苯氯苯板式精馏塔冷凝器工艺设计
苯-氯苯板式精馏塔的 工艺流程设计
一、概述塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。
它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
常见的塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸、和萃取等。
此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
化工厂或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品质量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环保等各个方面，都有重大的影响。
据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例（见表1—1）。
它所好用的刚才重量在各类工艺设备中也属较多（见表1—2）。
因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。
表1-1 化工生产装置中各类工艺设备所占投资的比例表1-2 化工生产装置中塔设备所占的重量比例工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。
工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。
筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形排列。
上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层，形成气液密切接触的泡沫层（或喷射的液滴群）。
筛板塔是1932年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简单，制造维修方便，造价低，气体压降小，板上液面落差较小，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。
其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易堵塞，不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。
但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性，对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板，故近年我国对筛板的应用日益增多，所以在本设计中设计该种塔型。
苯-氯苯精馏塔的工艺设计及冷凝器的选型设计
本科毕业论文（设计）题目：苯—氯苯精馏塔工艺设计及塔顶冷凝器选型设计专业：化学工程与工艺(煤化工方向)姓名：指导教师：职称：答辩日期：延安大学学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解延安大学有关保留和使用学位论文的规定，即：本科生在校攻读学士学位期间论文工作的知识产权单位属延安大学，学生公开发表需经指导教师同意。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。
保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在 2 年解密后适用本授权书。
非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。
作者签名：日期：导师签名：日期：前言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。
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内，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%，塔顶产品苯纯度不低于99%（质量分数）。
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、石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易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，实现原料混合液中各组分的分离。
该过程同时进行传热、传质的过程。
为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。
苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计.
化工原理课程设计——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书目录苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (2)一．设计题目 (2)二．操作条件 (2)三．塔板类型 (2)四．工作日 (2)五．厂址 (2)六．设计内容 (2)七．设计基础数据 (3)符号说明 (4)设计方案 (7)一．设计方案的思考 (7)二．设计方案的特点 (7)三．工艺流程 (7)苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书 (7)一．设计方案的确定及工艺流程的说明 (8)二．全塔的物料衡算 (8)三．塔板数的确定 (9)四．塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (12)五．精馏段的汽液负荷计算 (15)六．塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (15)七．塔板负荷性能图 (20)八．附属设备的的计算及选型 (23)筛板塔设计计算结果 (33)设计评述 (34)一．设计原则确定 (34)二．操作条件的确定 (34)设计感想 (36)苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务一．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50000t，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，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；三．塔板类型筛板或浮阀塔板（F1型）。
四．工作日每年300天，每天24小时连续运行。
五．厂址厂址为天津地区。
六．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（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。
