苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计说明
化工原理课程设计-苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
化工原理课程设计苯－氯苯分离过程板式精馏塔设计设计题目：设计者：学号：专业：石油与化工学院班级：化工本141 班指导教师：设计时间：2016年12月20日目录一、概述 (4)1、精馏与塔设备简介 (4)2、筛板塔的特点 (5)3、体系介绍 (6)4、设计要求 (6)二、设计说明书 (6)(1)设计单元操作方案简介 (6)(2)筛板塔设计须知 (7)(3)筛板塔的设计程序 (7)(4)塔板操作情况的校核计算一一作负荷性能图及确定确定操作点7三•设计计算书 (7)1. 设计参数的确定 (7)1.1进料热状态 (7)1.2加热方式 (8)1.3回流比(R)的选择 (8)1.4塔顶冷凝水的选择 (8)2. 流程简介及流程图 (8)2.1流程简介 (8)2.2流程简介图 (9)3. 理论塔板数的计算与实际板数的确定 (10)3.1理论板数的确定 (10)3.1.1物料恒算 (10)3.1.2 q线方程 ....................................................... 错误!未定义书签。
3.1.3平衡线方程 (10)3.1.4 R min 和R 的确定 (12)3.1.5精馏段操作线方程 (13)3.1.6 提镏段操作线方程 (13)3.1.7图解法求理论塔板数 (13)3.2实际塔板数确定 (14)4. 精馏塔工艺条件计算 (14)4.2操作温度的计算 (14)4.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 (15)4.4热量衡算 (20)4.5热量衡算 (21)4.6塔径的确定 (22)4.7塔有效高度....................................................... 错误!未定义书签。
4.8整体塔高 (25)5. 塔板主要参数确定 (25)5.1溢流装置 (25)5.2塔板布置及筛孔数目与排列 (27)6. 筛板的流体力学计算 (28)6.1塔板压降 (28)6.2 雾沫夹带量e V的计算 (30)6.3漏液的验算 (31)6.4液泛验算 (31)7. 塔板负荷性能图 (32)7.1液沫夹带线 (32)7.2液泛线 (33)7.3液相负荷上限线 (34)7.4液相负荷下线 (35)8. 辅助设备及零件设计 (38)8.1 塔 (38)8.2塔的接管 (39)8.4塔的附属设计 (41)9. 参考文献及设计手册 (42)请参考课42 四、设计感想各级标题的层次不对程设计课本165 页标题的设置方法，另外每章的表和图要按照顺序进行命名。
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。
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。
【精品】苯氯苯分离过程板式精馏塔设计课程设计
海南大学课程设计书系（部、中心）材料与化工学院姓名刘茜学号277专业化学工程与工艺班级10级2班同组人员王娜林达吴小雪龙哲儒课程名称化工原理课程设计设计题目名称苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计起止时间2013.05.15---2013.06.10成绩指导教师签名化工单元设备设计任务书（苯—氯苯精馏装置设计）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26000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ET=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≯510Pa；（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。
目录第1章绪论1.1精馏原理 (5)1.2塔设备概述 (5)1.3氯苯简介 (6)第2章苯-氯苯分离精馏 (7)2.1工艺流程 (7)2.2设备选型 (8)2.2.1塔设备的选型 (8)2.2.2塔板的类型与选择 (9)2.3操作条件的选择... . (10)第3章工艺计算 (10)3.1全塔的物料衡算 (10)3.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (10)3.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (10)3.1.3原料液及塔顶底产品的摩尔流率 (11)3.2塔板数的确定 (11)3.2.1理论板层数N T的求取 (11)3.2.2实际板层数的求取......................................................... 错误!未指定书签。
苯-氯苯分离精馏塔设计说明
二、设计方案的确定1.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。
2.进料状况：进料状态有五种：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。
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。
3.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。
4.冷却方式塔顶的冷却方式通常水冷却，应尽量使用循环水。
如果要求的冷却温度较低。
可考虑使用冷却盐水来冷却。
5.热能利用蒸馏过程的特性是重复进行气化和冷凝。
因此，热效率很低，可采用一些改进措施来提高热效率。
因此，根据上叙设计方案的讨论及设计任务书的要求，本设计采用常压操作，泡点进料，间接蒸汽加热以及水冷的冷却方式，适当考虑热能利用。
三、精馏塔的工艺计算和论叙（一）精馏塔的物料衡算1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率2、相对挥发度的计算：①、各温度下苯和氯苯的饱和蒸汽压列表：②、计算得出各温度下苯的气液相百分比列表：计算公式为：；③、计算各温度下的苯对氯苯的相对挥发度： 计算公式为：理想状态下相对挥发度：④计算苯的平均相对挥发度：苯的相对挥发度一般应用各温度下的挥发度的几何平均值或者算术平均值表示，本设计中使用个温度下的几何平均值来表示。
