化工原理课程设计苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计
化工原理设计苯氯苯浮阀塔设计
化工原理设计苯氯苯浮阀塔设计苯氯苯浮阀塔是化工生产中常用的一种设备,主要用于苯和氯苯的分离和提纯。
在该浮阀塔中,通过塔底的预热器,将液态的混合物加热蒸发,再经由塔顶冷凝器将蒸气冷凝成为液态,以实现物质的分离和提纯。
化工原理设计苯氯苯浮阀塔的关键是确认最佳的设计参数。
液流速度、空气流速、平衡液位等参数对塔的分离效率、操作工艺负荷等都有重要影响。
在设计过程中需要充分考虑这些因素,合理权衡喷嘴数量、塔体高度、内径等参数,以提高塔的性能。
首先,需要确认浮阀塔的塔径和塔高。
塔高的选择要考虑到塔内的反应与质量传递过程。
浮阀塔中,质量传递主要是由于液相在塔体高度方向的流动形成,所以为保证传质效率,塔高一般设计为4-12m。
塔径的选择则要考虑工艺流量和塔板间距离的影响。
塔径过小会导致塔内的反应失控,过大则会增加操作成本,故应根据工艺流量和塔板间距离确定合理的塔径。
其次,液相进口点和出口点的决定也是比较关键的。
进液点和出液点应设于塔板中央,浮阀的位置也应处于中央。
这样可保证液相在塔内均匀流动,提高传质效率。
然后,在塔板上的液相喷洒和气相进入也要根据具体情况进行设计。
塔板下设有喷嘴,每个喷头的喷洒范围应该考虑喷雾覆盖面积、流量和液体通过喷嘴的速率等因素。
塔板的孔板孔径和孔距也会直接影响喷雾效果,应根据蒸汽流量、液相负荷等来设计。
而气相的进入则可通过气幕来控制,气幕的作用是抑制液体喷出和防止气泡垂降,提高两相传质效率。
最后,需要注意的是浮阀的设计。
化工原理设计中,浮阀的作用是控制塔内的平衡液位,实现较好的分离效果。
浮阀的设计应考虑均衡稳定,阻力小,否则会影响塔的传质效率。
一般来说,浮阀的规格与液位高度相匹配,浮阀的形状应优化,以减少液态流动时的阻力提高传质效率。
综上所述,化工原理设计苯氯苯浮阀塔是一个综合性的工程设计过程,需要综合考虑众多因素。
必须在实际研发中不断改进,优化设计参数,达到最佳效果。
这样将有助于提高塔的性能和分离效率,降低生产成本,实现良好的工业和环境效益。
苯和氯苯精馏塔课程设计
苯和氯苯精馏塔课程设计一、引言苯和氯苯是常见的有机化合物,它们在工业生产中有广泛的应用。
苯和氯苯精馏塔是一种有效的分离方法,可以将两者分离出来。
本课程设计旨在探究苯和氯苯精馏塔的原理、设计方法、操作技巧和安全注意事项。
二、原理1. 精馏塔原理精馏是一种利用液体混合物中各组分沸点差异进行分离的物理过程。
精馏塔是一种基于精馏原理设计的设备,通常由填料层和板层组成。
填料层通常由多孔性材料制成,可增加液体与气体之间的接触面积,促进挥发性组分从液相向气相转移;板层则通过板孔将液体和气体分开,使得液体在不同板层之间反复蒸发和凝结,从而实现组分之间的分离。
2. 苯和氯苯之间的沸点差异苯(C6H5)的沸点为80.1℃,而氯苯(C6H5Cl)的沸点为131℃。
因此,在适当温度下,苯和氯苯可以通过精馏塔进行分离。
三、设计方法1. 精馏塔的选择根据物料性质和生产要求,选择合适的精馏塔类型。
常见的精馏塔类型有平板式、填料式、螺旋板式等。
2. 填料的选择填料是影响精馏效果的重要因素之一。
常用的填料有金属网、陶瓷球、聚合物球等。
填料的选取应考虑到其表面积、孔径大小、耐腐蚀性和可再生性等因素。
3. 操作参数的控制在操作过程中,应根据实际情况控制温度、压力和进出料量等参数。
通常情况下,应将温度控制在苯和氯苯沸点之间,并适当增加进出料量以提高分离效率。
4. 填充率的控制填充率是指填料所占据空间与总容积之比。
填充率过高会导致液体无法顺畅流动,从而影响分离效果;而填充率过低则会导致液体在塔内停留时间不足,也会影响分离效果。
一般来说,填充率应控制在50%~70%之间。
四、操作技巧1. 开始操作前应检查设备是否正常运转,并进行必要的维护保养。
2. 在进料前,应先将塔内空气排出,以避免氧化反应和爆炸事故。
3. 操作过程中应注意控制温度、压力和进出料量等参数,并及时调整。
4. 如果发现液位过高或过低,应及时采取措施调整液位。
5. 操作结束后,应清洗设备并进行必要的维护保养。
苯-氯苯分离过程浮阀板式精馏塔设计
苯-氯苯分离过程浮阀板式精馏塔设计化工原理课程设计分离苯—氯苯混合液的浮阀塔工艺设计学院:化学化工与材料科学学院专业:化学工程与工艺班级: 09级本科2班组别:第十一组组员:孙承鹏、孙翠翠、童玉洁、王惠王克强、王青红、王午伟、王欣王晓鹏、王永见、王言伟目录一.苯及氯苯性质的基本介绍51.1苯的基本介绍 (6)用途 (8)危险性概述 (8)泄漏应急处理 (8)安全措施 (8)灭火方法 (9)紧急处理 (9)1.2氯苯的基本简介 (9)91111 (11)11二、塔的工艺计算122.1塔的物料衡算 (14)2.2全塔物料衡算 (15)2.3塔板数的确定 (15)N的计算 (15)2.3.1塔板数TE (17)2.3.2 全塔效率T2.3.3 实际塔板数N (18)P (18)2.3.4操作压强mt (18)2.3.5 温度mM (18)2.3.6 平均分子量mρ (19)2.3.7 平均密度mσ (21)2.3.8 液体表面张力mμ (21)2.3.9 液体粘度Lm三、塔和塔板主要工艺尺寸的设计223.1塔径的计算 (22)3.1.1精馏段的计算 (23)3.1.2提馏段的计算: (24)3.2塔高的计算 (25)3.3溢流装置的计算 (25)3.4塔板布置的计算 (27)3.5浮阀塔板的流体力学验算 (30)3.5.1塔板流体力学验算(精馏段) (31)3.5.2塔板负荷性能图 (31)3.5.3塔板流体力学验算(提馏段) (33)3.5.4塔板负荷性能图 (31)3.6塔体接管设计 (39)四、设计结果概要及汇总40五.工艺流程图41六、总结错误!未定义书签。
一.苯及氯苯性质的基本介绍1.1苯的基本介绍用途脂肪、树脂和碘等的溶剂。
测定矿物折射指数。
有机合成。
光学纯溶剂。
高压液相色谱溶剂。
危险性概述由于苯的挥发性大,暴露于空气中很容易扩散。
人和动物吸入或皮肤接触大量苯进入体内,会引起急性和慢性苯中毒。
苯氯苯板式精馏塔课程设计F1浮阀塔
苯氯苯板式精馏塔课程设计F1浮阀塔
苯氯苯板式精馏塔是提高精馏效果的重要设备,有别于传统的单塔精馏器。
它通过把多个塔当成一个整体,充分利用the相互作用的原理,能够提高提纯的效率和更加有效的把握质量。
F1浮阀塔就是苯氯苯板式精馏塔中的一种,它具有较强的稳定性和收率,受到众多行业的青睐。
一般来说,F1浮阀塔的结构是由板材和框架组成的。
板材分为上板和下板,两者之间由框架固定在一起,框架的结构是一个三角形的形状,对应的是塔的三个档位。
从上板到下板,是由多种不同类型的精馏板排列,每种精馏板的厚度和材料都不一样,以满足不同需要的精馏需求。
苯氯苯板式精馏塔中的F1浮阀塔结构是由浮阀、调节阀、联轴器和变速箱等组成的。
其中,浮阀用于调节塔内部压力,当塔内部压力上升时,浮阀就会随之自行关闭,以降低压力,稳定塔内部环境;调节阀则用于调节精馏剂进入塔内的流量,以确保塔内部环境的平衡运转;联轴器和变速箱则控制塔的转速,确保精馏过程的预期效果。
此外,F1浮阀塔的操作非常简单,只需要按照正确的步骤就可以完成。
首先,要检查塔内精馏板的安装,确保板材和框架完好无损;其次,要调节浮阀和调节阀的位置,并根据实际情况进行调整,以获得最佳效果;最后,需要检查变速箱和联轴器,以确保塔的转速正确。
总之,F1浮阀塔是一种高效的精馏设备,有着较强的稳定性和性能。
苯氯苯板式精馏塔的F1浮阀塔可以满足各种行业的不同精馏
需求,操作也比较简单。
如果正确地运用,可以大大提高精馏效率。
化工原理课程设计(苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计)初稿(1)
荆楚理工学院课程设计成果学院: _________ 荆楚理工学院班级: ___________________学生姓名:_____________________ 学号: _________________设计地点(单位)________________ 荆楚理工学院___________________设计题目:苯一氯苯混合液的板式精馏塔的设计完成日期:2013年12月6日指导教师评语:____________________________________________________________________成绩(五级记分制): _________________教师签名: ________________________________化工原理课程设计任务书设计题目:苯一氯苯混合液的板式精馏塔的设计学生姓名课程名称化工原理课程设计 地 点学生平时上课对应的教室 一、设计内容(一)工艺设计 1、 选择工艺流程2、 精馏塔工艺计算(1)物料衡算确定各物料流量和组成;(2 )经济核算确定适宜的回流比;(3)精馏塔实际塔板数。
