苯氯苯连续精馏筛板塔的设计课程设计
化工原理课程设计--苯-氯苯连续精馏塔的设计
滨州学院化工原理课程设计题目苯-氯苯连续精馏塔的设计系（院）化学与化工系专业班级学生姓名学号指导教师职称讲师2013 年 12 月 25 日化工原理课程设计任务书目录第一章、产品与设计方案简介 (6)（一）产品性质、质量指标 (6)（二）设计方案简介 (6)（三）工艺流程及说明 (7)第二章、工艺计算及主体设备设计 (7)（一）全塔的物料衡算 (8)1）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (8)2）平均摩尔质量 (8)3）料液及塔顶底产品的摩尔流率 (8)（二）塔板数的确定 (8)1）理论塔板数的求取 (8)2）实际塔板数 (9)（三）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (10)1）平均压强 (10)2）平均温度 (10)3）平均分子量 (10)4）平均密度 (11)5）液体的平均表面张力 (11)6）液体的平均粘度 (12)（四）精馏段的汽液负荷计算 (12)（五）塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (12)1）塔径 (13)2）塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (13)（六）塔板上的流体力学验算 (14)1)浮阀数及排列方式 (14)2）校对 (15)3）气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) (15)4）干板阻力 (15)5）板上充气液层阻力 (15)6）由表面张力引起的阻力 (16)7）雾沫夹带验算 (16)8）漏液的验算 (17)9）液泛验算 (17)第三章、塔板负荷性能图 (18)（一）雾沫夹带线（1） (18)（二）液泛线（2） (18)（三）液相负荷上限线（3） (19)（四）漏液线（气相负荷下限线）（4） (19)（五）液相负荷下限线（5） (20)第四章、对设计过程的评述和感受 (22)一、前言课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。
通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。
苯和氯苯精馏塔课程设计
苯和氯苯精馏塔课程设计一、引言苯和氯苯是常见的有机化合物，它们在工业生产中有广泛的应用。
苯和氯苯精馏塔是一种有效的分离方法，可以将两者分离出来。
本课程设计旨在探究苯和氯苯精馏塔的原理、设计方法、操作技巧和安全注意事项。
二、原理1. 精馏塔原理精馏是一种利用液体混合物中各组分沸点差异进行分离的物理过程。
精馏塔是一种基于精馏原理设计的设备，通常由填料层和板层组成。
填料层通常由多孔性材料制成，可增加液体与气体之间的接触面积，促进挥发性组分从液相向气相转移；板层则通过板孔将液体和气体分开，使得液体在不同板层之间反复蒸发和凝结，从而实现组分之间的分离。
2. 苯和氯苯之间的沸点差异苯（C6H5）的沸点为80.1℃，而氯苯（C6H5Cl）的沸点为131℃。
因此，在适当温度下，苯和氯苯可以通过精馏塔进行分离。
三、设计方法1. 精馏塔的选择根据物料性质和生产要求，选择合适的精馏塔类型。
常见的精馏塔类型有平板式、填料式、螺旋板式等。
2. 填料的选择填料是影响精馏效果的重要因素之一。
常用的填料有金属网、陶瓷球、聚合物球等。
填料的选取应考虑到其表面积、孔径大小、耐腐蚀性和可再生性等因素。
3. 操作参数的控制在操作过程中，应根据实际情况控制温度、压力和进出料量等参数。
通常情况下，应将温度控制在苯和氯苯沸点之间，并适当增加进出料量以提高分离效率。
4. 填充率的控制填充率是指填料所占据空间与总容积之比。
填充率过高会导致液体无法顺畅流动，从而影响分离效果；而填充率过低则会导致液体在塔内停留时间不足，也会影响分离效果。
一般来说，填充率应控制在50%~70%之间。
四、操作技巧1. 开始操作前应检查设备是否正常运转，并进行必要的维护保养。
2. 在进料前，应先将塔内空气排出，以避免氧化反应和爆炸事故。
3. 操作过程中应注意控制温度、压力和进出料量等参数，并及时调整。
4. 如果发现液位过高或过低，应及时采取措施调整液位。
5. 操作结束后，应清洗设备并进行必要的维护保养。
化工课程设计-苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
课程设计说明书题 目：苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计课程名称： 化工原理课程设计学 院： 化学与环境工程学院学生姓名： 袁 海 梅学 号： 201105010023专业班级： 化学工程与工艺一班指导教师： 路 有 昌2013年 11月22日成绩课程设计任务书设计题目苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计学生姓名袁海梅所在学院化学与环境工程学院专业、年级、班化学工程与工艺11-1设计要求：1.处理能力;产纯度为99.8%的氯苯4t/h2.设备形式：板式精馏塔3.塔顶压强4kPa（表压）；4.进料热状况，自选；5.回流比，自选；6.塔釜加热蒸汽压力506kPa（表压）；7.单板压降不大于0.7kPa学生应完成的任务：通过一系列的工艺计算来确定设备主体的设计尺寸附加详细的计算过程设计流程简图1A设备大图工作计划：先仔细的计算出设计的各项数据参考各项数据画大图任务下达日期：2013 年11 月18 日任务下达日期：年月日指导教师（签名）：学生（签名）：苯-氯苯板式精馏塔工艺设计摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。
实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。
与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。
化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
苯氯苯板式精馏塔课程设计
苯氯苯板式精馏塔课程设计精馏塔是现代工业中最重要的设备，在各种工业行业中都非常常见，如石油、化工、食品、制药等行业，广泛应用于分离、回收和精炼各种液体或气体的各种反应和分离工艺中。
本文对苯氯苯板式精馏塔的课程设计进行研究，以期能使学生们更全面地了解该设备的性能特点、运行原理及应用方法。
一、精馏塔的基本性能特点1.精炼性能：苯氯苯板式精馏塔能够实现高效精炼，其特点为高温高压，处理材料粒径非常小，因此有很高的精炼效果。
2.操作安全性：苯氯苯板式精馏塔的操作简单，操作过程安全可靠，不容易发生危险的事故。
3.抗腐蚀性：苯氯苯板式精馏塔的内部构造设计得当，能够抵抗反应溶液的腐蚀性能极好，从而提高产品的应用寿命和可靠性。
4.维护方便：苯氯苯板式精馏塔具有便捷的维护结构，易于拆卸维护，可以降低维护成本和工作量。
二、苯氯苯板式精馏塔的运行原理1.水平精馏：苯氯苯板式精馏塔采用水平精馏的原理，在反应溶液在精馏塔中流动的过程中，利用温度的变化来对反应溶液的成分进行分离，从而达到精炼液体的目的。
2.温度变化：苯氯苯板式精馏塔的温度梯度是一个非常重要的因素，大小决定着液体的分离效果，所以必须根据反应溶液的特性，确定最佳的温度梯度。
3.压力变化：苯氯苯板式精馏塔的压力也是一个很关键的参数，它决定着反应溶液中各种成分的析出速率，因此对于苯氯苯板式精馏塔来说，压力的变化一定要在一定的范围内，否则可能会影响精炼效果。
三、苯氯苯板式精馏塔的应用方法1.调节剂：苯氯苯板式精馏塔在调节剂的应用方面也较为常见，它能够调节反应溶液的压力变化，从而抑制反应溶液中的成分析出，实现精炼液体的目的。
2.清洗：苯氯苯板式精馏塔也可以用来进行清洗操作，反应溶液在塔体内流动时，温度和压力的变化能够把溶液中的各种杂质抽出，从而达到清洗的目的。
3.料液分离：苯氯苯板式精馏塔也可以用于不同质的料液的分离，只要改变温度和压力，就可以把不同的液体分开，从而达到合理的分离效果。
化工原理课程设计---苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
课程设计题目——苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计一、设计题目某化工厂每天需将75吨含苯45%的苯—氯苯混合物用连续蒸馏方法分离成含苯96%的馏出液及含氯苯98%的釜液(均为质量百分数)供有机合成之用。
试设计一精馏塔来完成该分离任务；原料温度为20℃。
二、操作条件1.塔顶压强4kPa （表压）；2.20℃进料；3.回流比自定（取2.4R min ）；4.塔釜加热蒸汽压力506kPa （表压）；5.单板压降不大于0.7kPa ；6.每天24小时连续运行。
三、设计内容1.设计方案的确定及工艺流程的说明；2.塔的工艺计算；3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；4.塔内流体力学性能的设计计算；5.塔板负荷性能图的绘制；6.设计计算结果一览表；7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、基础数据1.组分的饱和蒸汽压i p （mmHg ） 温度，（℃）80 90 100 110 120 130 131.8ip苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯148205293400543719760注：1mmHg=133.322Pa 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3）温度，（℃）80 90 100 110 120 130 ρ苯 817 805 793 782 770 757 氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯 t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。
3.组分的表面张力σ（mN/m ）温度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ苯 21.2 20.6 17.3 16.8 16.3 15.3 氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算：AB B A BA m x x σσσσσ+=（B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率）4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。