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-氯苯分离过程板式精馏塔设计
苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计苯和氯苯是在化工工业中广泛使用的两种有机溶剂。
在许多工艺过程中，需要对苯和氯苯进行分离，以便获得纯度较高的单一组分。
苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计就是为了实现这一分离目标。
苯和氯苯具有相似的物理性质，如沸点接近、相对挥发度相近等。
因此，采用传统的串级精馏方法往往需要多个精馏塔，投资和操作成本较高。
为了降低成本并提高分离效率，设计一个优化的板式精馏塔变得十分必要。
通过合理的板式精馏塔设计，可以充分利用板式精馏塔的优势，如高效传质、较小的压降等。
精心设计的板式精馏塔可以提高分离效率，减少能源消耗，同时降低设备投资和操作费用。
因此，苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计具有重要的实际意义和应用价值。
通过研究和设计出适用于该特定分离过程的精密精馏塔，可以为化工工业提供经济高效的分离方案，促进工艺的改进和发展。
板式精馏塔是一种常见的分离设备，它基于传质和传热原理实现液体混合物的分离。
板式精馏塔通过在塔内设置多层狭窄的板材，形成一系列的塔板，每个塔板上分别装置气液分布装置，以实现液体和气体的充分接触与混合。
传质原理在板式精馏塔中，传质是实现液相和气相分离的关键。
当气体从塔底部向上通过塔板时，与塔板上的液体接触，发生传质过程。
传质主要通过质量扩散实现，其中气体中的组分会逐渐向液相扩散，而液体中的组分会逐渐向气相扩散。
这样，液态和气态组分之间的质量传递就得以实现，从而实现分离。
传热原理传热在板式精馏塔中扮演着重要角色，它是实现温度差异对液体和气体组分蒸发和冷凝的关键。
在塔内，热量从塔底部通过液体传递到塔顶部，使部分液体蒸发成气体。
而在塔顶部，冷凝器对气体进行冷凝，使其变为液体。
这样，通过热量的传递和相变过程，液体和气体的分离就得以实现。
综上所述，板式精馏塔通过传质和传热原理实现苯和氯苯分离。
通过控制塔板上液体和气体的接触和传递过程，可以实现两种组分之间的有效分离。
本文将详细讲解苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计步骤，包括物料平衡、能量平衡、传质计算、板式选型等。
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。
苯一氯苯分离过程板式精馏塔设计修订稿
苯一氯苯分离过程板式精馏塔设计WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA课程设计题目—苯-氯苯分离过程筛板精馏塔设计万吨一、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%，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：2Rmin4.塔釜加热蒸汽压力：（表压）；5.单板压降不大于：；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；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.塔板流体力学性能的计算；7.塔板负荷性能图的绘制； 8.塔的工艺计算结果汇总一览表；9.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 10.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 ）2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。
3.组分的表面张力σ（mN/m ）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.液体的粘度μL5.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为×103kJ/kmol 。
纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：38.01238.012⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ︒=2.359c t ）6.其他物性数据可查化工原理附录。
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
化工课程设计是化学工程专业非常重要的一环。
在化工课程设计中，苯氯苯分离过程是一个经典的案例。
苯氯苯分离过程是指将苯和氯化苯从混合物中分离出来的化工过程。
板式精馏塔是一种常用的分离设备，可以用于苯氯苯分离过程中。
在本文中，我们将讨论化工课程设计中苯氯苯分离过程板式精馏塔的设计。
首先，为了设计板式精馏塔，我们需要了解苯氯苯分离过程的基本原理。
苯和氯化苯具有不同的沸点，因此可以通过精馏过程来将它们分离出来。
板式精馏塔是一种纵向流多级塔，可以将混合物在沸点不同的多个装置层中进行分离。
其次，我们需要考虑板式精馏塔的设计参数。
这些参数包括物料流量、板间液流、板间汽流、板数、塔径和塔高。
在苯氯苯分离过程中，应选择合适的操作压力和进料浓度以优化设计参数。
此外，还应选择适当的填料和塔板类型，以确保有效的分离效果。
最后，我们需要考虑苯氯苯分离过程板式精馏塔的操作控制。
这包括板温、塔内压力、流量、塔顶温度和塔底温度等参数的控制。
为了实现良好的分离效果和操作控制，应尽可能选择先进的自动化控制系统。
总之，苯氯苯分离过程板式精馏塔的设计是化工课程设计中一个重要的问题。
通过了解分离原理、考虑设计参数和实现操作控制，我们可以设计出高效、可靠、自动化的板式精馏塔。
这对于化学工程专业学生来说，不仅是一项重要的实践教学，更是建立通向化工工业发展的基石。
苯-氯苯板式精馏塔工艺设计说明书