(二)精馏塔设备设计1、 塔和塔板主要工艺结构的设计计算;2、 塔内流体力学性能的设计计算;3、 绘制塔板负荷性能图。
画出精馏段和提馏段某块的负荷性能图;说明:负责精馏段、负责提馏段4、 附属设备设计和选用; 说明:负责冷凝器的设计、负责再沸器的设计;其他附属设备共同完成。
5、 绘制带控制点的工艺流程图、精馏塔的工艺条件图;说明:负责绘制带控制点的工艺流程图;负责绘制精馏塔的工艺条件图。
(三)编写设计说明书( 1、目录2、设计题目3、 流程示意图4、 流程和方案的说明及论证5、 设计结果概要(主要设备尺寸,各种物料量和操作状态,能耗指标,设计时规定的主要操 作参数及附属设备的规格型号及数量)6、 设计计算与说明7、 对设计的评述及有关问题的分析讨论8、 参考文献目录二、设计要求专业班级 起止时间设计内 容 及要求1、写出详细计算步骤,并注明选用数据的来源;2、每项设计结束后,列出计算结果明细表;教研室主任: 2013年11月指导教师:目录绪论 (1)1.设计方案的思考 (1)2. 设计方案的特点 (1)3.工艺流程的确定 (1)一.设备工艺条件的计算 (1)1.1.设计方案的确定及工艺流程的说明 (2)1.2.全塔的物料衡算 (2)1.2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (2)1.2.2 平均摩尔质量 (3)1.2.3 料液及塔顶 (3)底产品的摩尔流率 (3)1.3.塔板数的确定 (3)1.3.1 理论塔板数N T的求取 (3)1.3.2 确定操作的回流比R (4)1.3.3 求理论塔板数 (5)1.3.4 实际塔板数N p(近似取两段效率相同) (7)1.4.操作工艺条件及相关物性数据的计算 (7)1.4.1 平均压强p m (7)1.4.2 平均温度t m (7)1.4.3 平均分子量M m (8)144平均密度p (8)144.1液相平均密度p,m (8)1.4.4.2汽相平均密度p,m (9)1.4.5液体的平均表面张力°m (10)1.4.6液体的平均粘度比,m (11)1.4.6.1 塔顶液相平均粘度 (11)1.4.6.2 进料板液相平均粘度 (12)1.4.7 气液相体积流量 (12)1.5 主要设备工艺尺寸设计 (13)1.5.1 塔径 (13)1.6 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (14)1.6.1 溢流装置 (14)1.6.1.1 溢流堰长(出口堰长)l w (15)1.6.1.2 出口堰高h w (15)1.6.1.3 降液管的宽度W d 和降液管的面积A f (16)1.6.1.4 降液管的底隙高度h o (17)1.6.2 塔板布置 (18)1.6.2.1 塔板的分块 (18)1.6.2.2 边缘区宽度确定 (18)1.6.2.3 开孔区面积计算 (18)1.6.2.4 浮阀数计算及其排列 (19)二塔板的流体力学计算 (21)2.1 塔板压降 (21)2.2 液泛计算 (23)2.3 雾沫夹带的计算 (24)2.4 塔板负荷性能图 (26)2.4.1 雾沫夹带上限线 (26)2.4.2 液泛线 (27)2.4.3 液相负荷上限线 (29)2.4.4 气体负荷下限线(漏液线) (29)2.4.5 液相负荷下限线 (30)三板式塔的结构与附属设备 (31)3.1 塔顶空间 (32)3.2 塔底空间 (32)3.3 人孔数目 (32)3.4 塔高 (32)3.5 接管 (33)3.5.1 进料管 (33)3.5.2 回流管 (34)3.5.3 塔顶蒸汽接管 (34)3.5.4 釜液排出管 (35)3.6 法兰 (36)3.7 筒体与封头 (36)3.7.1 筒体 (36)3.7.2 封头 (36)3.7.3 裙座 (37)3.7.4 除沫器 (37)3.8 附属设备设计 (38)3.8.1 泵的计算及选型 (38)3.8.2 冷凝器设计 (39)3.8.2.1 设计任务和条件 (39)3.8.3 再沸器 (44)3.8.4 预热器 (45)3.8.5 塔顶冷却器 (46)3.8.6 塔底冷却器 (47)四计算结果总汇 (49)五结束语 (50)六符号说明: (51)附录 1 浮阀精馏塔工艺条件图 (52)附录 2 带控制点工艺流程图 (52)参考文献: (52)绪论1.设计方案的思考通体由不锈钢制造,塔节规格①25〜100mm高度0.5〜1.5m,每段塔节可设置1〜2个进料口/ 测温口,亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。
浮阀塔课程设计说明书-浮阀塔分离苯-氯苯混合物
题目:拟建一浮阀塔用以分离苯-氯苯混合物(不易气泡),决定采用F1型浮阀,试根据以下条件做出浮阀塔(精馏段)的设计计算。
(1)进行塔板工艺设计计算及验算 (2)绘制负荷性能图 (3)绘制塔板结构图 (4)给出设计结果列表 (5)进行分析和讨论设计计算及验算1.塔板工艺尺寸计算(1)塔径 欲求塔径应先给出空塔气速u ,而 max u )(⨯=安全系数u vvl cu ρρρ-=max 式中c 可由史密斯关联图查出,横标的数值为0625.0)996.29.841(61.1006.0)(5.05.0==v l h h V L ρρ 取板间距m H T 45.0=,板上液层高度m h L 05.0=,则图中参数值为m h H L T 4.005.045.0=-=-由图53-查得0825.020=c ,表面张力./9.20m mN =σ0832.0)20(2.020=⨯=σc cs m u /399.1996.2996.29.8410832.0max =-⨯=取安全系数为0.6,则空塔气速为m /s 84.0399.16.0u max =⨯=⨯=安全系数u 塔径m u V D s562.184.014.361.144=⨯⨯==π按标准塔径圆整m D 6.1=,则 塔截面积 22201.2)6.1(414.34m D A T =⨯==π实际空塔气速 s m A V u T s /801.001.261.1===(2)溢流装置 选用单溢流弓形降液管,不设进口堰。
各项计算如下: ①堰长W l :取堰长D l W 66.0=,即 m l W 056.16.166.0=⨯= ②出口堰高W h :OW L W h h h -=采用平直堰,堰上液层高度OW h 可依下式计算:32)(100084.2Wh OWl L E h = 近似取1=E ,则可由列线图查出OW h 值。
m 021.0h 056.1,/6.213600006.0OW 3===⨯=,查得m l h m L W hm h h h OW L W 029.0021.005.0=-=-=则③弓形降液管宽度d W 和面积f A :66.0=Dl W由图103-查得:124.0,0721.0==DW A A dTf ,则 2145.001.20721.0m A f =⨯=mW d 199.06.1124.0=⨯=停留时间s L H A L H A sT f hTf 88.10006.045.0145.03600=⨯===θs 5>θ,故降液管尺寸可用。
化工原理设计(苯-氯苯浮阀塔设计)
化工原理课程设计任务书(一)设计题目苯-氯苯连续精馏塔的设计(二)设计任务及操作条件设计任务(1)原料液中含氯苯35% (质量)。
(2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%(质量)。
(3)年产纯度为99.8%的氯苯41000吨操作条件(1)塔顶压强4KPa(表压),单板压降小于0.7KPa。
(2)进料热状态饱和蒸汽进料。
(3)回流比自选。
(4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压)设备型式F1型浮阀塔设备工作日:每年330天,每天24小时连续运行。
(三)设计内容1).设计说明书的内容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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
