苯-氯苯物性参数
笨-氯苯课程设计设计说明书
第一章概述及设计方案简介根据设计任务书，这次的设计任务是设计一座精馏塔用来分离苯和氯苯两种物质，塔是一种高径比很大的反应设备，他在化工生产中非常常用，经常用于蒸馏分离，吸收操作，解吸操作和萃取等等。
精馏是用来液体混合物最常用的一种操作单元，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂的驱动下（有时加质量剂），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。
精馏塔是大型的设备组装件，分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔又有筛板塔、泡罩塔、浮阀塔等。
根据设计任务书，这次要设计的精馏塔为板式塔，其中的塔板为筛板式筛板塔是很早出现的一种板式塔．它的结构简单，塔盘造价较低，安装、维修都较容易．从而一反长期的冷落状况，获得了广泛应用．筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分．工业塔常用的筛孔孔直径为３－８mm，按正三角形排列．空间距与孔径的比为２.５－５．近年来有大孔径（１０－２５mm）筛板的，它具有制造容易，不易堵塞等优点，只是漏夜点低，操作弹性小．筛板塔的特点如下：（１）结构简单、制造维修方便．（２）生产能力大，比浮阀塔高．（３）塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏．（４）塔板效率较高，但比浮阀塔稍低．（５）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．（６）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．因为本设计是用来分离苯和氯苯，属于较容易分离的物系，所以最小回流比较小，取回流比为最小回流比的2倍。
相关的工艺参数计算如下：第二章主要设备的工艺计算2.1精馏塔全塔物料衡算2．1．1设计已知条件及符号意义F：原料液流量（kmol/s） x F ：原料组成（摩尔分数）D：塔顶产品流量（kmol/s） x D ：塔顶组成（摩尔分数）W：塔底残液流量（kmol/s） x W：塔底组成（摩尔分数）苯的摩尔质量M A =78.11 kg/kmol氯苯的摩尔质量M B =112.61 kg/kmol已知：进料中含苯量48%，塔顶流出液含苯98%，釜残液中含苯量1% 生产能力为日产（24小时）100吨苯。
苯与氯苯分离化工原理课程设计报告书
(一）产品与设计方案简介1.产品性质、质量指标和用途产品性质：有杏仁味的无色透明、易挥发液体。
密度1．105g/cm3。
沸点131．6℃。
凝固点-45℃。
折射率1．5216(25℃)。
闪点29．4℃。
燃点637．8℃，折射率1．5246，粘度(20℃)0．799mPa·s，表面力33．28×10-3N／m．溶解度参数δ＝9．5。
溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多数有机溶剂，不溶于水。
易燃，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限 1. 3％-7．1％(vol)。
溶于大多数有机溶剂，不溶于水。
常温下不受空气、潮气及光的影响，长时间沸腾则脱氯。
蒸气经过红热管子脱去氢和氯化氢，生成二苯基化合物。
有毒．在体有积累性，逐渐损害肝、肾和2910mg／kg，空其他器官。
对皮肤和粘膜有刺激性．对神经系统有麻醉性，LD50气中最高容许浓度50mg／m3。
遇高温、明火、氧化剂有燃烧爆炸的危险。
与氯酸银反应剧烈质量指标：氯苯纯度不低于99.8%，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯45%。
（以上均为质量分数）产品用途：作为有机合成的重要原料2.设计方案简介（1）精馏方式：本设计采用连续精馏方式。
原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。
其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。
由于所涉浓度围乙醇和水的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。
（2）操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于苯和氯苯这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。
（3）塔板形式：F1型浮阀塔板，浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低;塔板开口率大，生产能力大；由于阀片可随气量的变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高。
（4）加料方式和加料热状态：设计采用泡点进料，将原料通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。
（5）由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。
苯氯苯分离过程板式精馏塔设计课程设计精品
