苯一氯苯分离过程板式精馏塔设计说明

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.组分的表面力σ（mN/m ）

双组分混合液体的表面力m σ可按下式计算：

A

B B A B A m x x σσσσσ+=（B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.液体的粘度μL

5.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 ）

6.其他物性数据可查化工原理附录。

目录

一．前言 (5)

二．产品简介 (8)

三、设计方案的确定及工艺流程的说明 (9)

四、全塔的物料衡算 (11)

1.料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (11)

2.平均摩尔质量 (11)

3.料液及塔顶底产品的摩尔流率 (11)

五、塔板数的确定 (12)

1 .理论塔板数的求取 (12)

2.实际塔板数 (13)

2.1全塔效率 (13)

六、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (14)

1.平均压强 (15)

2.平均温度 (15)

3.平均分子量 (13)

4.平均密度 (14)

4.1液相平均密度 (14)

5.液体的平均表面力 (14)

6.液体的平均粘度 (15)

七、精馏段的汽液负荷计算 (18)

八、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (22)

1.塔径 (22)

2.塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (22)

1.1溢流装置 (22)

1.2溢流堰长（出口堰长） (22)

1.3出口堰高 (17)

1.4降液管的底隙高度 (23)

3.塔板布置 (23)

4.开孔数和开孔率 (23)

5.塔高的计算..............................................................................................................23.

九、塔板上的流体力学验算 (24)

1.气体通过筛板压降和的验算 (24)

2.气体通过板上液层的压降 (25)

3.雾沫夹带量的验算 (25)

4.漏液的验算 (26)

5.液泛的验算 (26)

十、塔板负荷性能图 (27)

1.雾沫夹带线 (27)

2.液泛线（2） (24)

3.液相负荷上限线（3） (23)

4.漏液线（气相负荷下限线）（4） (23)

5.液相负荷下限线（5） (23)

十一、精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (28)

十二、结束语 (28)

十三、参考文献 (29)

十四、思考题 (29)

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、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。

本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔，以一定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯，由塔底采出氯苯。氯苯纯度不低于99.8%，塔顶产品苯纯度不低于98%（质量分数）。