9) 辅助设备的设计与选型2.设计图纸要求:1) 绘制工艺流程图2) 绘制精馏塔装置图苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据其他物性数据可查有关手册。
目录前 言 ............................................ 错误!未定义书签。
1.设计方案的思考 ................................ 错误!未定义书签。
2.设计方案的特点 ................................. 错误!未定义书签。
3.工艺流程的确定 ................................ 错误!未定义书签。
一.设备工艺条件的计算 ........................... 错误!未定义书签。
1.设计方案的确定及工艺流程的说明 ................ 错误!未定义书签。
2.全塔的物料衡算 ................................ 错误!未定义书签。
2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ............. 错误!未定义书签。
化工原理课程设计(苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计)
课程设计说明书课程设计名称化工原理课程设计课程设计题目苯-氯苯混合液浮阀式精馏塔设计姓名学号专业班级指导教师提交日期化工原理课程设计任务书(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设计任务(1)原料液中含氯苯35% (质量)。
(2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%(质量)。
(3)年产纯度为99.8%的氯苯吨41000吨操作条件(1)塔顶压强4KPa(表压),单板压降小于0.7KPa。
(2)进料热状态自选。
(3)回流比R=(1.1-3)R min。
(4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压)设备型式F1型浮阀塔设备工作日:每年330天,每天24小时连续运行。
(三)设计内容1).设计说明书的内容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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
9) 辅助设备的设计与选型2.设计图纸要求:1) 绘制工艺流程图2) 绘制精馏塔装置图(四)参考资料1.物性数据的计算与图表2.化工工艺设计手册3.化工过程及设备设计4.化学工程手册5.化工原理苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据其他物性数据可查有关手册。
目录前 言 ................................................................................................................................................................ 6 1.设计方案的思考 ................................................................................................................................................ 6 2.设计方案的特点 .................................................................................................................................................... 6 3.工艺流程的确定 ................................................................................................................................................ 7 一.设备工艺条件的计算 ............................................................................................................................ 8 1.设计方案的确定及工艺流程的说明 ........................................................................................................... 8 2.全塔的物料衡算 (8)2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (8)2.2 平均摩尔质量 ............................................................................................................................................... 9 2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 ............................................................................................................... 9 3.塔板数的确定 ..................................................................................................................................................... 93.1理论塔板数T N 的求取 (9)3.2 确定操作的回流比R ............................................................................................................................... 10 3.3求理论塔板数 ............................................................................................................................................. 12 3.4 全塔效率T E (14)3.5 实际塔板数pN (近似取两段效率相同) (15)4.操作工艺条件及相关物性数据的计算 (15)4.1平均压强m p (15)4.2 平均温度m t (16)4.3平均分子量m M (16)4.4平均密度m ρ (17)4.5 液体的平均表面张力m σ (18)4.6 液体的平均粘度mL μ, (19)4.7 气液相体积流量........................................................................................................................................ 20 6 主要设备工艺尺寸设计 .................................................................................................................................. 21 6.1 塔径 ............................................................................................................................................................... 