苯氯苯分离过程板式精馏塔设计课程设计精品海南大学课程设计书系（部、中心）材料与化工学院专业化学工程与工艺班级 10级2班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 E T=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 (13)3.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14)3.3.1 平均压强m p (14)3.3.2 平均温度m t (14)M (14)3.3.3 平均分子量m3.3.4 平均密度mρ (15)σ (16)3.3.5 液体的平均表面张力m3.3.6 液体平均粘度计算 (17)3.3.7 气、液负相体积流量负荷计算 (17)3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (18)3.4.1 塔径 (19)3.4.2 精馏塔有效高度 (19)3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (20)3.5.1 溢流装置计算 (20)3.5.2 塔板布置 (21)3.5.3 筛孔计算及其排列 (21)3.6 筛板的流体力学验算 (22)3.6.1 塔板压降 (22)3.6.2 液面落差 (23)3.6.3 液沫夹带 (23)3.6.4 漏液 (23)3.6.5 液泛 (23)3.7 塔板负荷性能图 (24)3.7.1 精馏段塔板负荷性能图 (24)3.8 塔附件的设计 (29)3.8.1 接管 (29)3.8.2 裙座 (30)3.8.3 塔板负荷性能图 (30)3.8.4 塔总体高度的设计 (31)第四章换热器的设计 (31)4.1 热量衡算 (31)4.1.1 原料预热的热量衡算 (31)4.1.2 塔顶苯的热量衡算 (32)4.1.3 再沸器的热量衡算 (32)4.2换热器（冷却器）的计算 (33)4.2.1 塔顶苯的设计 (33)4.2.2 估算传热面积 (34)4.2.3 工艺结构尺寸 (34)4.3 换热器核算 (35)4.3.1 核算压力降 (35)4.3.2 核算总传热系数 (37)4.5 对换热器设计过程的评述和有关问题的讨论 (39)致谢 (39)参考文献 (39)第1章总论1.1 氯苯简介氯苯为无色液体，分子式为C6H5Cl。
苯氯苯精馏塔设计
设计任务一. 设计题目:苯-氯苯连续精馏塔的设计二. 设计任务及操作条件1. 进精馏塔的原料液含苯40%（质量%，下同），其余为氯苯；2. 产品含苯不低于95%，釜液苯含量不高于2%；3. 生产能力为96 吨/day（24h）原料液。
4. 操作条件（1）塔顶压强4kPa（表压）；（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（5）单板压降≤ 0.7kPa。
三. 设备形式：筛板塔或浮阀塔四. 有关物性参数五. 设计内容（一）设计方案的确定及流程说明（二）精馏塔的物料衡算（三）塔板数的确定1、理论塔板数计算2、实际塔板数计算（四）塔体工艺尺寸计算1、塔径的计算2、塔的有效高度计算（五）塔板主要工艺尺寸的计算（1）溢流装置计算（堰长、堰高、弓形降液管宽度和截面积、降液管底隙高度）（2）塔板布置（边缘区宽度确定、开孔区面积计算、筛孔计算及排列）（3）塔板的流体力学验算（4）塔板的负荷性能图（六）设计结果概要或设计一览表（七）辅助设备选型与计算（八）生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图（九）对本设计的评述或有关问题的分析讨论符号说明：英文字母Aa---- 塔板的开孔区面积，m2Af---- 降液管的截面积, m2Ao---- 筛孔区面积, m2A T----塔的截面积m2△P P----气体通过每层筛板的压降C----负荷因子无因次t----筛孔的中心距C20----表面张力为20mN/m的负荷因子do----筛孔直径u’o----液体通过降液管底隙的速度D----塔径m Wc----边缘无效区宽度e v----液沫夹带量kg液/kg气Wd----弓形降液管的宽度E T----总板效率Ws----破沫区宽度R----回流比Rmin----最小回流比M----平均摩尔质量kg/kmolt m----平均温度℃g----重力加速度9.81m/s2Z----板式塔的有效高度Fo----筛孔气相动能因子kg1/2/(s.m1/2)hl----进口堰与降液管间的水平距离m θ----液体在降液管内停留时间h c----与干板压降相当的液柱高度mυ----粘度hd----与液体流过降液管的压降相当的液注高度m ρ----密度hf----塔板上鼓层高度m σ----表面张力h L----板上清液层高度mΨ----液体密度校正系数h1----与板上液层阻力相当的液注高度m 下标ho----降液管的义底隙高度m max----最大的h ow----堰上液层高度m min----最小的h W----出口堰高度m L----液相的h’W----进口堰高度m V----气相的hσ----与克服表面张力的压降相当的液注高度mH----板式塔高度mH B----塔底空间高度mHd----降液管内清液层高度mH D----塔顶空间高度mH F----进料板处塔板间距mH P----人孔处塔板间距mH T----塔板间距mH1----封头高度mH2----裙座高度mK----稳定系数l W----堰长mLh----液体体积流量m3/hLs----液体体积流量m3/sn----筛孔数目P----操作压力KPa△P---压力降KPa△Pp---气体通过每层筛的压降KPaT----理论板层数u----空塔气速m/su0,min----漏夜点气速m/su o’ ----液体通过降液管底隙的速度m/s V h----气体体积流量m3/hV s----气体体积流量m3/sW c----边缘无效区宽度mW d----弓形降液管宽度mW s ----破沫区宽度mZ ---- 板式塔的有效高度m希腊字母δ----筛板的厚度mτ----液体在降液管内停留的时间sυ----粘度mPa.sρ----密度kg/m3----表面张力N/mφ----开孔率无因次α----质量分率无因次下标Max---- 最大的Min ---- 最小的L---- 液相的V---- 气相的筛板塔的工艺设计计算结果总表：板式塔设计 一、设计方案的选定及流程简图1.设计任务为二元精馏，宜采用连续精馏过程。
氯苯MSDS