苯-氯苯板式精馏塔工艺设计说明书苯-氯苯板式精馏塔工艺设计设计说明书苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计一、设计题目试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯60000吨，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%）。
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.年工作日300天，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.塔的工艺计算结果汇总一览表；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2.组分的液相密度ρ（kg/m 3）纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：tB 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21.220.6 17.3 16.8 16.3 15.3 氯苯 26.1 25.7 22.7 22.221.6 20.4 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算：A B B A BA m x x σσσσσ+=（BA 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 。
纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：38.01238.012⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ︒=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。
苯_氯苯分离过程浮阀板式精馏塔设计书
苯-氯苯分离过程浮阀板式精馏塔设计书一．苯-氯苯分离过程浮阀板式精馏塔设计任务1.1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15000t，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%）。
1.2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；1.3塔板类型浮阀塔板（F1型）。
1.4工作日每年300天，每天24小时连续运行。
1.5厂址厂址为天津地区。
1.6设计容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（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论。
1.7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. 8ip×0.133-1kPa苯760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯148 205 293 400 543 719 760其他物性数据可查有关手册。
二、工艺流程草图及说明2.1.1 工艺草图2.1 工艺流程草图图 2-1 工艺流程简图2.2 工艺流程说明一整套精馏装置应该包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
苯—氯苯混合液原料经预热器加热到泡点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上与自塔上部下降的的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。
在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。
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课程设计说明书题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计院(系): 化学化工学院专业年级: 化学2012级姓名: 王***学号: 121******指导教师: **副教授2015年10月目录1绪论 (1)2 设计方案确定与说明 (1)2.1设计方案的选择 (1)2.2工艺流程说明 (2)3 精馏塔的工艺计算 (2)3.2精馏塔的操作工艺条件和相关物性数据的计算 (3)3.2.1精馏塔平均温度 (4)3.2.2气、液相的密度的计算 (4)3.2.3混合液体表面力 (6)3.2.4混合物的黏度 (7)3.2.5相对挥发度 (8)3.2.6 气液相体积流量计算 (8)3.3塔板的计算 (9)3.3.1操作线方程的计算 (9)3.3.2实际塔板的确定 (10)3.4塔和塔板主要工艺结构尺寸计算 (11)3.4.1塔径的计算 (11)3.4.2溢流装置 (13)3.4.3 塔板布置及浮阀数目与排列 (15)3.5 精馏塔塔板的流体力学计算 (17)3.5.1精馏塔塔板的压降计算 (17)3.5.2淹塔 (18)3.6 塔板负荷性能计算 (18)3.6.1 雾沫夹带线 (18)3.6.2 液泛线 (19)3.6.3 液相负荷上限 (20)3.6.4 漏液线 (20)3.6.5 液相负荷下限 (21)3.6.6塔板负荷性能图 (21)4 设计结果汇总表 (23)5工艺流程图及精馏塔工艺条件图 (24)6设计评述 (25)1绪论精馏塔作为石油化工行业最常用的化工设备之一，在当今工业中发挥了极其重要的作用。
精馏塔通过物质的传质传热，将塔的进料中的物质分离，从而在塔顶和塔底分别获得人们需要的高浓度物质。
苯与氯苯的分离，必须经过各种加工过程，炼制成多种在质量上符合使用要求的产品工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。
筛板塔出现于1830年，很长一段时间被认为难以操作而未得到重视。
泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到推广，直到20世纪50年代初，它始终处于主导地位。
第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。