苯—氯苯精馏塔工艺及冷凝器设计毕业设计
苯—氯苯精馏塔工艺及冷凝器设计毕业设计苯—氯苯精馏塔工艺及冷凝器设计毕业设计新疆工程学院毕业论文（设计）2013 届题目苯—氯苯精馏塔工艺及冷凝器设计专业煤炭深加工与利用学生姓名学号2010231118 小组成员指导教师完成日期2013-4-8 新疆工程学院教务处印制新疆工程学院毕业论文（设计）任务书班级煤化10-4（1）专业煤炭深加工与利用姓名邹成龙日期2013-3-20 1、设计（论文）题目：苯-氯苯精馏塔工艺冷凝器选型设计2、设计（论文）要求：（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，独立完成。
（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。
（3）设计任务明确，思路清晰。
（4）设计方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据充分可靠。
（5）格式规范，严格按系部制定的设计格式模板调整格式。
（6）所有学生必须在规定时间交论文初稿。
3、论文（设计）日期：任务下达日期2013.2.20 完成日期2013.4.8 4、指导教师签字：新疆工程学院毕业论文（设计）成绩评定报告序号评分指标具体要求分数范围得分 1 学习态度努力学习，遵守纪律，作风严谨务实，按期完成规定的任务。
0—10分2 能力与质量调研论证能独立查阅文献资料及从事其它形式的调研，能较好地理解设计任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。
0—15分综合能力设计能运用所学知识和技能，有一定见解和实用价值。
0—25分论文（设计）质量计算准确可靠有依据、分析逻辑清晰、正确合理，0—20分 3 工作量内容充实，工作饱满，符合规定字数要求。
绘图(表)符合要求。
0—15分4 撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，字迹工整，书写格式规范，0—15分合计0—100分评语：成绩：评阅人（签名）：日期：毕业设计答辩及综合成绩答辩情况自述情况清晰、完整流利简练清晰完整完整熟悉内容基本完整熟悉内容不熟悉内容提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩小组评语及建议成绩：答辩委员会综合成绩：答辩委员会主任签字：年月日苯—氯苯精馏塔工艺及冷凝器选型设计学号：2010231118 学生：邹成龙(新疆工程学院, 乌鲁木齐830091) 摘要：在给定的工艺条件下，确定设计方案，通过对工艺流程的了解进行以下内容的设计，内容包括塔设备的概述、工艺过程流程图及过程简介、工艺部分的设计计算，塔辅助设备的设计计算以及物性数据t-x-y图、相平衡x-y图、图解法求理论塔板数图、符合性能图和阀孔分布图，最后，进行数据汇总。
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.塔的工艺运算；3.塔和塔板要紧工艺结构的设计运算；4.塔内流体力学性能的设计运算；5.塔板负荷性能图的绘制；6.塔的工艺运算结果汇总一览表；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运算苯 t A 187.1912-=ρ 举荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 举荐：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可按下式运算：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 。
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 rr 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。
目录一、前言 (1)二、产品与设计方案简介 (2)（一）产品性质、质量指标 (2)（二）设计方案简介 (3)（三）工艺流程及说明 (3)三、工艺运算及主体设备设计 (4)（一）全塔的物料衡算 (4)1）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (4)2）平均摩尔质量 (5)3）料液及塔顶底产品的摩尔流率 (5)（二）塔板数的确定 (5)1）理论塔板数的求取 (5)2）实际塔板数 (7)（三）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的运算 (8)1）平均压强 (8)2）平均温度 (8)3）平均分子量 (8)4）平均密度 (8)5）液体的平均表面张力 (9)6）液体的平均粘度 (9)（四）精馏段的汽液负荷运算 (9)（五）塔和塔板要紧工艺结构尺寸的运算 (10)1）塔径 (10)2）塔板工艺结构尺寸的设计与运算 (10)（六）塔板上的流体力学验算 (12)1）气体通过筛板压降和的验算 (12)2）雾沫夹带量的验算 (14)3）漏液的验算 (14)4）液泛的验算 (14)（七）塔板负荷性能图 (15)1）雾沫夹带线（1） (15)2）液泛线（2） (16)3）液相负荷上限线（3） (16)4）漏液线（气相负荷下限线）（4） (16)5）液相负荷下限线（5） (17)（八）精馏塔的设计运算结果汇总一览表 (19)（九）精馏塔的附属设备与接管尺寸的运算 (20)（十）要紧符号说明 (21)四、对设计过程的评述和感受 (22)苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计运算书一、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、学习化工设计差不多知识的初次尝试。
苯-氯苯板式精馏塔工艺设计
化工原理设计任务书一、题目:苯-氯苯板式精馏塔设计二、设计任务及操作条件设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯20000+1000n 吨（n代表学号后两位），塔顶馏出液中含氯苯不得高于:2%(单号）、3%（双号）（以上均为质量分率）。
1、塔顶压力：4kpa（表压）2、原料液中含氯苯(质量分率）：40%（单号）、45%（双号）3、进料热状况：泡点4、回流比：自选5、塔底加热蒸汽压力：0.5MPa6、单板压降：≤0.7kpa7、全塔效率：ET=58%8、厂址：家乡地区三、塔板类型：自定（一般选筛板或浮阀塔板（F1型））四、基础数据ip（mmHg）纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯t A187.1912-=ρ氯苯t B111.11127-=ρ式中的t为温度，℃。
σ双组分混合液体的表面张力m可按下式计算：AB B A B A 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 。
纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：38.01212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=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及其他文献。
目录第1章前言 (1)第2章产品与设计方案简介 (2)2.1 产品性质、质量指标 (2)2.2 设计方案简介 (3)2.3 工艺流程及说明 (3)第3章工艺计算及主体设备设计 (4)3.1 全塔的物料衡算 (4)3.1.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (4)3.1.2 平均摩尔质量 (4)3.1.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 (4)3.1.4 确定操作的回流比R (5)3.1.5 精馏塔的气液相负荷 (5)3.1.6 操作线方程 (6)3.2 塔板数的确定 (6)3.2.1 理论塔板层数N的确定 (6)T3.2.2 实际塔板数 (7)3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)3.3.1 操作压力的计算 (7)3.3.2 操作温度的计算 (7)3.3.3 平均摩尔质量计算 (7)3.3.4 平均密度计算 (8)3.3.5 液相平均表面张力 (9)3.3.6 液相平均粘度计算 (9)第4章精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)4.1 塔径的计算 (10)4.2 精馏塔有效高度的计算 (11)第5章塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (12)5.1 溢流装置 (12)5.2 塔板布置 (12)5.3 开孔数n和开孔率φ (13)第6章塔板上的流体力学验算 (13)6.1 气体通过筛板压降p h和p pΔ的验算 (13)6.2 雾沫夹带量v e的验算 (14)6.3 漏液的验算 (14)第7章塔板负荷性能图 (15)7.1 漏液线（气相负荷下限线） (15)7.2 雾沫夹带线 (16)7.3 液相负荷下限线 (16)7.4 液相负荷上限线 (16)7.5 液泛线 (17)第8章板式塔结构与附属设备 (19)8.1 塔高 (19)8.1.1 塔顶空间 (19)8.1.2 塔底空间 (19)8.1.3 人孔数目 (19)8.2 接管尺寸计算 (19)8.2.1 塔顶蒸汽出口管径 (19)8.2.2 回流液管径 (20)8.2.3 加料管径 (20)8.2.4 料液排出管径 (20)8.2.5 饱和蒸汽管径 (20)8.3 附属设备设计 (21)8.3.1 塔顶冷凝器 (21)8.3.2 塔底再沸器 (21)8.3.3 进料预热器 (21)8.3.4 泵型号设计 (22)第9章筛板塔设计计算结果 (23)第10章主要符号说明 (24)第11章结果与结论 (24)11.1 结果： (24)11.2 结论： (25)第12章收获与致谢 (25)第1章前言课程设计是化工原理最后一个全面总结性教学环节，是进一步巩固、深化和具体基本技能的重要课程，是培养学生综合运用所学知识与理论去独立完成某一化工生产设计任务的一次全面训练。
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-氯苯精馏塔的工艺设计及冷凝器的选型设计
分类号： TQ028.3 单位代码：密级：一般学号：1080710014013本科毕业论文（设计）题目：苯—氯苯精馏塔工艺设计及塔顶冷凝器选型设计专业：化学工程与工艺(煤化工方向)姓名：指导教师：职称：答辩日期：二○一四年五月三十一日延安大学学士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解延安大学有关保留和使用学位论文的规定，即：本科生在校攻读学士学位期间论文工作的知识产权单位属延安大学，学生公开发表需经指导教师同意。
学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。
保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在 2 年解密后适用本授权书。
非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。
作者签名：日期：导师签名：日期：前言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。
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内，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%，塔顶产品苯纯度不低于99%（质量分数）。
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、石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易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，实现原料混合液中各组分的分离。
苯—氯苯板式精馏塔的工艺设计与冷凝器的选型设计书
苯—氯苯板式精馏塔的工艺设计及冷凝器的选型设计书(一)设计题目苯—氯苯板式精馏塔的工艺设计及冷凝器的选型设计(二)设计容某工厂拟采用一板式塔分离苯-氯苯混合液。
已知：生产能力为年产65000吨99％的氯苯产品；进精馏塔的料液含氯苯45％（质量分数，下同），其余为苯；塔顶的氯苯含量不得高于2％；残夜中氯苯含量不得低于99％；塔顶冷凝器用流量为3000kg/h、温度为30℃的水冷却。
试根据工艺要求进行：⑴板式精馏塔的工艺设计；⑵标准列管式塔顶冷凝器的选型设计。
(三)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，1.8Rmin4.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。
(四)设计要求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.冷凝器的热负荷；8.冷凝器的选型及核算;9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
(五)基础数据p（mmHg）1.组分的饱和蒸汽压i2.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：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 。
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：359.2c t C =︒）5.其他物性数据可查化工原理附录。
苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计