21 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ................................................................................................................ 23 7.1 溢流装置 ..................................................................................................................................................... 23 7.2 塔板布置 .. (25)二 塔板流的体力学计算 ........................................................................................................................... 28 1 塔板压降 .............................................................................................................................................................. 28 2 液泛计算 .............................................................................................................................................................. 30 3雾沫夹带的计算 ................................................................................................................................................. 32 4塔板负荷性能图 . (33)4.1 雾沫夹带上限线........................................................................................................................................ 33 4.2 液泛线 .......................................................................................................................................................... 34 4.3 液相负荷上限线........................................................................................................................................ 35 4.4 气体负荷下限线(漏液线) ................................................................................................................ 36 4.5 液相负荷下限线. (37)三 板式塔的结构与附属设备 ................................................................................................................... 39 1 塔顶空间 .............................................................................................................................................................. 39 2 塔底空间 .............................................................................................................................................................. 40 3 人孔数目 .............................................................................................................................................................. 40 4 塔高 ....................................................................................................................................................................... 40 浮阀塔总体设备结构简图: ..................................................................................................................... 42 5接管 (42)5.1 进料管 .......................................................................................................................................................... 42 5.2 回流管 .......................................................................................................................................................... 43 5.3 塔顶蒸汽接管 ............................................................................................................................................ 44 5.4 釜液排出管 ................................................................................................................................................. 44 5.5 塔釜进气管 ................................................................................................................................................. 45 6法兰 ........................................................................................................................................................................ 