50年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。
与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。
而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。
60年代以后，石油化工的生产规模不断扩大，大型塔的直径已超过 10m。
为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。
工业生产对塔板的要求主要是：①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。
②塔板效率要高。
③塔板压力降要低。
④操作弹性要大。
⑤结构简单，易于制造。
在这些要求中，对于要求产品纯度高的分离操作，首先应考虑高效率；对于处理量大的一般性分离（如原油蒸馏等），主要是考虑通过能力大。
为了满足上述要求，近30年来，在塔板结构方面进行了大量研究，从而认识到雾沫夹带通常是限制气体通过能力的主要因素。
在泡罩塔、筛板塔和浮阀塔中，气体垂直向上流动，雾沫夹带量较大，针对这种缺点，并为适应各种特殊要求，开发了多种新型塔板。
本文的主要设计容可以概括如下：1.设计方案的选择及流程；2.工艺计算； 3.浮阀塔工艺尺寸计算；4.设计结果汇总；5.工艺流程图及精馏塔工艺条件图2 设计方案确定与说明2.1设计方案的选择塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业中以错流式为主，常用的错流式塔板有：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要的优点是操作弹性较大，液气比围较大，不易堵塞；但由于生产能力及板效率底，已逐渐被筛孔塔板和浮阀塔板所替代。
筛孔塔板优点是结构简单，造价低，板上液面落差小，气体压强底，生产能力大；其缺点是筛孔易堵塞，易产生漏液，导致操作弹性减小，传质效率下降。
而浮阀塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了前述两种塔板的优点。
浮阀塔板结构简单，制造方便，造价底；塔板开孔率大，故生产能力大；由于阀片可随气量变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间长，故塔板效率较高。
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，而且更可靠。
浮阀塔更适合塔径不很大，易气泡物系，腐蚀性物系，而且适合真空操作。
因此，本次设计选用浮阀式板式精馏塔。
2.2工艺流程说明精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等,为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接送入塔原料，苯、氯苯混合原料液经预热器加热至泡点后，送入精馏塔。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后经分配器一部分回流，一部分经过冷却器后送入产品储槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却后为冷却水循环利用。
3 精馏塔的工艺计算3.1全塔的物料衡算x：原料组成(kmol%)F：原料液流量 (kmol/s)Fx：塔顶组成(kmol%)D：塔顶产品流量(kmol/s)Dx：塔底组成(kmol%)W：塔底残液流量(kmol/s)W料液及塔顶、塔底产品含苯的摩尔分数计算苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11kg/mol和112.61kg/mol。
014.011.78/98.05.112/02.05.112/02.097.011.78/02.05.112/98.05.112/98.035.011.78/)44.01(5.112/44.05.112/44.0=+==+==-+=W D F x x x 平均摩尔质量h kmol M h kmol M h kmol M W D F /60.7861.112014.0986.011.78/47.11161.11297.003.011.78/15.9061.11235.065.011.78=⨯+⨯==⨯+⨯==⨯+⨯=料液及塔顶底产品的摩尔流率依题给条件：一年以300天。
一天以24小时计，有F =全塔物料衡算：总物料衡算 F = D + W 苯物料衡算 0.44F=0.02D+0.98W 联立解得 F=138.51kmol/h D=78.09kmol/h W=60.59kmol/h3.2精馏塔的操作工艺条件和相关物性数据的计算表3-1常压下苯—氯苯气液平衡组成（摩尔）与温度关系 温度/℃ 液相 气相 温度/℃ 液相 气相 80.02 1 1 120 0.129 0.378 90 0.69 0.916 130 0.0195 0.0723 100 0.447 0.785 131.8 0 0 1100.2670.613.2.1精馏塔平均温度利用表3-1中数据由拉格朗日插值法可求得F t 、D t 、W t 。
（1） F t ：39.95267.035.0110447.0267.0100110=⇒--=--F F t t ℃（2） D t ：34.80198.002.8069.019002.80=⇒--=--D D t t ℃（3） W t ： 12.1290014.08.1310195.001308.131=⇒--=--W W t t ℃（4） 精馏段平均温度：87.87234.8039.9521=+=+=D F t t t ℃（5） 提馏段平均温度：26.112212.12939.9522=+=+=W F t t t ℃3.2.2气、液相的密度的计算已知：混合液密度：BBAALa a ρρρ+=1（a 质量分率，M 为平均相对分子质量），不同温度下苯和氯苯的密度见表3-2。