苯与氯苯筛板精馏塔课程设计
苯与氯苯筛板精馏塔课程设计
本次课程设计主题为“苯与氯苯筛板精馏塔”。
该设计涉及到化
工流程、设备和操作等多个方面，旨在培养学生的实际操作能力和分
析/解决问题的能力。
本次课程设计的主要内容包括以下几个方面：
1. 设计苯与氯苯筛板精馏塔的工艺流程。
该流程需要考虑到苯和
氯苯的特性、溶液组分比例和物理特性等因素，以及精馏塔的操作策
略和设备选型等。
2. 在此基础上，进行化工传热与传质的计算和模拟。
通过计算分析，确定最佳的操作条件，为后续实验操作提供参考。
3. 进行苯与氯苯的实验精馏。
在实验中，学生需要掌握基本的化
工实验操作技能，如计量、调整反应条件、观察参数变化、记录数据等。
4. 对实验数据进行处理和分析。
根据实验结果，学生需要进行数
据处理和分析，分析提炼出数据背后的物理化学机制和规律。
5. 进行实验结论的讨论与总结。
通过实验课程的学习和实际操作，学生可以更深入地了解化工实践的复杂性和实现过程。
在结论与总结中，学生可以对实验结果进行评价，并提出建议和展望。
本次课程设计旨在帮助学生建立化工知识体系，提高操作技能和
实际分析/解决问题的能力，为将来的专业发展奠定基础。
苯和氯苯课程设计筛板塔
苯和氯苯课程设计筛板塔一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握苯和氯苯的基本性质，理解其在有机化学中的重要性；2. 学生能够描述苯和氯苯的制备方法，并了解其反应机理；3. 学生能够解释苯和氯苯在工业筛板塔中的应用原理。
技能目标：1. 学生能够运用化学实验技能，进行苯和氯苯的制备和性质研究；2. 学生能够运用批判性思维和分析能力，解决与苯和氯苯相关的实际问题；3. 学生能够运用数据和图表分析，评估筛板塔中苯和氯苯的分离效果。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对化学实验的兴趣，增强科学探究的精神；2. 学生能够认识到化学知识在实际工业应用中的价值，提高学习的积极性；3. 学生能够养成合作学习的习惯，培养团队协作和沟通能力。
课程性质：本课程为有机化学实验课程，结合理论知识与实际操作，注重培养学生的实验技能和实际问题解决能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，已具备一定有机化学基础，具有较强的实验操作能力和探究欲望。
教学要求：教师需引导学生通过实验观察、数据分析、团队合作等方法，深入理解苯和氯苯的性质及应用，提高学生的实践能力和科学素养。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 苯和氯苯的基本性质- 苯的结构与化学键特点- 氯苯的制备方法及其与苯性质对比- 苯和氯苯的物理性质、化学性质2. 苯和氯苯的制备与反应机理- 氯代反应原理及实验操作- 苯与氯气反应的机理探讨- 实验室制备氯苯的方法及注意事项3. 筛板塔在苯和氯苯分离中的应用- 筛板塔的构造及工作原理- 苯和氯苯在筛板塔中的分离过程- 影响筛板塔分离效果的因素分析4. 实践操作与数据分析- 设计并实施苯和氯苯的制备实验- 观察实验现象，记录数据，进行数据分析- 探讨提高筛板塔分离效果的方法教学大纲安排：第一课时：苯和氯苯的基本性质，介绍相关概念和性质，引导学生进行性质对比；第二课时：苯和氯苯的制备与反应机理，讲解反应原理，指导学生进行实验室制备；第三课时：筛板塔在苯和氯苯分离中的应用，讲解筛板塔原理，分析影响分离效果的因素；第四课时：实践操作与数据分析，学生分组进行实验，教师指导并解答疑问，共同探讨实验结果。
苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计课程设计
课程设计说明书目 录一、苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计任务书..................................................................... - 1 -设计题目 .............................................................................................................................. - 1 - 操作条件 .............................................................................................................................. - 1 - 塔设备型式 .......................................................................................................................... - 1 - 设备工作日 .......................................................................................................................... - 1 - 厂址...................................................................................................................................... - 1 - 主要设计内容 ...................................................................................................................... - 1 - 1.7 基础数据 ....................................................................................................................... - 2 - 二、产品与设计方案简介 .......................................................................................................... - 3 -1.产品性质、质量指标 ....................................................................................................... - 3 - ............................................................................................................................................. - 4 - 三、工艺计算及主体设备设计 .................................................................................................. - 4 -............................................................................................................................................. - 4 -1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ................................................................ - 4 - ...................................................................................................................................... - 5 - ............................................................................................................................................. - 5 -T N 的确定 .................................................................................................................. - 5 -p N ...................................................................................................................................... - 7 -...................................................................................................................................... - 7 - ...................................................................................................................................... - 8 - ............................................................................................................................................. - 8 -...................................................................................................................................... - 8 - ...................................................................................................................................... - 8 - .................................................................................................................................... - 10 - .................................................................................................................................... - 10 - .................................................................................................................................... - 11 - .................................................................................................................................... - 12 -四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 ............................................................................................ - 13 -........................................................................................................................................... - 13 -1.1精馏段的气、液相体积流率 .............................................................................. - 13 - 1.2提馏段的气、液相体积流率 .............................................................................. - 14 - ........................................................................................................................................... - 15 -.................................................................................................................................... - 15 - .................................................................................................................................... - 15 -五、塔板工艺结构尺寸的设计与计算 .................................................................................... - 15 -........................................................................................................................................... - 16 -1.1溢流堰长（出口堰长）w l ................................................................................. - 16 -ow L w h h h -= ........................................................................................................... - 16 -d W 和降液管的面积f A ........................................................................................... - 16 -.................................................................................................................................... - 16 -o h ............................................................................................................................... - 16 -........................................................................................................................................... - 17 - .................................................................................................................................... - 17 -c W 与安定区宽度s W ................................................................................................ - 17 - a A ............................................................................................................................. - 17 -n 和开孔率 .................................................................................................................... - 17 -六．塔板上的流体力学验算 .................................................................................................... - 18 - ........................................................................................................................................... - 18 -l h ............................................................................................................................... - 18 - σh .............................................................................................................................. - 19 -1.4气体通过每层筛板的压降（单板压降）p h 和p p Δ ........................................ - 19 -v e 的验算 ........................................................................................................................... - 19 -........................................................................................................................................... - 19 - ........................................................................................................................................... - 20 - 七、塔板负荷性能图 ................................................................................................................ - 21 -1.