氯苯MSDS一、辨识数据物品中(英)文名称:氯苯(CHLOROBENZENE)同义名称:氯化苯(BENZENE CHLORIDE、PHENYL CHLORIDE、MONOCHLOROBENZENE)危害性成份化学文摘社容许浓度LD50LC50中(英)文名称化学式含量(%)登记号码CAS.NO.八小时日时量平均容许浓度TWA短时间时量平均容许浓度STEL最高容许浓度CEILING(测试动物、吸收途径)(测试动物、吸收途径)氯苯CHLOROBENZENE C6H5C110000108-90-775 PPM112.5 PPM－1427~3400MG/KG(大鼠，吞食)2965PPM/6H(大鼠，吸入)二、物理及化学特性物质状态:[ ]糊状物[ ]粉末PH 值：/外观：无色透明,挥发性[ ]固体 [✓]液体[ ]气体气味：杏仁味沸点： 132 ℃熔点： -45.6 ℃蒸气压：8.8 MMHG@20℃蒸气密度(空气=1)：3.88比重(水=1)：1.106挥发速率(乙酸丁酯=1)：1水中溶解度：约 50 MG/100ML@20℃三、火灾及爆炸危害资料闪火点：℉ 28～29 ℃爆炸界限爆炸下限(LEL)：1.3 ﹪测试方式： [ ]开杯 [✓]闭杯爆炸上限(UEL)：7.1 ﹪火灭火材料：化学干粉、二氧化碳、泡沫、喷水雾灾特殊灭火程序：1.一般而言水雾不适于灭此类物质的火灾。
2.喷水雾可吸收热、保持容器冷却且保护暴露的物质。
3.停留于上风处，避免吸入危害蒸气。
4.灭火前须先关闭泄漏源，若无法止漏，而对周遭无危害的话，任其燃烧。
5.在安全许可下，将容器运离火场。
四、反应特性安定性[✓]安定[ ]不安定应避免之状况：火花、静电、热、明火危害分解物：－危害之聚合[ ]可能发生[✓]不会发生应避免之状况：－不相容性应避免之物质：1.强氧化物(如硝酸)、碱金属(如钠)：增加火灾和爆炸的危害。
2.亚硫酸二甲酰：接触会剧烈分解。
【氯苯(一氯代苯)】MSDS 安全技术说明书(精编版)
氯苯（一氯代苯）安全技术说明书标识中文名：氯苯；一氯代苯英文名：chlorobenzene；monochlorobenzene分子式：C6H5Cl 分子量：112.56 CAS号：108－90－7 危规号：33546理化性质性状：无色透明液体，具有不愉快的苦杏仁味。
溶解性：不溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、二氧化硫、苯等多数有机溶剂。
熔点（℃）：－45.2 沸点（℃）： 132.2 相对密度（水＝1）：1.10临界温度（℃）：359.2 临界压力（MPa）：4.52 相对密度（空气＝1）：3.9燃烧热（KJ/mol）：最小点火能（mJ）：饱和蒸汽压（KPa）：1.33（20℃）燃烧爆炸危险性燃烧性：易燃燃烧分解产物：一氧化碳、二氧化碳、氯化物闪点（℃）：28 聚合危害：不聚合爆炸下限（％）：1.3 稳定性：稳定爆炸上限（％）：9.6 最大爆炸压力（MPa）：0.560引燃温度（℃）：590 禁忌物：强氧化剂。
危险特性：易燃，遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。
与过氯酸银、二甲亚砜反应剧烈。
若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。
灭火方法：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。
灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。
毒性接触限值：中国MAC：50mg／m3 苏联MAC：500mg／m3 美国TWA：OSHA 75ppm，350mg／m3；ACGIH(75ppm)，(350mg／m3)急性毒性：LD50：2290mg／kg(大鼠经口) LC50：对人体危害侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
健康危害：对中枢神经系统有抑制和麻醉作用；对皮肤和粘膜有刺激性。
急性中毒：接触高浓度可引起麻醉症状，甚至昏迷。
脱离现场，积极救治后，可较快恢复，但数日内仍有头痛、头晕、无力、食欲减退等症状。
液体对皮肤有轻度刺激性，但反复接触，则起红斑或有轻度表浅性坏死。
慢性中毒：常有眼痛、流泪、结膜充血；早期有头痛、失眠、记忆力减退等神经衰弱症状；重者引起中毒性肝炎，个别可发生肾脏损害。
苯-氯苯的精馏设计
0 PA 101.08 a 0 =19.684 = 5.14 PB
同理计算剩下的数据列入表 1：常压下苯—氯苯的气液平衡数据 p0 ������ (Kpa) 80 101.08 90 136.33 100 179.55 110 234.08 120 299.25 130 377.72 131.8 385.70 由表 1 可以得知： t(℃) 相对挥发度 a=
1 ρ LFm
= 796.6 + 1021 → ρLFm =873.4Kg/m3
3 精 =（ρLDm +ρLFm ）/2=（820.5+873.4）/2=845Kg/m
0.6
0.4
故精馏段平均液相密度ρLm *气相密度ρVm ρVm
P m M Vm 精 = Rt m 精
= 8.314×(87.5+273)=2.75Kg/m3
1 ρ LDm
= 817 +1039 → ρLDm =820.5Kg/m3
0.684×78 0.684×78+（1−0.684 ）×112.5
0.98 0.02
进料板：由xF =0.684=xA → αA =
= 0.6 → αB = 0.4
t F =97℃时用内差法得知：ρLA =796.6Kg/m3 ;ρLB =1023Kg/m3
V M Vm 精
Vm 精
= 3600 X2.75 =0.41m3 /s
50.53X79.8
L=RD=0.504× 33.6=16.93Kmol/h Ls =3600 ρ
L M Lm 精
Lm 精
= 3600 X 845 =4.7X10−4 m3 /s → Lh =4.7X10−4 X 3600=1.692m3 /h
氯苯
标
识
中文名：氯苯；一氯代苯
危险性类别:第3类易燃液体
UN号：1134
英文名：chlorobenzene；monochlorobenzene
次要危险性：／
包装类别：Ⅲ类
理
化
性
质
性 状：无色透明液体，具有不愉快的苦杏仁味。
溶解性：不溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、苯等多数有机溶剂。
熔点(℃)：-45.2
工程控制：密闭操作，局部排风。提供安全淋浴和洗眼设备。
呼吸系统防护：空气中浓度超标时，应该佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。