化工原理课程设计——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计For personal use only in study and research; not for commercial use工艺计算书For personal use only in study and research; not for commercial use目录苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (2)一．设计题目 (2)二．操作条件 (2)三．塔板类型 (2)四．工作日 (2)五．厂址 (2)六．设计内容 (2)七．设计基础数据 (3)符号说明 (4)设计方案 (7)一．设计方案的思考 (7)二．设计方案的特点 (7)三．工艺流程 (7)苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书 (7)一．设计方案的确定及工艺流程的说明 (8)二．全塔的物料衡算 (8)三．塔板数的确定 (9)四．塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (12)五．精馏段的汽液负荷计算 (14)六．塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (15)七．塔板负荷性能图 (20)八．附属设备的的计算及选型 (23)筛板塔设计计算结果 (33)设计评述 (34)一．设计原则确定 (34)二．操作条件的确定 (34)设计感想 (36)苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务一．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50000t，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，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；三．塔板类型筛板或浮阀塔板（F1型）。
四．工作日每年300天，每天24小时连续运行。
五．厂址厂址为天津地区。
六．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（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。
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苯-氯苯板式精馏塔冷凝器工艺设计一、设计题目设计一苯-氯苯连续精馏塔冷凝器。
工艺要求：年产纯度为99.4%的氯苯40500t/a，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。
原料液中含氯苯为35%（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，料液温度为50℃t；3.塔釜加热蒸汽压力506kPa；4.单板压降不大于0.7kPa；5.回流液和馏出液温度均为饱和温度；3.冷却水进出口温度分别为25℃和30℃；4.年工作日330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.冷凝器的热负荷；4.冷凝器的选型及核算；5.冷凝器结构详图的绘制；9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、基础数据p（mmHg）1.组分的饱和蒸汽压οi2.组分的液相密度ρ（kg/m3）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.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 2.359︒=c t ）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。
流程图如下二、全塔的物料衡算（一）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11和112.61kg/kmol 。
728.061.112/3511.78/6511.78/65=+=F x986.061.112/211.78/9811.78/98=+=D x ０=x w 61.112/4.9911.78/6.011.78/6.0+=0.00863 （二）平均摩尔质量()kg/km ol 49.8761.112728.01728.011.78=⨯-+⨯=F M ()kg/km ol 59.7861.112986.01986.011.78=⨯-+⨯=D M3.11261.112)00863.01(00863.011.78=⨯-+⨯=Mwkmol kg /（三）料液及塔顶底产品的摩尔流率依题给条件：一年以330天，一天以24小时计，有：kg/h 3610t/a 40500=='W ， 全塔物料衡算：W D F W D F '+'=''+'='994.002..035.0 ⇒kg/h3610kg/h 7045kg/h10655='='='W D F kmol/h 17.32/112.23610kmol/h 64.8959.78/7045kmol/h 78.12149.87/10655======W D F三、塔板数的确定（一）理论塔板数T N 的求取苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级图解法（M ·T 法）求取T N ，步骤如下：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y x ~依据()()οοοB A B t p p p p x --=/，t A p x p y /ο=，将所得计算结果列表如下：本题中，塔内压力接近常压（实际上略高于常压），而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以其对y x ~平衡关系的影响完全可以忽略。
2.确定操作的回流比R将 1.表中数据作图得y x ~曲线及y x t ~-曲线。
在y x ~图上，因1=q ，查得923.0=e y ，而728.0==F e x x ，986.0=D x 。
故有：326.0728.0923.0923.0986.0=--=--=e e e D m x y y x R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1.8倍，即：587.0326.08.18.1=⨯==m R R3.求理论塔板数 （1）逐板计算法提馏段操作线为过())00863.0,00863.0和()986.0,728.0两点的直线。