漏液线（气相负荷下限线） ......................................................................................... - 21 - ........................................................................................................................................... - 21 - ........................................................................................................................................... - 23 - ........................................................................................................................................... - 23 - ........................................................................................................................................... - 23 - 八、精馏塔接管尺寸计算 ........................................................................................................ - 26 -........................................................................................................................................... - 26 - ........................................................................................................................................... - 26 - ........................................................................................................................................... - 27 - ........................................................................................................................................... - 27 - ........................................................................................................................................... - 27 - 九、产品冷却器选型 ................................................................................................................ - 28 - 十、筛板塔设计计算结果一览表 ............................................................................................ - 29 - 十一、评述................................................................................................................................ - 31 - 十二、附录................................................................................................................................ - 32 -参考文献 ............................................................................................................................ - 32 - 主要符号说明 .................................................................................................................... - 33 -一、苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计任务书设计题目要求：设计一座苯－氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯17280吨/年，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯38%（以上均为质量分数）。
苯和氯苯精馏塔课程设计案例
苯和氯苯精馏塔课程设计案例标题：苯和氯苯精馏塔课程设计案例第一部分：引言在化工工艺设计领域，精馏塔是一种常用的分离设备，广泛应用于各种化工过程中。
苯和氯苯的精馏塔设计案例是一个非常经典的课程设计项目，涵盖了许多热力学、传质和动力学等方面的知识。
本文将通过深度探讨这个课程设计案例，以帮助读者更全面、深刻地理解苯和氯苯精馏塔设计的关键要素与挑战。
第二部分：基本概念及要求在开始深入探讨之前，我们首先需要了解苯和氯苯分离的基本概念和设计要求。
苯和氯苯在常温常压下具有不同的沸点，因此通过精馏的方式可以实现它们的有效分离。
精馏塔的设计目标是使苯和氯苯分别以高纯度的形式从顶部与底部输出。
还需考虑能耗、设备尺寸和经济性等因素。
第三部分：热力学分析在苯和氯苯精馏塔的热力学分析中，我们将深入研究物质平衡、能量平衡和相平衡等方面的内容。
物质平衡方程可以帮助我们确定顶部和底部的进料和产品流量。
能量平衡方程则用于计算塔内的热量传递和热效率。
而相平衡方程则是为了理解和描述苯和氯苯在不同温度下的相互溶解性，从而优化塔内的分馏效果。
第四部分：传质分析在苯和氯苯精馏塔的传质分析中，我们将探讨传质速率、传质系数和质量传递的关系。
了解传质过程的基本原理对于塔内的传质效果和分离效率有着重要的影响。
我们将讨论传质过程中的界面质量传递、液相和气相传质系数的计算方法，以及塔底的液相回流和顶部的蒸汽相回流对传质的影响。
第五部分：动力学分析在苯和氯苯精馏塔的动力学分析中，我们将详细研究它们的动态行为和稳态操作过程。
了解塔内的动力学特性对于控制塔内的温度、压力和流量等参数具有重要意义。
我们将讨论塔的响应时间、压力平衡和流量控制等方面的知识，以帮助读者更好地理解塔的动态操作和优化。
第六部分：总结与回顾在本文的最后一部分，我们将对苯和氯苯精馏塔课程设计案例进行总结与回顾。
我们会从深度和广度两个维度对所探讨的内容进行总结，以帮助读者更全面、深刻和灵活地理解苯和氯苯精馏塔设计的关键要素与挑战。
化工课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计
化工课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计化工工程涉及到化学、物理、材料、机械等多个领域，是一个综合性极强的学科。
其中，课程设计是化工教育中不可或缺的一部分，它旨在培养学生综合运用所学知识和技能解决工程问题的能力。
本文将以苯氯苯分离过程的板式精馏塔设计为例，探讨化工课程设计的重要性以及如何进行有效的设计。
一、苯氯苯分离过程简介苯氯苯是一种有机化合物，化学式为C6H5Cl，分子量为112.56。
苯氯苯广泛应用于化工、医药、杀虫剂等领域。
苯与氯苯不能直接通过蒸馏进行分离，需要通过精馏等技术进行分离。
板式精馏塔属于一种常用的分离设备，用于高效地分离液体混合物中的组分。
二、板式精馏塔的设计板式精馏塔是一种复杂的设备，其中包括塔体、填料、板子、壳程、管程等组成部分。
在设计时需要考虑塔内物质的传质和传热，以及热力学和流体力学等方面的问题。
以下是板式精馏塔设计的主要步骤：1.确定分离过程的条件。
在确定分离条件之前，需要了解原料液体的性质，如密度、黏度、表面张力等。
根据要分离的混合物，选取正确的塔型，即确定塔的高度、直径等参数。
2.选择合适的填料。
填料的选择是影响精馏塔效率的重要因素之一。
常用的填料有网状填料、环状填料、波纹填料等。
不同的填料对于不同的物质有不同的分离效果。
3.确定板式精馏塔的操作和控制条件。
操作和控制条件包括流量、压力、温度等方面的参数。
经过一些实验和调节，最终确定合适的操作和控制条件。
4.进行模拟和计算。
在进行设计之前，需要进行模拟和计算，以验证分离效果。
这里以流体力学为例，采用计算流体力学（CFD）软件对流体在塔内的流动进行数值模拟。
5.确定板式精馏塔的材料和结构。
根据流体化学和物理性质，确定塔的材料。
选择合适的材料能够确保精馏过程稳定可靠。
三、化工课程设计的重要性通过本次课程设计，学生将会了解到化工工程的实际应用。
设计涉及到多个学科的知识和技能，要求学生在理论和实践上都要具备扎实的基础和综合的能力。
苯-氯苯筛板式精馏塔设计分析