眼睛防护：一般不需要特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿防毒物渗透工作服。手防护：戴橡胶耐油手套。
其他防护：工作现场严禁吸烟。工作完毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
消防与防护
消防措施：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。
眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，
立即进行人工呼吸。就医。食入：饮足量温水，催吐。就医。
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收
健康危害：对中枢神经系统有抑制和麻醉作用；对皮肤和粘膜有刺激性。
急性中毒：接触高浓度可引起麻醉症状，甚至昏迷。脱离现场，积极救治后，可较快恢复，但
数日内仍有头痛、头晕、无力、食欲减退等症状。液体对皮肤有轻度刺激性，但反复接触，则
起红斑或有轻度表浅性坏死。慢性中毒：常有眼痛、流泪、结膜充血；早期有头痛、失眠、记忆力减退等神经衰弱症状；重者引起中毒性肝炎，个别可发生肾脏损害。
氯苯导热系数
氯苯导热系数
【最新版】
目录
1.氯苯的概述
2.氯苯的物理性质
3.氯苯的导热系数
4.氯苯的应用领域
5.氯苯的环境影响与安全措施
正文
【1.氯苯的概述】
氯苯，化学式为 C6H5Cl，是一种有机化合物，属于卤代烃和苯的衍生物。
它是无色至浅黄色的透明液体，具有较强的毒性和刺激性，因此在储存、运输和使用过程中需要特别注意安全。
【2.氯苯的物理性质】
氯苯的物理性质主要包括：熔点 -17.5℃，沸点 137.5℃，相对密度1.215（水=1），闪点 28℃，折射率 1.5525（20℃），溶解性不溶于水，溶于醇、醚、苯等有机溶剂。
【3.氯苯的导热系数】
氯苯的导热系数是指氯苯在单位时间、单位厚度、单位温度差下传递的热量。
氯苯的导热系数通常在 0.15-0.45W/(m·K) 之间，与温度、压力等条件有关。
由于氯苯具有较高的导热系数，因此在工业生产中常被用作导热剂。
【4.氯苯的应用领域】
氯苯广泛应用于化工、医药、农药、染料、涂料等行业。
例如，在农
药生产中，氯苯可用于合成杀虫剂、杀菌剂等；在染料和涂料行业中，氯苯可作为颜料和树脂的溶剂；在医药领域，氯苯可用于合成抗炎、镇痛、抗病毒等药物。
【5.氯苯的环境影响与安全措施】
氯苯具有较强的毒性和刺激性，长期接触或高浓度暴露会对人体健康造成损害。
因此，在生产、储存和使用过程中，应采取相应的安全措施，如佩戴防护设备、保持良好的通风等。
苯-氯苯主要基础数据
(3)饱和蒸汽压PO苯和氯苯的饱和蒸汽压可用Antoine方程
求算，即
式中 T—物系温度，K，PO—饱和蒸汽压，mmHg
A、 B、 C—Antoine常数，其值见下表
组分
A
B
C
苯
氯苯
(4)苯－氯苯的气液相平衡数据
沸点温度
t ℃
苯的组成
沸点温度
t ℃
苯的组成
液相
气相
液相
气相
1
1
120
90
130
100
0
0
110
根据苯、氯苯的饱和蒸汽压，利用泡点方程 计算出苯-氯苯的气液平衡数据如下表：
温度℃
xA
yA
1
1
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
0
0
(5)苯和氯苯的液相密度ρL
温度℃
60
80
100
120
140
苯kg/m3
氯苯kg/m3
1064
1042
1019
(6)液体表面张力σ
温度t，℃
60
80
100
120
140
苯 mN/m
氯苯mN/m
(7)液体粘度μL
温度t，℃
60
80
100
120
140
苯mPas
氯苯mPas
主要基础数据
(1)苯和氯苯的物理性质
项目
分子式
分子量M
沸点，℃
临界温度tc,℃
临界压强PC,kPA
苯A
C6H6
4910
苯-氯苯 课程设计
化工原理课程设计任务书一、设计题目苯－氯苯连续精馏筛板塔设计二、设计基础数据苯，氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据三，设计任务及操作条件 （一）设计任务（1）原料液中氯苯含量：质量分率=35%（质量），其余为苯。
（2）产品纯度为99.8%（质量）的氯苯。
（3）塔顶馏出液中氯苯含量不得高于2.0%（质量）。
（4）生产能力：65000t/y 氯产品，年开工320天。
（二）操作条件（1）精馏塔顶压强： 4.0kpa （表压）（2）进料热状态 25F t C =︒ （3）回流比： min 1.2R R = （4）单板压降压：≤0.7kpa（5）冷凝器冷却剂：水，冷却剂温度：125t C =︒ ; 240t 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：Q 1=5%Q B 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）编制设计说明书目录第一章流程及生产条件的确定和说第一节概述---------------------------------------------------------------------------81.1设计方案简介----------------------------------------------------------------------81.2设计方案的确定和说明----------------------------------------------------------8 1.2.1装置流程的确定----------------------------------------------------------------9 1.2.2操作压力的选择----------------------------------------------------------------9 1.2.3进料热状况的选择-------------------------------------------------------------9 1.2.4加热方式的选择----------------------------------------------------------------9 1.2.5回流比的选择------------------------------------------------------------------9第二节精馏塔的物料衡算--------------------------------------------------------91. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数-----------------------------------------102. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量----------------------------------103. 物料衡算---------------------------------------------------------------------------11第三节塔板数的确定----------------------------------------------------------------111.塔顶温度的确定----------------------------------------------------------------------112.q值的计算-----------------------------------------------------------------------------113.塔釜温度确定-------------------------------------------------------------------------114.相平衡方程----------------------------------------------------------------------------11 4．1求最小回流比与操作回流比--------------------------------------------------11 4．2求精馏塔的汽掖相负荷-------------------------------------------------------11 4．3求操作线方程-------------------------------------------------------------------11 4．4逐板计算法求理论板数-------------------------------------------------------115.总理论板数---------------------------------------------------------------------------12 6实际板数的求取---------------------------------------------------------------------12第二章精馏塔工艺计算第一节精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算--------------------121操作压力计算--------------------------------------------------------------------------122.操作温度--------------------------------------------------------------------------------123平均摩尔质量--------------------------------------------------------------------------134平均密度计算--------------------------------------------------------------------------13 4.1气相平均密度计算------------------------------------------------------ 134.2液相平均密度计算------------------------------------------------------135液体平均表面张力---------------------------------------------------------------------146液体平均黏度---------------------------------------------------------------------------15 第三章精馏塔设计计算第一节精馏塔的塔体的工艺尺寸计算-----------------------------------151塔径计算---------------------------------------------------------------------------------15第二节提馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算--------------------15 2.1操作压力计算------------------------------------------------------------16 2.2 操作温度计算-----------------------------------------------------------17 2.3平均摩尔质量计算------------------------------------------------------17 2.4平均密度计算------------------------------------------------------------17 2.41气相平均密度计算----------------------------------------------------17 2.42液相平均密度计算----------------------------------------------------17 2.5液体表面张力计算-----------------------------------------------------18 2.6液体平均黏度计算-----------------------------------------------------19第三节提馏塔的塔体工艺尺寸的计算3.1．