不断取得进展。

提高精馏过程的热力学效率、节省能耗是一贯受到重视的
2、生产需求状况
（1）市场需求现状
（2）产业发展现状
3、选题的目的及意义
本题目是根据过程装备与控制工程专业的培养目标而拟定的毕业设计题目，目的是提高学生理论联系工程实际和实际工程设计能力。

毕业设计是综合运用过程装备与控制工程专业的专业知识，分析和解决实际工程问题的一个重要实践教学环节。

通过对筛板塔的设计，训练和培养学生如下几个方面的能力：
（1）熟悉查阅文献资料，收集有关数据，正确选用公式。

当缺乏必要数据时，尚需要自己通过实验测定或到生产现场进行实际查定。

（2）在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定工艺流程，进行设备选型，并提出保证过程正常、安全运行所需的检测和计量参数，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。

（3）准确而迅速进行过程计算及主要设备的工艺设计计算。

（4）用精炼的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果。

4、主要参考文献
[1] 贾绍义，柴诚敬等.化工传质与分离过程.北京：化学工业出版社，2001
[2] 郑津洋等.过程设备设计（第三版）.北京：化学工业出版社，2010
[3] 柴诚敬，刘国维，李阿娜.化工原理课程设计.天津：天津科学技术出版社，1994
[4] 匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计.北京：化学工业出版社，2002
[5] 大连理工大学.化工原理（上下册）.大连:大连理工大学出版社,1993
[6] 时均等.化学工程手册（第二版，上下册）.北京:化学工业出版社,1996
[7] 姚玉英等.化学原理（下册）.天津:天津大学出版社,1999
[8] 《化学工程手册》编辑委员会.化学工程手册——气液传质设备）.北京:化学工业出版
社,1989
[9] 刘乃鸿等.工业塔新型规整填料应用手册.天津:天津大学出版社,1993
[10] 王树楹等.现代填料塔技术指南.北京:中国石化出版社,1998
[11] 徐崇嗣等.填料塔产品及技术手册.北京:化学工业出版社,1995
[12] 兰州石油机械研究所.现代塔技术.北京:烃加工出版社,1990
[13] 魏兆灿等.塔设备设计.上海:上海科学技术出版社,1988
[14] 贾绍义，柴诚敬等.化工原理课程设计（化工传递与单元操作课程设计）.天津：天津大
学出版社，2002
二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思想及工作方法或工作流程
1、主要内容
设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8﹪的氯苯1200吨，塔顶馏出液含氯苯不得高于2﹪，原料液中含氯苯38﹪（以上均为质量分数）。

设计条件如下：
1)塔顶压力：4kPa(表压)；
2)进料热状态：自选；
3)回流比：自选；塔底加热蒸汽压力：0.5MPa(表压)；
4)单板压降：≤0.7 kPa。

5)塔板类型：筛板或浮阀塔板（F1型）。

6)工作日：每年300天，每天24小时连续运行；
7)建厂地址：成都地区。

8)设计基础数据：
苯、氯苯纯组分的饱和蒸气压数据
温度，℃80 90 100 110 120 130 131
.8
o
i
P×0.13 3–1kPa
苯760 1025 135
176
225
2840 290
0 氯苯148 205 293 400 543 719 760
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。

基本要求：
1）确定设计方案，并分析计算；
2）进行精馏塔的结构设计；
3）绘制精馏塔的结构图（及装配图）和零件图一套；
4）撰写精馏塔的设计说明书。

2、设计思想
经过各方面的考虑选择筛板式精馏塔，目的：(1)降低成本，提高生产效率；（2）实现自动化一体化控制。

三、毕业设计（论文）工作进度安排
(1) 2012.11.19—2012.11.25学生完成开题报告和开题答辩。

(2) 2012.11.28—2012.12.23完成毕业设计草案。

(3) 2013.3.1—2013.3.20完成毕业设计题目的设计草案。

(4) 2013.4.16—2013.4.20组织中期检查，并填写“毕业设计中期检查表”。

(5) 2013.5.1—2013.5.10完成毕业设计（论文）和优秀毕业设计（论文）的申
请。

(6) 2013.5.21——2013.5.31毕业答辩。

指导
教师
意见
指导教师签字___________
年月日
院系难度
综合训
练程度
是否隶属
科研项目
毕业设计领导小组
审核意见系（公章）___________
年月日
备注：1、题目类型分为：理论研究、应用研究、设计开发和其它。

2、题目难度分为：A、B、C、D四个等级。

3、综合训练程度分为：A、B、C三个等级。

4、本表必须由学生填写，交指导教师签署意见及开题答辩后参照执行。

5、字数不少于2600字（包括主要参考文献的字数）。