表3-2 不同温度下苯和氯苯的密度ρ（3/m kg ）混合气密度：004.22TP PMT L =ρ（1）精馏段： 87.871=t ℃ 液相组成1x ：78.0102.8087.87169.002.809011=⇒--=--x x气相组成1y ：94.0102.8087.871916.002.809011=⇒--=--y y所以 ()()kmolkg M kmol kg M V L /44.11011.7894.015.11294.0/93.10411.7878.015.11278.011=⨯-+⨯==⨯-+⨯=（2）提馏段： 26.1122=t ℃ 液相组成2x ：24.0267.011026.112267.0129.011012022=⇒--=--x x气相组成2y ：56.061.011026.11261.0378.011012022=⇒--=--y y所以()()kmolkg M kmol kg M V L /37.9711.7856.015.11256.0/36.8611.7824.015.11224.022=⨯-+⨯==⨯-+⨯=求得在1t 和2t 温度下苯和氯苯的密度。
87.871=t ℃33/34.103010398087.87103910288090/34.8088178087.87103910288090m kg m kg =⇒--=--=⇒--=--氯苯氯苯苯苯ρρρρ 同理可得：26.1122=t ℃， 33/51.1005/51.779mkg m kg ==氯苯苯ρρ在精馏段，液相密度1L ρ：()[]311/33.83334.103016.0134.80878.0111.785.11278.0/5.11278.01m kg L L =-+-⨯+⨯⨯=ρρ气相密度1V ρ： ()31/73.387.8715.2734.2215.27344.110m kg V =+⨯⨯=ρ在提馏段，液相密度2L ρ：()[]322/93.92551.1005687.0151.77911.7824.015.11224.0/5.11224.01m kg L L =-+⨯-+⨯⨯=ρρ气相密度2V ρ： ()32/29.326.11215.2734.2215.27337.97m kg V =+⨯⨯=ρ3.2.3 混合液体表面力不同温度下苯和氯苯的表面力见下表。
表3-3 苯和氯苯不同温度下的表面力（m mN /）精馏段87.871=t ℃ 苯的表面力：1.203.176.203.1787.8711085110=⇒--=--苯苯σσ mol cm m V w w m /64.9733.83311.783===ρ氯苯的表面力；36.257.2287.871107.257.2285110=⇒--=--氯苯氯苯σσ mol m m V o o o /16.3073.35.1123===ρ()()()[]()()[]()41.016.3078.073.9322.016.3078.073.9378.01120000200000202=⨯+⨯⨯⨯⨯-=+-=+=V x V x V x V x V X V x V x xV w w w w w w w ϕϕ387.041.0lg lg 2-==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=o w B ϕϕ43.104.1387.004.173.9336.25216.301.2015.27387.872441.0441.03/23/23/23/2-=--=+=-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=Q B A V q V T q Q m w o o δδ 联立方程组1,lg 2=+⎪⎪⎭⎫⎝⎛=so sw so sw A ϕϕϕϕ代入求得：37.21165.21.20625.036.25375.0625.0,375.04/14/14/1==⨯+⨯===m m so sw σσϕϕ提馏段26.1122=t ℃ 苯的表面力；mol cm m V w w m /36.8493.92511.78,07.178.1626.1121153.178.161101153==='=⇒--=--ρσσ苯苯氯苯的表面力：mol m m V o o o /19.3429.35.112,47.222.227.222.2226.1121151101153=='='=⇒--=--ρσσ氯苯氯苯()[]()057.0783.084.0783.036.8447.22219.3407.1715.27326.1122441.084.093.6lg lg 93.619.3424.036.8476.014.3824.036.8424.013/23/2222=-='+'='-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯='==⎪⎪⎭⎫⎝⎛''='=⨯+⨯⨯⨯⨯-='Q B A Q B ow o w ϕϕϕϕ联立方程组1,lg 2='+'⎪⎪⎭⎫⎝⎛''='so sw so sw A ϕϕϕϕ 代入求得：37.0,63.0='='si sw ϕϕ 求得45.19='mσ 3.2.4混合物的黏度查化工原理附录11可得87.871=t ℃， s mPa s mPa ⋅=⋅=35.027.0氯苯苯，μμ 26.1122=t ℃， s mPa s mPa ⋅=⋅=26.019.0氯苯苯，μμ 精馏段黏度：()()smPa x x ⋅=-⨯+⨯=-+=2875.078.0135.078.027.01111氯苯苯μμμ提馏段黏度：()()smPa x x ⋅=-⨯+⨯=-+=2432.024.0126.024.019.01222氯苯苯μμμ3.2.5 相对挥发度精馏段挥发度：由94.0,78.0==A A y x 得 06.0,22.0==B B y x 所以 相对挥发度12.478.006.022.094.0=⨯⨯==A B B A x y x y α 提馏段挥发度：由56.0,24.0='='A A y x 得 44.0,76.0='='B B y x所以 相对挥发度03.424.044.076.056.0=⨯⨯=''''=AB B A x y x y α 3.2.6 气液相体积流量计算在y x ~图上，因1=q ，查得74.0=e y ，而35.0==F e x x ，97.0=D x 故有：59.035.074.074.097.0min =--=--=e e e D x y y x R 取18.159.022min =⨯==R R 精馏段： L =RD =V=(R +1)D==0.0473kg/s已知：313111/73.3/33.833/44.110,/93.104mkgmkgkmolkgMkmolkgMVLVL====ρρ则有质量流量：体积流量：11.60m³/h=0.0032m³/s1.40提馏段：因本设计为饱和液体进料，所以1=q。