塔径的计算------------------------------------------------------------19 3.2.提馏塔有效高度的计算-----------------------------------------------20第四节塔板主要工艺尺寸-------------------------------------------------------------20 4.1溢流装置计算-----------------------------------------------------------------------21l-----------------------------------------------------------------------------214.1.1堰长wh-------------------------------------------------------------------214.1.2溢流堰高度w4.1.3弓行降液管宽度d w 和截面积f A --------------------------------------------214.1.4降液管底隙高度0h 及受液盘深度为wh ' ---------------------------21 4.2.塔板布置 ----------------------------------------------------------------------------22 4.2.1塔板分布 --------------------------------------------------------------------------22 4.2.2边缘区宽度确定 -----------------------------------------------------------------202 4.2.3开孔区面积a A 按式计算 ------------------------------------------------------224.2.4筛孔计算及其排列 --------------------------------------------------22 第五节筛板塔的流体力学验算 ---------------------------------------------------235.1塔板压降 ----------------------------------------------------------------------------23 5.1.1干板阻力h 计算-----------------------------------------------------------------23 5.1.2气体通过液层的阻力1h 计算 --------------------------------------------------23 5.1.3液体表面张力的阻力的h σ计算 ----------------------------------------------23 5.2液面落差 -----------------------------------------------------------------------------24 5.3液沫夹带 -----------------------------------------------------------------------------24 5.4 溢流液泛的校核 -------------------------------------------------------------------24第六节 塔板负荷性能图 ------------------------------------------------------------256．1漏液线 -----------------------------------------------------------------------------25 6．2过量液沫夹带线（气相负荷上限线）-----------------------------------------25 6．3液相负荷下限线：--------------------------------------------------------------26 6．4液相负荷上限：-----------------------------------------------------------------26 6．5溢流液泛线 -----------------------------------------------------------------------26第四章 附属设备及主要附件的选型和计算第一节辅助设备设计1.1再沸器的热量衡算及其选型 ---------------------------------------------------------27 1.2冷凝器的热量衡算及其选型 ---------------------------------------------------28 1.3泵的选型 ----------------------------------------------------------------------------281.4总塔高度的计算--------------------------------------------------------------------29 第五章设计结果列表 --------------------------29第六章设计结果与讨论和说明 -------------------31第一节设计结果自我评价--------------------------------------------------------31 