45 7 筒体与封头.......................................................................................................................................................... 46 7.1 筒体 ............................................................................................................................................................... 46 7.2 封头 ............................................................................................................................................................... 46 7.3 裙座 ............................................................................................................................................................... 47 8 附属设备设计 .. (47)8.1 泵的计算及选型 (47)8.2 冷凝器 (48)8.3 再沸器 (49)四计算结果总汇 (49)五结束语 (51)六符号说明: (52)前言1.设计方案的思考通体由不锈钢制造,塔节规格Φ25~100mm、高度0.5~1.5m,每段塔节可设置1~2个进料口/测温口,亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。
化工原理课程设计_11
《化工原理》课程设计报告设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔2014-09-14(一)设计任务书: 苯—氯苯精馏塔设计(二)设计题目(三)要求: 试设计一座苯-氯苯连续精馏塔, 要求产量纯度为99.8%的氯苯3.0吨/小时, 塔顶流出液中含氯苯不得高于2%, 原料液中含氯苯38%(均为质量分数), 其他条件见下面(二)至(五)。
(四)另外, 在确定一些自选操作参数或结构参数时(如进料状况、回流比、冷却水出口温度、板间距等), 应选取两个不同数值(产生两种局部或整体方案), 进行适当比较分析, 确定优选方案, 以便建立经济、节能、环保等设计意识。
主要内容见下页(六)。
(五)操作条件(1)塔顶压力4kPa(表压)(2)进料热状况自选(3)回流比R=1.6Rmin(4)塔底加热蒸汽压强 0.5MPa(表压)(5)单板压降≤0.7kPa(六)塔板类型塔设备型式为板式塔(错流筛板塔)(七)设备工作日(八)每年300天, 每天24小时连续运行(九)厂址选在天津地区(十)设计内容1 设计方案简介2 精馏塔的物料衡算3 精馏塔塔板数确定4 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算5 精馏塔主要工艺尺寸(塔高、塔径及塔板结构尺寸)计算6 精馏塔的流体力学验算7 精馏塔塔板的负荷性能图8 精馏塔辅助设备选型与计算9 设计结果一览表10 带控制点的生产工艺流程及精馏塔的主体设备条件图11设计总结和评述一、 设计方案简介本次设计的内容是分离苯-氯苯的板式精馏塔, 基本流程是原料由管道运送到原料罐之后, 由泵打入精馏塔, 其间要经过一个原料预热器, 从塔顶出来的组分由管道通过冷凝器之后, 一部分作为产品输送到产品罐, 一部分回流作为塔内的下降液体;塔底的部分液体在经过再沸器气化之后成为塔内上升蒸汽, 部分液体存在塔底, 一部分液体由管道流出作为氯苯的产品, 并由泵输送至氯苯储罐。
其中冷凝器的冷却水可以采用自来水, 原料可以使用塔底液体进行预热, 再沸器的加热蒸汽来自锅炉房。
苯氯苯分离过程浮阀板式精馏塔设计书
摘要化工生产常需进行二元液相混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中占有重要的地位。
为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。
本次设计的浮阀塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等,是较完整的精馏设计过程,该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
本设计书对苯和氯苯的分离设备─浮阀精馏塔做了较详细的叙述,主要包括:工艺计算,辅助设备计算等。
采用浮阀精馏塔,塔高14.23米,塔径1.0米,计算理论板数为8.5。
算得全塔效率为0.52。
塔顶使用全凝器,部分回流。
精馏段实际板数为6,提馏段实际板数为11。
通过板压降、漏液、液泛、雾沫夹带的流体力学验算,均在安全操作范围内。
对塔的流体力学进行验证后,符合浮阀塔的操作性能。
经过对塔设备的强度计算,壁厚8mm,满足设计要求。
关键词:分离提纯或回收苯__氯苯精馏浮阀塔设备结构一.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。
化工原理课程设计苯_氯苯
目录第1章设计方案的确定 (2)1.1 ................................................................. 精馏操作2 1.2工艺流程的确定.. (2)1.3 操作条件的确定 (3)1.3.1操作压力的确定 (3)1.3.2进料的热状况 (4)1.3.3 精馏塔加热与冷却介质的确定 (4)1.3.4热能的利用情况 (4)第2章浮阀精馏塔的工艺设计 (5)2.1物料衡算 (5)2.2实际塔板数的计算 (6)2.2.1回流比的选择 (6)2.2.2理论塔板数和实际塔板数的确定 (8)2.2.3工艺条件物性数据 (9)2.3 浮阀塔主要尺寸的设计计算 (11)2.3.1塔的有效高度和板间距的初选 (11)2.3.2塔径 (11)2.4 塔板结构及计算 (11)2.4.1塔板参数 (11)2.4.2浮阀数目与排列 (12)2.4.3塔板流体力学验算 (13)2.4.3塔板流体力学验算 (14)2.4.4塔板负荷性能图 (16)第3章精馏装置的附属设备设计 (19)3.1原料预热器 (19)设计结果评价及自我总结 (26)附录A符号说明 (27)附录B带控制点的工艺流程图 (29)第1章设计方案的确定1.1精馏操作本次设计的物系是苯和氯苯,由于两物系的沸点不同,加热后会造成气液两相,利用两组分的相对挥发度的不同可将两组分分离。
因此本次设计采用板式精馏塔操作完成分离任务。
精馏是分离液体混合物(含可液化的气体混合物)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(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。
典型的精馏设备是连续精馏装置,包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶全凝器/冷凝器。
化工原理设计苯氯苯浮阀塔设计
化工原理设计苯氯苯浮阀塔设计化工原理设计苯氯苯浮阀塔设计化工生产过程中,分离和提纯是非常重要的步骤。
苯和氯苯是两种在工业上广泛使用的有机化合物,生产过程中需要通过分离提纯进行生产。
其中,苯氯苯浮阀塔是一种常见的分离设备。
本文将从苯和氯苯的性质、化工原理、苯氯苯浮阀塔的原理及设计等方面进行探讨。
1.苯和氯苯的性质苯分子式为C6H6,为无色透明液体,具有特殊的芳香味。
苯的沸点为80.1℃,密度为0.88g/cm³。
它是一种非极性分子,溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂,不溶于水。
苯可以用作溶剂、合成原料等,广泛应用于化学、医药、染料等行业。
氯苯是通过苯和氯气反应合成的有机化合物,包括单氯苯、邻氯苯、间氯苯和对氯苯。
这些化合物都是有毒的,不同的氯苯在性质上有所不同。
氯苯的沸点随着氯原子的位置变化而有所不同。
若氯原子与苯环相邻,则沸点较高,若氯原子与苯环对位,则沸点较低。
氯苯可以用于一些特定的化学反应过程中,也常被用作农药和杀虫剂等。
2.化工原理苯氯苯浮阀塔的原理是基于两种化合物的不同挥发性实现的。