河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 苯-氯苯筛板式精馏塔设计学院: 化学化工学院专业:化学工程与工艺学号: 2014210034姓名: 张海龙指导教师: 冯敏2016年11月21日化工原理课程设计任务书一、设计题目苯-氯苯分离板式精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（塔釜出料量）5万吨/年操作周期每年300天，每天24小时运行进料组成含氯苯38% （质量分率，下同）塔顶产品组成氯苯含量低于2%塔底产品组成氯苯含量高于99.8%2.操作条件操作压力常压进料热状态自选塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压)单板压降≤0.7kPa3.设备型式筛板或浮阀塔板4.厂址天津三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.工艺流程图及精馏工艺条件图7.设计评述目录1概述 (1)1.1精馏原理及其在化工生产上的应用 (1)1.1.1塔设备简介 (1)1.1.2设计要求 (2)1.1.3精馏操作对塔设备的要求 (2)1.2精馏塔的设计简介 (3)2．工艺条件的确定和说明 (3)2.1操作条件的确定 (3)2.1.1操作压力 (3)2.1.2进料状态 (4)2.1.3加热方式 (4)2.1.4冷却剂与出口温度 (4)2.1.5回流比 (5)2.1.6热能的利用 (5)2.2确定设计方案的原则 (5)2.3物料流程简图 (6)3．板式精馏塔的工艺参数计算 (6)3.1物料衡算与操作线方程 (6)3.1.1物料衡算 (6)3.1.2 q线方程 (7)3.1.3确定操作的回流比R (8)3.2实际板数的求算 (8)3.2.1 精馏塔的气液相负荷 (8)3.2.2操作性方程 (8)3.2.3全塔效率的计算 (9)4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)4.1操作压力的计算 (10)4.2 操作温度的计算 (10)4.3 平均摩尔质量的计算 (11)4.4 平均密度的计算 (11)4.4.1 气相平均密度计算 (12)4.4.2 液相平均密度计算 (12)4.4.3 液相平均表面张力的计算 (13)4.4.4 液体平均粘度的计算 (14)5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)5.1 塔径的计算 (15)5.1.1 精馏段塔径的计算 (15)5.1.2 提馏段塔径的计算 (16)5.2 塔高的计算 (17)6 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)6.1 溢流装置的计算 (18)6.1.1 精馏段 (18)6.1.2 提馏段 (20)6.2 塔板布置的计算 (21)6.2.1 塔板的分块 (21)6.2.2 边缘密度确定 (21)6.2.3 开孔区面积计算 (21)6.2.4 开孔数n 和开孔率ϕ (22)7 塔板的流体力学验算 (23)7.1 塔板压降 (23)7.1.1 气体通过干板的阻力压降 (23)7.1.2 气体通过板上液层的压降1h (24)7.1.3 气体克服液体表面张力产生的压降σh (24)7.1.4 液体通过每层筛板的压降P ∆ (25)7.2 液面落差及雾沫夹带量的验算 (25)7.3 漏液的验算 (26)7.4 液泛的验算 (26)8 塔板性能图 (27)8.1 漏液线 (27)8.2液沫夹带线 (28)8.3 液相负荷下限线 (29)8.4 液相负荷上限线 (30)8.5 液泛线 (30)9 精馏塔附件设计 (32)9.1 进料管道 (32)9.2 塔顶回流液管道 (33)9.3 塔底料液排出管道 (33)9.4 塔顶蒸汽出口管道 (33)9.5 塔底蒸汽进口管道 (34)9.6 冷凝器的选择 (34)v eQ (34)9.6.1 热负荷C9.6.2 冷却水用量q (34)m29.6.3 总传热系数k (34)9.6.4 泡点回流时的平均温度为t∆ (35)m9.6.5 换热器面积 (35)9.7 再沸器的选择 (35)Q (35)9.7.1 热负荷B9.7.2 加热蒸汽的量 (35)9.7.3 平均温差m t∆ (35)9.7.4 换热系数K (35)9.7.5 换热器面积 (35)10 设计结果一览表 (35)11 设计评述 (38)参考文献 (39)致谢 (40)分离苯-氯苯混合液的筛板精馏塔工艺设计张海龙摘要：本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。
苯与氯苯课程设计--苯—氯苯分离过程板式精馏塔设计
化工原理课程设计设计题目：苯—氯苯分离过程板式精馏塔设计专业：化学工程与工艺2012 年 6 月7 日目录一．要求书 (4)1.1 设计任务 (4)1.2 操作条件 (4)二.设计内容 (5)2.1设计方案的选择及流程说明 (5)2.2工艺计算 (5)2.2.1精馏塔物料衡算 (5)2.2.2物料衡算 (6)三.精馏段的设计 (7)3．1精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)3.2精馏段主要设备工艺尺寸设计 (10)3.2.1.塔径的计算 (10)3.2.2.精馏塔有效高度的计算 (11)3.2.3.精馏段塔板主要工艺尺寸计算 (12)3.2.4.塔板布置 (12)3.3精馏段塔板的流体力学校核 (13)3.3.1.塔板压降 (15)3.3.2.液面落差 (15)3.3.3．液沫夹带 (13)3.3.4．漏液 (14)3.3.5．液泛 (14)3.4 精馏段汽液负荷性能图 (15)3.4.1．漏液线 (15)3.4.2．液沫夹带线 (15)3.4.3．液相符合下限线 (16)3.4.4．液相符合上限线 (16)3.4.5．液泛线 (15)四．提馏段的设计 (18)4.1提留段的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)4.2提镏段主要设备工艺尺寸设计 (20)4.2.1.提镏段塔径的计算 (20)4.2.2提馏段塔板主要工艺尺寸计算 (20)4.2.3.塔板布置................. 错误！未定义书签。
4.3塔板的流体力学校核 (22)4.3.1.塔板压降 (22)4.3.2.液面落差 (23)4.3.3．液沫夹带 (23)4.3.4．漏液 (23)4.3.5．液泛 (24)4．4塔板的负荷性能图 (24)4.4.1．漏液线 (24)4.4.2．液沫夹带线 (25)4.4.3．液相符合下限线 (25)4.4.4．液相符合上限线 (25)4.4.5．液泛线 (25)五.总塔高、总压降及接管尺寸的确定 (27)5．1接管 (27)5.2．筒体与封头 (27)5.3．除沫器 (28)5.4．裙座 (28)5.5．吊住 (28)5.6．人孔 (28)5.7．塔总体高度的设计 (28)六.辅助设备选型与计算 (29)6．1冷凝器的选择 (29)6.2再沸器的选择 (29)苯—氯苯混合液连续精馏塔设计一．要求书1.1 设计任务生产能力（进料量）：130000kg/h操作周期：每年300天，每天24小时连续运行进料组成：X F = 38%（质量分率，下同）塔顶产品组成：X D=99%塔底产品组成：X W=2%1.2 操作条件操作压力：塔顶压强4kPa（表压）塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压) 单板压降不大于0.7kPa进料热状态：泡点进料 (q=1)单板压降：≯0.7 kPa回流比： R=(1.1～2.0)Rmin 由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为：0.6二.设计内容2.1设计方案的选择及流程说明本设计任务为分离苯—氯苯混合液。
苯一氯苯分离过程板式精馏塔设计
课程设计题目—苯-氯苯分离过程筛板精馏塔设计2.3万吨一、设计题目试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，已知原料液的处理量为2.3万吨，设塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，塔底馏出液中含苯不高于0.2%，原料液中含氯苯为38%（以上均为质量%）。
二、操作条件1.塔顶压强：4kPa（表压）；2.进料热状况：泡点进料；3.回流比：2R min；4.塔釜加热蒸汽压力：0.5MPa（表压）；5.单板压降不大于：0.7kPa；6.冷却水温度：35℃；7.年工作日300天，每天24小时连续运行。
三、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；目录一．前言 (5)二．产品简介.............................................................................................................. . (8)5.塔高的计算..............................................................................................................23.苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计计算书一、前言课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。
通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。
通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。
课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。
化工原理课程设计-4万吨年苯-氯苯精馏筛板塔设计
课 程 设 计 说 明 书
武 汉 工 程 大 学
化工与制药学院
课程设计说明书
课题名称4万吨/年苯—氯苯精馏筛板塔设计
专业班级14级能源化学工程1班
学生学号8
学生姓名
学生成绩
指导教师
课题工作时间2016.12.5—2016.12.18 __
化工与制药学院
课程设计任务书
专业能源化工班级2014级1班学生姓名
筛板塔的特点如下：
⑴结构简单、制造维修方便。
⑵生产能力大，比浮阀塔还高。
⑶塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏。
⑷塔板效率较高，但比浮阀塔稍低。
⑸合理设计的筛板塔可是具有较高的操作弹性，仅稍低与泡罩塔。
⑹小孔径筛板易堵塞，故不宜处理脏的、粘性大的和带有固体粒子的料液。
第1章 流程的确定和说明....................................................................................................................1
3．操作条件的选择（包括操作压强、进料状态、回流比等）
4．塔的工艺计算
苯-氯苯精馏塔课程设计
苯-氯苯精馏塔课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握苯和氯苯的物理化学性质，以及精馏塔的工作原理；2. 学生能够运用所学知识，分析苯-氯苯精馏过程中的物质变化和热量变化；3. 学生能够掌握精馏塔的工艺流程，并理解其操作参数对分离效果的影响。