第二节设计结果及小组讨论-----------------------------------------------------31 第七章结束语 ---------------------------------31第八章参考文献-------------------------------34符号说明英文字母Aα－阀孔的鼓泡面积m2A f －降液管面积m2A T －塔截面积m2b －操作线截距c －负荷系数（无因次）c0 －流量系数（无因次）D －塔顶流出液量kmol/hD －塔径md0 －阀孔直径mE T －全塔效率（无因次）E －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/hF0 －阀孔动能因子m/sg －重力加速度m/s2H T －板间距mH －塔高mH d －清液高度mh c －与平板压强相当的液柱高度mh d －与液体流径降液管的压降相当液柱高度mh r －与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度mh f －板上鼓泡高度mh L －板上液层高度mh0 －降液管底隙高度mh02v－堰上液层高度mh p －与板上压强相当的液层高度mhσ－与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度m h2v－溢液堰高度mK －物性系数（无因次）L s －塔内下降液体的流量m3/sL w －溢流堰长度mM －分子量kg/kmolN －塔板数N p －实际塔板数N T －理论塔板数P －操作压强PaΔP－压强降Paq －进料状态参数R －回流比R min－最小回流比u －空塔气速m/sw －釜残液流量kmol/hw c －边缘区宽度mw d －弓形降液管的宽度mw s －脱气区宽度mx －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 －难挥发组分化工原理课程设计----------筛板塔的设计第一章流程及生产条件的确定和说明第一节概述精馏塔是现在化工厂中必不可少的设备，因此出现了很多种的精馏塔。
苯-氯苯主要基础数据
1
85
0.818
0.957
90
0.678
0.911
95
0.543
0.847
100
0.440
0.782
105
0.276
0.665
110
0.185
0.563
115
0.131
0.455
120
0.0879
0.343
125
0.0454
0.200
130
0.0115
0.0567
131.75
0
0
(5)苯和氯苯的液相密度ρL
21.57
19.42
17.32
(7)液体粘度μL
温度t，℃
60
80
100
120
140
苯mPas
0.381
0.308
0.255
0.215
0.184
氯苯mPas
0.515
0.428
0.363
0.313
0.274
(3)饱和蒸汽压PO苯和氯苯的饱和蒸汽压可用Antoine方程
求算，即
式中 T—物系温度，K，PO—饱和蒸汽压，mmHg
A、 B、 C—Antoine常数，其值见下表
组分
A
B
C
苯
15.9008
2788.51
-52.36
氯苯
16.0676
3295.12
-55.60
(4)苯－氯苯的气液相平衡数据
沸点温度
t℃
苯的组成
沸点温度
t℃
苯的组成
液相
气相
液相
气相
80.1
1
氯苯;一氯代苯化学品安全技术说明书MSDS
一般不需特殊防护，高浓度接触时可戴化学安全防护眼镜。
防护服：
穿相应的防护服。手防护：戴防化学品手套。
泄漏处置
疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，切断火源。建议应急处理人员戴好防毒面具，穿一般消防防护服。在确保安全情况下堵漏。喷水雾会减少蒸发，但不能降低泄漏物在受限制空间内的易燃性。用沙土或其它不燃性吸附剂混合吸收，然后收集运至废物处理场所处置。也可以用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，经稀释的洗水放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
毒性危害
接触限值：
中国MAC：50mg/m3；苏联MAC：500mg/m3；美国TWA：OSHA 75ppm，350mg/m3；ACGIH(75ppm)，(350mg/m3)；美国STEL：未制定标准
侵入途径：
吸入食入经皮吸收
毒性：
LD50：2290mg/kg(大鼠经口)
健康危害：
对中枢神经系统有抑制作用和麻醉作用，对皮肤和粘膜有轻微刺激作用。急性中毒：有头痛、头晕、无力、食欲减退、麻醉状态，甚至昏迷。慢性影响：常有眼痛、流泪、结膜充血。早期有头痛、失眠、记忆减退等神经衰弱征候群，重者引起中毒性肝炎，个别可发生肾脏损害。
氯苯；一氯代苯
标识
中文名：
氯苯；一氯代苯英文名：Chlorobenzene；Monochlorobenzene
分子式：
C6H5Cl分子量：112.56
CAS号：
108-90-7RTECS号：CZ0175000
UN编号：
1134IMDG规则页码：3318
危险货物编号：
33546
理化性质
外观与性状：
无色透明液体，具有不愉快的苦杏仁味。
苯与氯苯的精馏分离
目录第一章概述 (1)1.1精馏塔操作对设备的要求 (1)1.2板式塔类型 (1)1.3精馏塔的设计步骤 (2)1.4操作条件的确定 (2)1.5确定设计方案的原则 (3)第二章板式精馏塔的工艺计算 (5)2.1物料衡算与操作线方程 (5)2.2常规塔 (5)2.3塔板数的确定及实际塔板数的求取 (6)2.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计 (9)第三章精馏塔的工艺尺寸计算 (12)3.1塔径的计算： (12)3.2精馏塔的有效高度： (14)第四章塔板主要工艺尺寸的计算 (15)4.1溢流装置的计算： (15)4.2塔板布置： (16)第五章筛板的流体力学验算 (18)5.1塔板压降： (18)5.2液面落差: (19)5.3液沫夹带: (19)5.4漏液: (19)5.5液泛: (20)第六章塔板负荷性能图 (21)6.1漏液线: (21)6.2液沫夹带线： (21)6.3液相负荷下限线： (22)6.4液相负荷上限线： (23)6.5液泛线： (23)6.6操作点的确定和操作弹性的计算： (24)第七章冷凝器 (27)7.1确定物性参数： (27)7.2工艺结构尺寸的计算： (27)第八章换热器核算 (30)8.1热量核算： (30)8.2换热器内流体的流动阻力： (31)第九章再沸器 (33)9.1设计条件： (33)9.2估算设备尺寸： (33)9.3传热系数的校核： (34)参考文献 (37)后记及其他 (38)第一章概述1.1精馏塔操作对设备的要求塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，他可以使气（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方面都有重大影响。