一般来讲,苯挥发性较强,氯苯挥发性相对较弱。
在苯氯苯浮阀塔内,苯和氯苯混合气体被送入浮阀塔中,由于苯的挥发性较强,因此苯会比氯苯更快地上升并在顶部冷凝成液态,随着阀门的打开,液态苯进一步下落并在底部收集。
收集的苯再次经过加热、蒸发、冷却等过程,最终达到预期的纯度要求。
3.苯氯苯浮阀塔的设计苯氯苯浮阀塔的设计需要考虑苯和氯苯的物理性质、化学反应过程特点,还需要根据加工工艺、设备实际情况等多方面考虑确定。
苯氯苯浮阀塔具有三个区域:加热区、分离区和冷却区。
加热区通过外加热、蒸汽等方式使苯氯混合物升温达到蒸发要求;分离区设置苯、氯苯的分离板,确保苯、氯苯分离收集;冷却区则使得苯氯混合气体冷却后可回收使用。
在设计苯氯苯浮阀塔时,需要考虑多方面因素,例如:容积、气体流速、倾角、压降、物料平衡及操作安全等。
设计要合理,并不断的优化改进。
化工原理课程设计(苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计)_-_副本解析
目录前 言 (I)1.设计方案的思考................................................................................................................................ I 2.设计方案的特点.................................................................................................................................. I 3.工艺流程的确定................................................................................................................................ I 第一章 设备工艺条件的计算 (1)1.1设计方案的确定及工艺流程的说明 ............................................................................................... 1 1.2全塔的物料衡算. (1)1.2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 .................................................................................. 1 1.2.2 平均摩尔质量 ...................................................................................................................... 1 1.2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 .......................................................................................... 1 1.3塔板数的确定.. (2)1.3.1理论塔板数T N 的求取 ........................................................................................................ 2 1.3.2 确定操作的回流比R ........................................................................................................... 3 1.3.3求理论塔板数 ....................................................................................................................... 5 1.3.4 全塔效率T E ....................................................................................................................... 6 1.3.5 实际塔板数p N (近似取两段效率相同) ....................................................................... 7 1.4操作工艺条件及相关物性数据的计算 . (7)1.4.1平均压强m p ........................................................................................................................ 7 1.4.2 平均温度m t ........................................................................................................................ 8 1.4.3平均分子量m M ................................................................................................................... 8 1.4.4平均密度m ........................................................................................................................ 8 1.4.5 液体的平均表面张力m σ .................................................................................................101.4.6 液体的平均粘度mL μ, (11)1.4.7 气液相体积流量 ................................................................................................................ 12 1.5 主要设备工艺尺寸设计 . (13)1.5.1 塔径 ................................................................................................................................... 13 1.6 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 . (15)1.6.1 溢流装置............................................................................................................................ 15 1.6.2 塔板布置. (19)第二章 塔板流的体力学计算 (22)2.1 塔板压降 (22)2.2 液泛计算 (24)2.3雾沫夹带的计算 (26)2.4塔板负荷性能图 (28)2.4.1 雾沫夹带上限线 (28)2.4.2 液泛线 (28)2.4.3 液相负荷上限线 (29)2.4.4 气体负荷下限线(漏液线) (30)2.4.5 液相负荷下限线 (30)第三章板式塔的结构与附属设备 (31)3.1 塔顶空间 (31)3.2 塔底空间 (31)3.3 人孔数目 (31)3.4 塔高 (31)第四章符号说明 (33)参考文献 (36)致谢 (37)前言1.设计方案的思考通体由不锈钢制造,塔节规格Φ25~100mm、高度0.5~1.5m,每段塔节可设置1~2个进料口/测温口,亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。