技能目标：1. 学生能够运用化学实验技能，进行苯-氯苯精馏塔的搭建和操作；2. 学生能够通过实际操作，学会控制精馏塔的关键参数，优化分离效果；3. 学生能够通过数据分析，评价精馏塔的性能，并提出改进措施。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对化学实验的兴趣和热情，增强探索精神和实践能力；2. 学生能够认识到化学工艺在国民经济发展中的重要作用，增强环保意识和责任感；3. 学生能够通过团队协作，培养沟通能力和合作精神，提升个人综合素质。
课程性质：本课程为化学实验课，结合理论知识，强调实践操作和工艺分析。
学生特点：初三学生，具有一定的化学基础知识，好奇心强，动手能力逐步提高。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，提高学生的实验操作技能和工艺分析能力，培养学生的创新意识和团队合作精神。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际生产过程中，为我国化工行业培养后备人才。
二、教学内容1. 理论知识：- 精馏塔的基本原理和结构；- 苯和氯苯的物理化学性质，沸点差异；- 精馏过程中各组分的相态变化和热量传递；- 影响精馏效果的操作参数。
2. 实践操作：- 苯-氯苯精馏塔的搭建；- 精馏塔操作流程和关键参数控制；- 实验数据采集与处理；- 精馏效果评价及优化措施。
3. 教学大纲：- 第一课时：精馏塔基本原理和结构学习，苯和氯苯性质了解；- 第二课时：精馏过程热量传递和相态变化学习，操作参数分析；- 第三课时：实践操作，精馏塔搭建与操作；- 第四课时：数据采集与处理，精馏效果评价及优化。
4. 教材关联：- 《化学》教材第三章第三节：物质分离提纯技术；- 《化学实验》教材第四章：精馏实验。
课程设计----苯-氯苯连续分离精馏塔设计
苯-氯苯分离精馏塔设计摘要：氯苯作为一种重要的基本有机合成原料，在生产上应用广泛，由苯液相氯化法制得的氯苯中含有一定量的苯，本设计为一连续精馏塔，用来分离易挥发的苯和不易挥发的氯苯。
本设计选用了效率、经济、安全等各个方面综合性能较好的内件产品，采用了板式精馏塔，塔板选用筛板。
筛板塔结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压强低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。
本设计主要完成了工艺计算和设备设计两方面的内容，设计思想主要依照GB150-1998《钢制压力容器》。
工艺计算确定塔径为0.8m，塔总高度为9.9m。
设备设计部分，确定筒体材料为16MnR，筒体名义厚度为8mm。
根据《过程设备设计》及JB4737-95确定封头为标准椭圆型封头，公称直径为800mm，曲面高度200mm，直边高度为25mm，厚度为8mm；液体和气体进出口接管法兰都选用标准为HG20593-97的突面（RF）型板式平焊钢管制法兰(PL)；丝网除沫器选用SP型过滤网；因为本设计没有特殊要求，故选用的是圆筒形裙座，直径为800mm。
最后进行了筒体和封头的强度和稳定性计算，各人孔和接管的开孔补强计算，筒体的强度和稳定性以及水压试验的校核，通过校核，确定本设计的塔体壁厚、高度等在设计压力下均符合要求。
关键词：氯苯；精馏；筛板塔The design of distillation column about the separationOf benzene and chlorobenzeneAbstract:Chlorobenzene as an important basic organic synthesis raw material, widely used in production, the rule of law by a benzene liquid-phase chlorination of p contains a certain amount of benzene, the design for a continuous distillation column for separation volatile benzene and chlorobenzene is not easy. The design chooses the integrated product of good synthesized function with efficiency, economic, security and other aspects .It will be better that choosing rectifying tray Tower and sieve as tray.The sieve tower has mang advantages such as simple structure and low price,besides liquid drop on the surface of plate is small. It has a low pressure , but a larger capacity of production. At last gas in tower spreads evenly with a higher efficiency of mass transfer . The design completes the process calculation which defines that the tower diameter is 800mm and the overall height is 9.9m, and equipment design which defines that the material of the barrel is 16MnR and the nominal thickness is 8 mm according to the Steel Pressure Vessel (GB150-1998).The design selectes the standard elliptic heads whose diameter is 800mm, surface height is 200mm, straight flange height is 25mm according to the Process Equipment Design and JB4737-95. The piping flanges of import and export of liquid and gas are all used the RFPF according to HG 20593-97.The wire mesh demister selects the SP filter screen. The design has no specific requirements so that the cylindrical skirt is selected, whose diameter is 800mm..Finally the design conducts the festigkeit and stability ueberpruefung and so on, and defines the thickness and height of the tower body all conform the requirements under the design pressure.Keywords: chlorobenzene,distillation,plate column目录第1章绪论 (1)1.1 精馏原理 (1)1.2 塔设备概述 (1)1.3 氯苯简介 (2)第2章苯-氯苯分离精馏 (3)2.1 工艺流程 (3)2.2设备选型 (4)2.2.1 塔设备的选型 (4)2.2.2 塔板的类型与选择 (5)2.3 操作条件的选择 (6)第3章工艺计算 (7)3.1 计算准备 (7)3.2 精馏塔的物料衡算 (7)3.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7)3.2.2 原料及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7)3.2.3 物料衡算 (7)3.3 塔板数的确定 (8)3.3.1 理论板层数N T的求取 (8)3.3.2 实际板层数的求取 (10)3.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)3.4.1 操作压力计算 (10)3.4.2 操作温度计算 (10)3.4.3 平均摩尔质量计算 (11)3.4.4 平均密度计算 (11)3.4.5 液体平均表面张力计算 (13)3.4.6 液体平均粘度计算 (13)3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (14)3.5.1 塔径的计算 (14)3.5.2 精馏塔有效高度计算 (17)3.6 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)3.6.1 溢流装置计算 (18)3.6.2 塔板布置 (21)3.7 筛板的流体力学验算 (23)3.7.1 塔板压降 (23)3.7.2 液面落差 (25)3.7.3 液沫夹带 (25)3.7.4 漏液 (26)3.7.5 液泛 (26)3.8 塔板负荷性能图 (27)3.8.1 精馏段塔板负荷性能图 (27)3.8.2 提馏段塔板负荷性能图 (30)第4章筒体设计 (36)4.1 材料选择 (36)4.1.1 材料选择依据 (36)4.1.2 材料选择 (37)4.2 结构形式 (37)4.3 筒体厚度确定 (38)4.3.1 计算准备 (38)4.3.2 筒体厚度 (38)第5章封头设计 (40)5.1 封头形式选择 (40)5.1.1 常见封头型式 (40)5.2 封头计算 (41)5.2.1 封头材料 (41)5.2.2 封头厚度的计算 (41)第6章开孔设计 (43)6.1 人孔的选择 (43)6.2 管道内径计算分析 (43)6.2.1 进料管计算 (43)6.2.2 塔顶蒸汽出口管计算 (44)6.2.3 回流管计算 (44)6.2.4 釜液出口管计算 (44)6.2.5 气体进口管计算 (45)6.3 管道法兰选择 (45)第7章开孔补强 (46)7.1 补强结构的选择 (46)7.2 补强计算 (46)7.2.1 开孔所需补强面积 (46)7.2.2 有效补强范围 (47)第8章裙座的选择 (50)第9章辅助装置及附件 (51)9.1 除沫器 (51)9.1.1 操作气速的计算 (51)9.1.2 直径D N的计算 (51)9.2 梯子手柄 (52)9.3 操作平台与梯子 (52)第10章压力试验 (53)10.1 试验目的 (53)10.2 试验压力 (53)10.3 校核试验时圆筒的薄膜应力 (53)结论 (55)致谢 (56)参考文献 (57)第1章绪论1.1 精馏原理精馏是分离液体混合物最常用一种作，在化工、炼油等工业中应用很广。