塔设备中常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却和回收、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和减湿等。
苯-氯苯主要基础数据
求算，即
式中T—物系温度，K，PO—饱和蒸汽压，mmHg
A、B、C—Antoine常数，其值见下表
组分
A
B
C
苯
15.9008
2788.51
-52.36
氯苯
16.0676
3295.12
-55.60
(4)苯－氯苯的气液相平衡数据
沸点温度
t℃
苯的组成
主要基础数据
(1)苯和氯苯的物理性质
项目
分子式
分子量M
沸点，℃
临界温度tc,℃
临界压强PC,kPA
苯A
C6H6
78.11
80.1
289.2
4910
氯苯B
C6H5CL
112.56
131.8
359.2
4518
(2)常压下苯和氯苯的蒸汽压
温度,℃
POAmmHg
POBmmHg
80
757.62
147.44
85
889.26
179.395
90
1020.9
211.35
95
1185.65
253.755
100
1350.4
296.16
105
1831.7
351.355
110
2313
406.55
115
2638.5
477.125
120
2964
547.7
125
3355
636.505
130
3764
725.31
140
4674
945.55
沸点温度气相
苯-氯苯主要基础数据
yA 1 0.957 0.911 0.847 0.782 0.665 0.563 0.455 0.343 0.200 0.0567 0
100 792.5 1019
120 768.9 996.4
140 744.1 972.9
2
(6)液体表面张力σ 温度 t，℃ 苯 mN/m 氯苯 mN/m (7)液体粘度μL 温度 t，℃ 苯 mPas 氯苯 mPas 60 0.381 0.515 80 0.308 0.428 100 0.255 0.363 120 0.215 0.313 140 0.184 0.274 60 23.74 25.96 80 21.27 23.75 100 18.85 21.57 120 16.49 19.42 140 14.17 17.32
o
O
P A mmHg 757.62 889.26 1020.9 1185.65 1350.4 1831.7 2313 2638.5 2964 3355 3764 4674
O
P B mmHg 147.44 179.395 211.35 253.755 296.16 351.355 406.55 477.125 547.7 636.505 725.31 945.55
主要基础数据
(1)苯和氯苯的物理性质 项目 苯A 氯苯 B 分子式 C6H6 C6H5CL 分子量 M 78.11 112.56 沸点，℃ 80.1 131.8 临界温度 tc,℃ 289.2 359.2 临界压强 PC,kPA 4910 4518
(2)常压下苯和氯苯的蒸汽压 温度,℃ 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 140 (3)饱和蒸汽压 P
3
yA
t ℃ 120 130 131.8
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《化工原理课程设计二》任务书(2) (一）设计题目：
试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求进料量吨/小时，塔顶馏出液中苯含量不低于98%，塔底馏出液中苯含量不高于0.2%，原料液中含苯65%（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
（3）回流比自选
（4）单板压降不大于0.7kPa
（三）设备型式：
（1）F1型浮阀塔；（2）筛板塔
（四）设备工作日：每年330天，每天24小时连续运行
（五）厂址：西宁地区
（六）设计要求：
1.概述
2.设计方案的确定及流程说明
3.塔的工艺计算
4.塔和塔板主要工艺尺寸的设计
（1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定；
（2）塔板的流体力学验算
（3）塔板的负荷性能图
5.设计结果概要或设计结果一览表
6. 对本设计的评述和有关问题的分析讨论
（七） 设计基础数据
纯组分在任何温度下得密度可由下式计算：
苯 ρA
=912-1.187t
氯苯 ρB =1127-1.111t 式中t 为温度，℃ m x
x B
B
A
A
B
A
m σσσσσ+=
式中
σm
-混合液体的平均表面张力 σ
A
，
σ
B
-纯组分A ，B 的表面张力
x A ,x B -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计算：
38
.0121
2⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛--=t t t t r
r c c
式中t c -组分的临界温度，对氯苯t c =359.2℃ r 1,r 2-组分t 1,t 2温度下的汽化潜热，kJ/kmol 5、其它物性数据：查相关手册得到。