苯-氯苯浮阀塔课程设计
苯-氯苯浮阀塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够掌握苯和氯苯的基本性质,理解其结构与性质的内在联系;2. 学生能够描述浮阀塔的工作原理及其在化工生产中的应用;3. 学生能够了解有机化合物在浮阀塔中的分离过程,掌握相关化学工程术语。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析苯-氯苯混合物在浮阀塔中的分离效果,提出优化方案;2. 学生能够运用实验技能,进行浮阀塔实验操作,观察并记录实验现象;3. 学生能够运用图表、数据等工具,展示实验结果,并进行简单的数据分析。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习本课程,培养对化学工程的兴趣和热情,增强对化学科学的好奇心;2. 学生能够认识到化学知识在实际生产中的应用价值,提高将化学知识服务于社会发展的意识;3. 学生在学习过程中,培养团队合作精神,增强实验操作的规范性和责任心。
课程性质:本课程为化学工程与工艺专业的一门专业核心课程,旨在帮助学生建立有机化合物分离与纯化的基本理论,提高实验操作技能。
学生特点:学生为高中二年级学生,具备一定的化学基础知识,对实验操作感兴趣,但缺乏化学工程方面的实践经验和系统知识。
教学要求:结合学生特点,注重理论联系实际,强化实验操作训练,培养学生的实际操作能力和工程思维。
通过课程学习,使学生达到上述课程目标,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论教学:- 有机化学基础:苯、氯苯的结构与性质,芳香性特征;- 化学工程基础:浮阀塔的工作原理,塔板效率,气液相传质过程;- 分离工程:有机化合物在浮阀塔中的分离原理,影响分离效果的因素。
2. 实践教学:- 实验操作:苯-氯苯混合物的浮阀塔分离实验,实验操作步骤及注意事项;- 实验数据分析:实验结果的处理,分离效果的评估,优化方案的设计。
3. 教学进度安排:- 第一周:苯、氯苯的基本性质及芳香性特征;- 第二周:浮阀塔的工作原理及分离工程基础;- 第三周:实验操作技能培训及实验操作;- 第四周:实验数据分析及优化方案设计。
苯-氯苯精馏塔课程设计
苯-氯苯精馏塔课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握苯和氯苯的物理化学性质,以及精馏塔的工作原理;2. 学生能够运用所学知识,分析苯-氯苯精馏过程中的物质变化和热量变化;3. 学生能够掌握精馏塔的工艺流程,并理解其操作参数对分离效果的影响。
技能目标:1. 学生能够运用化学实验技能,进行苯-氯苯精馏塔的搭建和操作;2. 学生能够通过实际操作,学会控制精馏塔的关键参数,优化分离效果;3. 学生能够通过数据分析,评价精馏塔的性能,并提出改进措施。
情感态度价值观目标:1. 学生能够培养对化学实验的兴趣和热情,增强探索精神和实践能力;2. 学生能够认识到化学工艺在国民经济发展中的重要作用,增强环保意识和责任感;3. 学生能够通过团队协作,培养沟通能力和合作精神,提升个人综合素质。
课程性质:本课程为化学实验课,结合理论知识,强调实践操作和工艺分析。
学生特点:初三学生,具有一定的化学基础知识,好奇心强,动手能力逐步提高。
教学要求:结合学生特点,注重理论联系实际,提高学生的实验操作技能和工艺分析能力,培养学生的创新意识和团队合作精神。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生产过程中,为我国化工行业培养后备人才。
二、教学内容1. 理论知识:- 精馏塔的基本原理和结构;- 苯和氯苯的物理化学性质,沸点差异;- 精馏过程中各组分的相态变化和热量传递;- 影响精馏效果的操作参数。
2. 实践操作:- 苯-氯苯精馏塔的搭建;- 精馏塔操作流程和关键参数控制;- 实验数据采集与处理;- 精馏效果评价及优化措施。
3. 教学大纲:- 第一课时:精馏塔基本原理和结构学习,苯和氯苯性质了解;- 第二课时:精馏过程热量传递和相态变化学习,操作参数分析;- 第三课时:实践操作,精馏塔搭建与操作;- 第四课时:数据采集与处理,精馏效果评价及优化。
4. 教材关联:- 《化学》教材第三章第三节:物质分离提纯技术;- 《化学实验》教材第四章:精馏实验。
苯-氯苯分离精馏塔设计
目录一、前言(1) 塔设备概叙 (1)(2)板式精馏塔的类型及特性 (1)二、设计方案的确定 (1)三精馏塔的工艺计算和论叙 (2)(1) 精馏塔的物料衡算.......................................................................................2(2)塔板数的计算 (3)(3)计算操作温度 (5)(4)塔的工艺尺寸的计算 (8)(5)板式塔的塔板工艺尺寸计算 (9)四、筛板的流体力学的验算 (12)五、塔板负荷性能图 (14)(1)漏液线 (14)(2)液沫夹带线 (15)(3)液相负荷下限线 (16)(4)液相负荷上限线 (16)(5)液泛线 (17)(6)负荷性能图 (18)六、板式塔的结构与附属设备 (18)(1)塔顶的结构 (18)(2)附属设备及其热量衡算 (19)七、塔体设计总表 (21)八、方案优化及设计源程序 (21)(1)方案优化 (21)(2)源程序 (22)(3) 运行结果 (31)九、课程设计总结及心得体会 (32)一、前言(一)塔设备设计概述: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各方面都有重大影响。
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。
最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。
作为主要用于传质过程的塔设备,首先必须使气(汽)液两相能充分接触,以获得高的传质效率。
此外,为满足工业生产的需要,塔设备还必须满足以下要求:1、生产能力大;2、操作稳定,弹性大;3、流体流动阻力小;4、结构简单、材料耗用量少,制造和安装容易;5、耐腐蚀和不易阻塞,操作方便,调节和检修容易。
苯氯苯分离过程精馏塔设计
苯-氯苯连续精馏塔的设计书一. 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,m2 Af---- 降液管的截面积, m2 Ao---- 筛孔区面积, m2A T ----塔的截面积 m2△PP----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ev----液沫夹带量 kg液/kg气Wd----弓形降液管的宽度ET----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/kmoltm----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hc----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hL----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how----堰上液层高度 m min----最小的hW----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 mHB----塔底空间高度 mHd----降液管内清液层高度 mHD----塔顶空间高度 mHF----进料板处塔板间距 mHP----人孔处塔板间距 mH----塔板间距 mT----封头高度 mH1----裙座高度 mH2K----稳定系数----堰长 mlWLh----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/s----漏夜点气速 m/su0,minu’ ----液体通过降液管底隙的速度 m/s o----气体体积流量 m3/hVhV----气体体积流量 m3/ss----边缘无效区宽度 mWc----弓形降液管宽度 mWdW----破沫区宽度 msZ ---- 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。
苯—氯苯精馏塔课程设计