苯氯苯连续精馏筛板塔的设计课程设计word版
苯-氯苯连续精馏筛板塔的设计目录设计任务书 3 设计说明书 61 概述 62 设计方案确定 73 设计计算 (8)3.1 精馏塔的物料衡算 83.1.1原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 83.1.2塔顶产品产量、釜残液量及进料流量计算 83.2 塔板数的确定 83.2.1.1 q值的计算 83.2.1.2 最小回流比的求取 83.2.1.3求操作线方程 93.2.1.4求理论板数：逐板计算法 10N 113.2.1.4实际塔板数P3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 113.3.1操作压力计算 113.3.2操作温度计算 113.3.3平均摩尔质量计算 123.3.4平均密度计算 123.3.5体积流率计算 133.3.6液体平均表面张力的计算 143.3.7液体平均粘度计算 153.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 153.4.1塔径的计算 153.4.2塔高的计算 163.5 塔板主要工艺尺寸计算 173.5.1精馏段计算 183.6 筛板的流体力学验算 203.6.1精馏段流体力学验算 213.7塔板负荷性能图 233.7.1精馏段负荷性能图 234附属设备选型 264.1再沸器的选择 264.1.1 再沸器的热量衡算264.1.2饱和蒸汽用量264.1.3再沸器的加热面积264.2 冷凝器的选择274.2.1全凝器热量衡算274.2.2冷却水用量274.2.3冷凝器的选择274.3塔内其他构件 284.3.1进料管284.3.2回流管284.3.3塔顶蒸汽管284.3.4塔底出料速度295设计数据列表 296 设计评述 30 7参考文献 30设计任务书一、设计题目 苯—氯苯连续精馏筛板塔的设计。
二、设计任务（1）原料液中氯含量：质量分率=35%（质量），其余为苯。
（2）产品纯度为99.0 %（质量）的氯苯。
（3）塔顶馏出液中氯苯含量不得高于1.0%（质量）。
（4）生产能力：456000t/y 苯产品，年开工320天。
化工原理课程设计苯和氯苯的精馏塔塔设计苯氯苯化工精馏塔塔设计课程设计精馏塔设计精馏塔的苯与氯苯精馏精
大庆师范学院《化工原理》课程设计说明书设计题目学生姓名指导老师学院专业班级完成时间目录第一节前言............................................ 错误!未定义书签。
1.1填料塔的主体结构与特点.......................... 错误!未定义书签。
1.2填料塔的设计任务及步骤.......................... 错误!未定义书签。
1.3填料塔设计条件及操作条件........................ 错误!未定义书签。
第二节填料塔主体设计方案的确定 ......................... 错误!未定义书签。
2.1装置流程的确定.................................. 错误!未定义书签。
2.2 吸收剂的选择................................... 错误!未定义书签。
2.3填料的类型与选择.................................. 错误!未定义书签。
2.3.1 填料种类的选择............................ 错误!未定义书签。
2.3.2 填料规格的选择............................ 错误!未定义书签。
2.3.3 填料材质的选择............................ 错误!未定义书签。
2.4 基础物性数据.................................... 错误!未定义书签。
2.4.1 液相物性数据............................. 错误!未定义书签。
2.4.2 气相物性数据............................. 错误!未定义书签。
2.4.3 气液相平衡数据........................... 错误!未定义书签。
1.8万吨苯-氯苯常压筛板精馏塔课程设计
1.8万吨苯-氯苯常压筛板精馏塔课程设计一、设计题目试设计一座苯-氯苯连续精馏装置，要求年产纯度为99.5%的氯苯1.8万吨，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液含氯苯35%（以上均为质量百分数）。
二、设计条件（一）精馏塔（1）塔顶压力4KPa（表）（2）进料热状态自选（3）回流比自选（4）塔底加热蒸汽压力0.5MPa（表）（5）单板压降≤0.7KPa（6）全塔效率Er=54%（7）塔板类型——筛板或浮阀塔板（F1型）（二）换热器—配置于精馏装置中的预热器冷凝器冷却器再沸器等选一设计（1）加热介质——饱和水蒸汽0.3MPa（绝）；（2）冷却介质——冷却循环水，进口温度30℃，出温度40℃；（3）换热器允许压降斗10Pa；（4）换热器类型——标准型列管式或板式换热器。
三、工作日每年工作300天，每天24小时连续运行。
四、生产厂址海南洋浦工业开发区五、设计内容（一）选择合适的精馏塔（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的计算；（5）塔板的主要工艺尺寸的计算；（6）塔板的流体力学验算与塔板负荷性能图；（7）精馏塔接管尺寸计算；（8）绘制精馏装置工艺流程图；（9）绘制精馏塔设计条件图；（10）对设计过程的评述和有关问题讨论。
（二）选择合适的换热的（1）确定设计方案——选择换热器类型；流动空间及流速的确定。
（2）确定物性数据（3）估算传热面积（4）工艺结构尺寸（5）换热器核算（6）绘制换热器设计示意图；（7）对换热器设计过程的评述和有关问题讨论。
苯和氯苯的筛板塔课程设计
xe x F 0.6 ， x D 0.97 。故有：
RmΒιβλιοθήκη xD ye ye xe
0.97 0.879 0.879 0.6
0.326
考虑到精馏段操作线离平衡线较近，故取实际操作的回流比为最小回流比的 2 倍，即：
氯苯 ρB 1 1 2 71.1 1 1t 推荐： ρB 1124 .4 1.0657 t
式中的 t 为温度，℃。
2.1.3 组分的表面张力 σ （mN/m）
温度，（℃）
80
85
110
115
120
131
苯
21.2
20.6
17.3
16.8 16.3 15.3
σ
氯苯
26.1
25.7
22.7
22.2 21.6 20.4
xF 0.6
xD 0.97
xW 0.01 2.2.2 平均摩尔质量
M F 78.11 0.6 1 0.6112 .61 91.91kg/kmol M D 78.11 0.97 1 0.97112 .61 79.145 kg/kmol MW 78.11 0.01 1 0.01112 .61 112 .265 kg/kmol
苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级图解法（M·T 法）求取 N T ，步骤如下：
2.3.1.1 根据苯-氯苯的相平衡数据，利用泡点方程和露点方程求取 x ~ y
依据 x
pt
p
B
/
p
A
p
B
， y pAx / pt ，将所得计算结果列表如下：
温度，（℃）
80
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苯氯苯连续精馏筛板塔的设计课程设计苯-氯苯连续精馏筛板塔的设计目录设计任务书 3 设计说明书 61 概述 62 设计方案确定 73 设计计算 (8)3.1 精馏塔的物料衡算 83.1.1原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量83.1.2塔顶产品产量、釜残液量及进料流量计算83.2 塔板数的确定83.2.1.1 q值的计算83.2.1.2 最小回流比的求取83.2.1.3求操作线方程93.2.1.4求理论板数：逐板计算法10N113.2.1.4实际塔板数P3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算113.3.1操作压力计算113.3.2操作温度计算113.3.3平均摩尔质量计算123.3.4平均密度计算123.3.5体积流率计算133.3.6液体平均表面张力的计算143.3.7液体平均粘度计算153.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算153.4.1塔径的计算153.4.2塔高的计算163.5 塔板主要工艺尺寸计算173.5.1精馏段计算183.6 筛板的流体力学验算203.6.1精馏段流体力学验算213.7塔板负荷性能图233.7.1精馏段负荷性能图23 4附属设备选型264.1再沸器的选择264.1.1 再沸器的热量衡算264.1.2饱和蒸汽用量264.1.3再沸器的加热面积264.2 冷凝器的选择274.2.1全凝器热量衡算274.2.2冷却水用量274.2.3冷凝器的选择274.3塔内其他构件284.3.1进料管284.3.2回流管284.3.3塔顶蒸汽管284.3.4塔底出料速度29 5设计数据列表296 设计评述30 7参考文献30设计任务书一、设计题目 苯—氯苯连续精馏筛板塔的设计。
二、设计任务（1）原料液中氯含量：质量分率=35%（质量），其余为苯。
（2）产品纯度为99.0 %（质量）的氯苯。
（3）塔顶馏出液中氯苯含量不得高于1.0%（质量）。
（4）生产能力：456000t/y 苯产品，年开工320天。
三、操作条件（1）精馏塔顶压强：4.0KPa （表压） （2）进料热状态：泡点 （3）回流比：R =1.5min R （4）单板压降压：≯0.7KPa （5）冷凝器冷却剂：水，冷却剂温度：1t =25 C ︒；2t =40 C ︒（6）再沸器加热剂：饱和水蒸气，加热剂温度：P =2at （表压）热损失：1Q =5%B Q 四、要求（1）对精馏过程进行描述 （2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算（3）对精馏塔进行设计计算 （4）对精馏塔的附属设备进行选型 （5）画一张精馏塔的装配图 （6）编制设计说明书 五、设计说明书要求（1）目录（2）设计题目及原始数据（任务书）（3）简述精馏过程的生产流程及特点（4）精馏过程有关计算（物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径、塔板设计、接管设计等）（5）附属设备的选型（裙座、再沸器、冷凝器等）；（6）设计结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）（7）设计评述（8）参考文献。