031.0110.0310.0601.0810.0909.0939.0961.0977.0986.042.3142.400294.023.113.4113.5632.037.010*********===========+=-=+=+=y y y y y y y y y x y x x y x y xx y x y d0129.0007.0027.0092.0254.0491.0661.0.7280749.0829.0892.0932.010987654321<=======〈====xx x x x x xq x x x x图解得5.1515.16=-=T N 块（不含釜）。
其中，精馏段41=T N 块，提馏段5.112=T N 块，第5块为加料板位置。
（3）吉利兰图法986.0=d x 00863.0=w x01.51lg 11lg min =-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=mW WD D xx x x N α137.01443.0246.0443.01=+-=+-=R Rm R x485.0/00274.0591.0546.0=+-=x x Y 2+-=N N N Y mN=11.6块0.11lg 11lg '=-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=mFF D D m xx x x N α块 485.02min =+-N N N N=3.8块精馏段3.752.0/8.31==p N 取81=p N 块 提馏段3.2252.0/6.112==p N 取232=p N 块3121=+=p p p N N N 块（二）实际塔板数p N1.全塔效率T E选用m T E μlog 616.017.0-=公式计算。
该式适用于液相粘度为0.07~1.4mPa ·s 的烃类物系，式中的m μ为全塔平均温度下以进料组成表示的平均粘度。
塔的平均温度为0.5(80+131.8)=106℃（取塔顶底的算术平均值），在此平均温度下查化工原理附录11得：s m Pa ⋅=24.0A μ，s m Pa ⋅=34.0B μ。
()()267.0728.0134.0728.024.01=-⨯+⨯=-+=F B F A m x x μμμ 52.0267.0log 616.017.0log 616.017.0=-=-=m T E μ2.实际塔板数p N （近似取两段效率相同） 精馏段：3.752.0/8.31==p N 块，取81=p N 块 提馏段：3.2252.0/6.112==p N 块，取232=p N 块 总塔板数3121=+=p p p N N N 块。
四、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算（一）平均压强m p取每层塔板压降为0.7kPa 计算。
塔顶：kPa 3.10543.101=+=D p 加料板：kPa 9.11087.03.105=⨯+=F p 平均压强()kPa 1.1082/9.1103.105=+=m p （二）平均温度m t查温度组成图得：塔顶为80℃，加料板为88℃。
()842/8880=+=m t ℃（三）平均分子量m M塔顶： 986.01==D x y ，930.01=x （查相平衡图）()kg/km ol 59.7861.112986.0111.78986.0,=⨯-+⨯=m VD M ()kg/km ol 53.8061.112930.0111.78930.0,=⨯-+⨯=m LD M加料板：930.0=F y ，728.0=F x （查相平衡图）()kg/kmol 53.8061.112930.0111.78930.0,=⨯-+⨯=m VF M ()kg/km ol 49.8761.112728.0111.78728.0,=⨯-+⨯=m LD M精馏段：()kg/kmol 56.792/53.8059.78,=+=m V M()kg/km ol 01.842/49.8753.80,=+=m L M（四）平均密度m ρ1.液相平均密度m L ρ,塔顶：3kg/m 0.817801886.113.9121886.113.912,=⨯-=-=t ρA LD3kg/m 1.1039800657.14.11240657.14.1124,=⨯-=-=t ρB LD 3kg/m 5.8201.103902.00.81798.01,,,,=⇒+=+=m LD B LD B A LD A mLD ρρa ρa ρ 进料板：3kg/m 5.807881886.113.9121886.113.912,=⨯-=-=t ρA LF3kg/m 6.1030880657.14.11240657.14.1124,=⨯-=-=t ρB LF 3kg/m 7.8736.103035.05.80765.01,,,,=⇒+=+=m LF B LF B A LF A mLF ρρa ρa ρ 精馏段：()3kg/m 1.8472/7.8735.820,=+=m L ρ 2.汽相平均密度m V ρ,()3kg/m 894.284273314.847.791.108,,=+⨯⨯==mm V m m V RT M p ρ（五）液体的平均表面张力m σ塔顶：mN/m 20.21,=A D σ；mN/m 10.26,=B D σ（80℃）mN/m 26.21986.010.26014.020.2110.2620.21,=⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=D A B BA B A m D x x σσσσσ 进料板：mN/m 20.20,=A F σ；mN/m 34.25,=B F σ（88℃）mN/m 38.21728.034.25272.020.2034.2520.20,=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=F A B BA B A m F x x σσσσσ 精馏段：()m N/m 32.212/38.2126.21=+=m σ （六）液体的平均粘度m L μ,塔顶：查化工原理附录11，在80℃下有：()()s m Pa ⋅=⨯+⨯=+=317.0014.0445.0986.0315.0,D B B D A A m LD x μx μμ加料板：s m Pa 315.0272.041.0728.028.0,⋅=⨯+⨯=m LF μ精馏段：()s mPa ⋅=+=316.02/315.0317.0,m L μ五、精馏段的汽液负荷计算汽相摩尔流率()km ol/h 26.14264.89587.11=⨯=+=D R V 汽相体积流量/s m 940.1894.2360056.7926.14236003,,=⨯⨯==mV m V s VM V ρ汽相体积流量/h m 6984/s m 940.133==h V液相回流摩尔流率kmol/h 62.5264.89587.0=⨯==RD L 液相体积流量/s m 00145.01.847360001.8462.5236003,,=⨯⨯==mL m L s LM L ρ液相体积流量/h m 22.5/s m 00145.033==h L冷凝器的热负荷()()kW 7.9623600/31059.7826.142=⨯==Vr Q苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）一、设计任务1.处理能力：40500t/a ；2.设备形式：立式列管式冷凝器。