化工原理课程设计苯与氯苯的分离

《化工原理》课程设计

苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

学院医药化工学院

专业化学工程与工艺

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目 录

(一) 设计题目 .................................................................................................................................. 4 (二) 操作条件 .................................................................................................................................. 4 (三) 塔板类型 .................................................................................................................................. 4 (四) 工作日 ...................................................................................................................................... 4 (五) 设计内容 . (4)

1、设计说明书的内容 ............................................................................................................. 4 2、设计图纸要求： ................................................................................................................. 5 (六)基础数据 (5)

1.组分的饱和蒸汽压 i p （mmHg ） (5)

3.组分的表面张力σ（mN/m ） (5)

4.氯苯的汽化潜热 .................................................................................................................... 6 5．主要符号说明 ..................................................................................................................... 6 一．设计方案的确定及工艺流程的说明 ....................................................................................... 7 二 全塔的物料衡算 . (8)

1精馏塔的物料衡算； (8)

（一）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ................................................................... 8 （二）平均摩尔质量 ....................................................................................................... 8 （三）料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9)

三．塔板数的确定 (9)

（一）理论塔板数T N 的求取 (9)

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 ~ ....................... 9 2.确定操作的回流比R .. (10)

3.求理论塔板数 .............................................................................................................. 10 （二）实际塔板数

p

N (12)

四．塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (12)

（一）平均压强m

p (12)

（二）平均温度

m

t (12)

（三）平均分子量m

M (13)

（四）平均密度

m

ρ (13)

1.液相平均密度m L ρ, ..................................................................................................... 13

2.汽相平均密度

m

V ρ, (14)

（五）液体的平均表面张力

m

σ (14)

（六）液体的平均粘度

m

L μ, (14)

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)

（一）塔径 ............................................................................................................................. 15 （二）塔板工艺结构尺寸的设计与计算 .. (16)

1.溢流装置 ...................................................................................................................... 16 2.塔板布置 . (17)

3.开孔数n 和开孔率φ (17)

4.精馏塔有效高度的计算 (17)

七、塔板上的流体力学验算 (18)

（一）气体通过筛板压降

p

h 和

p

p Δ的验算 (18)

1．气体通过干板的压降

c

h (18)

2．气体通过板上液层的压降

l

h (18)

3.气体克服液体表面张力产生的压降σ

h .................................................................... 18 4.气体通过筛板的压降（单板压降）p

h 和

p

p Δ (19)

（二）雾沫夹带量

v

e 的验算 (19)

（三）漏液的验算 (19)

（四）液泛的验算 ................................................................................................................. 19 八、塔板负荷性能图 (20)

（一）雾沫夹带线（1） ....................................................................................................... 20 （二）液泛线（2） ............................................................................................................... 20 (三).液相负荷上限线（3） ................................................................................................... 21 （四）漏液线（气相负荷下限线）（4） ............................................................................. 21 （五）液相负荷下限线（5） ............................................................................................... 22 九 、精馏塔的设计计算结果汇总一览表 ................................................................................... 23 十、精馏塔接管尺寸计算 . (24)

1、接管直径 ........................................................................................................................... 24 2、塔顶蒸汽出口管径 ........................................................................................................... 24 3、回流液管径D R ................................................................................................................. 24 5、釜液排除管径d W ............................................................................................................. 24 6、饱和水蒸气管 ................................................................................................................... 24 十一、苯－氯苯精馏生产工艺流程图 ......................................................................................... 25 十二、对设计过程的评述和有关问题的讨论 ............................................................................. 25 参考文献 .. (26)