符号说明英文字母－阀孔的鼓泡面积m2AαA－降液管面积 m2f－塔截面积 m2ATb －操作线截距c －负荷系数（无因次）－流量系数（无因次）cD －塔顶流出液量 kmol/hD －塔径 md－阀孔直径 m－全塔效率（无因次）ETE －液体收缩系数（无因次）e－物沫夹带线 kg液/kg气vF －进料流量 kmol/h－阀孔动能因子 m/sFg －重力加速度 m/s2－板间距 mHTH －塔高 mH－清液高度 md－与平板压强相当的液柱高度 mhc－与液体流径降液管的压降相当液柱高度 mhdh－与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度 m r－板上鼓泡高度 mhf－板上液层高度 mhL－降液管底隙高度 mh－堰上液层高度 mh02v－与板上压强相当的液层高度 mhp－与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度 m hσ－溢液堰高度 mh2vK －物性系数（无因次）L－塔内下降液体的流量 m3/ss－溢流堰长度 mLwM －分子量 kg/kmolN －塔板数－实际塔板数NpN－理论塔板数TP －操作压强 PaΔP－压强降 Paq －进料状态参数R －回流比－最小回流比Rminu －空塔气速 m/sw －釜残液流量 kmol/h－边缘区宽度 mwcw－弓形降液管的宽度 md－脱气区宽度 mwsx －液相中易挥发组分的摩尔分率y －气相中易挥发组分的摩尔分率z －塔高 m希腊字母α－相对挥发度μ－粘度 Cpρ－密度 kg/m3σ－表面张力下标r －气相L －液相l －精馏段q －q线与平衡线交点min－最小max－最大A －易挥发组分B －难挥发组分设计说明书1 概述（一）塔设备设计概述塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，它可以使气(或汽)或液液两相紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。
最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。
作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相能充分接触，以获得高的传质效率。
此外，为满足工业生产的需要，塔设备还必须满足以下要求：1、生产能力大；2、操作稳定，弹性大；3、流体流动阻力小；4、结构简单、材料耗用量少，制造和安装容易；5、耐腐蚀和不易阻塞，操作方便，调节和检修容易。
（二）板式精馏塔设备选型及设计因为板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低，故工业上多采用板式塔。
因而本课程设计要求设计板式塔。
工业上常见的几种的板式塔及其优缺点：Ⅰ、浮阀塔：在塔板开孔上方，安装可浮动的阀片，浮阀可随气体流量的变化自动调节开度，可避免漏液，操作弹性大，造价低，且安装检修方便，但对材料的抗腐蚀性能要求高。
Ⅱ、筛板塔：结构简单、造价低廉、筛板塔压降小、液面落差也较小、生产能力及塔板效率都较泡罩塔高，故应用广泛。
Ⅲ、泡罩塔：其气体通道是升气管和泡罩，由于升气管高出塔板，即使在气体负荷很低时也不会发生严重漏液，操作弹性大，升气管为气液两相提供了大量的传质界面。
但泡罩塔板结构复杂，成本高，安装检修不便，生产能力小。
综合考虑，最终本次分离任务选择筛板精馏塔。
2 设计方案确定本设计任务为分离苯-氯苯混合物连续精馏。
设计中采用25℃进料,将原料通过预热器加热至25℃送入精馏塔内.塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。
塔釜用再沸器加热水至饱和过热水蒸气状态，送至塔内，塔釜塔底产品经冷却后送至储罐。
3 设计计算3.1 精馏塔的物料衡算由于精馏过程的计算均以摩尔分数为准，需先把设计要求中的质量分数转化为摩尔分数 . 3.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量 A M =78.11 kg/kmol 氯苯的摩尔质量 B M =112.56kg/kmol0.65/78.110.7280.65/78.110.35/112.56F x ==+10.72810.2718Fx '=-=0.99/78.110.9930.99/78.110.01/112.56D x ==+10.9930.007Dx '=-=0.01/78.110.01430.01/78.110.99/112.56W x ==+10.01430.9857Wx '=-=3.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量0.728*78.110.272*112.5687.48/FM kg kmol =+=0.993*78.110.007*112.5678.35/D M kg kmol=+= 0.0143*78.110.9857*112.56112.07/W M kg kmol=+=3.1.3物料衡算 塔釜产品345600*1075.78/320*24*78.35D kmol h==总物料衡算：F D W =+ 氯苯物料衡算：FDWFx Dx Wx '''=+代入数据解得103.92/75.78/28.14/F kmol h D kmol h W kmol h ===3.2 塔板数的确定3.2.1、理论板层数TN的求取3.2.1.1q值的计算因为泡点进料所以= 3.2.1.2最小回流比的求取：首先全塔平均相对挥发度的求取；根据α=我们先求取塔顶的相对挥发度：（试差法）利用安托因公式：ln 6.94192769.42/(53.26)(,)lg 6.079631419.045/(216.633)(,ABp T MPa Kp t KPa'=--'=-+摄氏度）假设温度为90摄氏度：136.0328.30ABp kpap kpa'='=0.5560Ax=假设温度为80摄氏度：100.9719.76ABp kpap kpa'='=1.0533Ax=假设温度为85摄氏度：1117.4823.72ABp kpap kpa'='=0.8701Ax=假设温度为81.7摄氏度：106.3721.04A Bp kpa p kpa '='=0.9875A x = 与0.993Ax=接近故此时的温度为塔顶的泡点温度；81.7Dt =/ABp p α'''=106.37/21.04 5.056α'==用相同的方法求取塔底的露点温度和相对挥发度：137.5Wt=/450.07/121.84 3.693A B p p α''''===全塔平均相对挥发度为：4.321α===相平衡方程为；/1(1)y x x αα=+- 因为所以0.728e f x x ==代入相平衡方程解得：0.9204e y =min /0.9930.9204/0.92040.7280.3773D e e eR x y y x =--=--=min 1.5 1.50.37730.5660R R ==⨯=3.2.1.3求操作线方程精馏段液体流量 0.566075.7842.89/L RD kmol h ==⨯= 精馏段气体流量(1) 1.566075.78118.67/V R D kmol h=+=⨯=提馏段液体流量42.891103.92146.81/L L qF kmol h =+=+⨯=提馏段气体流量 (1)118.67/V V q F V kmol h =--==可得精馏段操作线方程：10.36140.6386Dn nnDx Ly x x V V+=+=+ 提馏段操作线方程：1 1.23710.0034W n n n Wx Ly x x V V+=-=-3.2.1.4求理论板数：逐板计算法（塔顶全凝器）相平衡方程：/1(1) 4.321/1 3.321y x x x x αα=+-=+ 精馏段操作线方程：10.36140.6386Dn nnDx Ly x x V V+=+=+ 提馏段操作线方程：1 1.23710.0034W n n n Wx Ly x x V V+=-=- 应用精馏方程： 10.993Dy x == 0.728qex x== 0.0143W x =第一块塔板：110.9930.9704D y x x ===第二块塔板：220.98930.9554y x ==第三块塔板：330.9839 0.9340y x = =第四块塔板：440.9761 0.9043y x = =第五块塔板：550.9654 0.8659y x = =第六块塔板：660.9515 0.8195y x = =第七块塔板：770.9348 0.7684y x = =第八块塔板：880.9163 0.7170y x = =因为80.71700.728qx x=<=故第八块为进料板换用提留段方程计算：9 90.8836 0.6372y x ==10100.78490.4578yx==11110.56290.2296yx==12 120.2806 0.0828y x ==13130.09900.0248yx==14140.02730.0064yx==此时140.00640.0143wx x=<=所需要的总的理论板数为：14TN=(包括再沸器)由以上计算结果可知：精馏段的理论板数为73.2.1.5实际塔板数PN板效率的求取查此温度下的相对挥发度为2左右，Aμ=0.737，Bμ=0.850.2450.49(20.808)0.48E -=⨯=所以，精馏段的塔板数为：7/0.4814.5815N ===精块提馏段的塔板数为：7/0.4814.5815N ===提块(含再沸器) 进料板实际位置： 16N =进块3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 3.3.1操作压力计算塔顶操作压力： P D =101.3+4=105.3kPa 每层塔板压降： △P=0.7kPa进料板压力： P F =105.3+0.7×16=116.5kPa 塔釜操作压力： P w =105.3+0.7×30=126.3kPa 精馏段平均压力： P m1=(105.3+116.5)/2=110.9kPa 提馏段平均压力： P m2=(116.5+126.3)/2=121.4 kPa 3.3.2操作温度计算前面已计算出塔顶、进料板及塔釜的泡点温度，分别为81.70C 、94.20C 、137.50C 。