化工原理课程设计说明书专业:08化学工程与工艺班级:一班学生姓名:周*学生学号:*************指导教师:许**设计时间:2010年 11月 27日成绩:________________课程设计题目——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计一、设计题目苯-氯苯精馏分离板式塔设计 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60%(质量)。
(2)产品纯度为98%(质量)的氯苯。
(3)塔顶馏出液中氯苯含量不得高于2%(质量)。
(4)生产能力:5000吨/年原液产品,年开工300天。
(二)操作条件(1)精馏塔顶压强: 4.0kpa (表压) (2)进料热状态 饱和液体进料 (3)回流比:min1.2R R(4)单板压降压:≤0.7kpa(5)塔顶采用全凝器泡点回流 。
塔釜采用间接饱和水蒸气加热 (6)冷凝器冷却剂:水,冷却剂温度:125t C=︒ ;240t C=︒再沸器加热剂:饱和水蒸气,加热剂温度:P=2at(表压) 热损失:Q1=5%QB (7)全塔效率为0.6 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明-------------------------------------------10 第一节 概述---------------------------------------------------------------------------10 1.1设计方案简介 ---------------------------------------------------------------------10 1.2设计方案的确定和说明 ----------------------------------------------------- ----10 1.2.1装置流程的确定 ------------------------------------------------------------ ---10 1.2.2操作压力的选择 ----------------------------------------------------------------10 1.2.3进料热状况的选择 -------------------------------------------------------------11 1.2.4加热方式的选择 ----------------------------------------------------------------11 1.2.5回流比的选择 ------------------------------------------------------------ -----11 第二节 精馏塔的物料衡算 --------------------------------------------------------11 1. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数------------------------------------ ---11 2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量------------------------------ ---11 3. 物料衡算 --------------------------------------------------------------- ------- ---11 第三节 塔板数的确定 ------------------------------------------------------------ ---121. q 值-------------------------------------------------------------------------------------122. 总理论板数的确定------------------------------------------------------------------12 2.1最小回流比的求取---------------------------- -------------------------------------12 2.1.1.利用泡点方程和露点方程求取y x ~----------------------------------------12 2.1.2确定操作的回流比R-------------------------------------------------------------13 2.1.3精馏塔的气液相负荷-------------------------------------------------------------13 2.1.4求操作线方程:-------------------------------------------------------------------13 2.1.5求理论板数:逐板法(塔顶全凝器)----------------------------------------14 2.1.6板效率-------------------------------------------------------------------------------14 2.1.7实际板数的求取-------------------------------------------------------------------14 第二章 精馏塔工艺计算---------------------------------------------------------------14 第一节 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算------------------------------14 1操作压力计算--------------------------------------------------------------------------15 2 操作温度计算--------------------------------------------------------------------------15 3平均摩尔质量计算---------------------------------------------------------------------15 4平均密度计算---------------------------------------------------------------------------16 4.1气相平均密度计算-------------------------------------------------------------------16 4.2液相平均密度计算-------------------------------------------------------------------16 5、液体表面张力计算-------------------------------------------------------------------18 6、液体平均黏度计算-------------------------------------------------------------------18第三章 精馏塔设计计算----------------------------------------------------------------19 第一节 精馏塔的塔体的工艺尺寸计算---------------------------------------------19 3.1.塔径的计算--------------------------------------------------------------------------19 3.2.提馏塔有效高度的计算-------------------------------------------------------------21 第二节 塔板主要工艺尺寸计算-------------------------------------------------------21 1、塔板主要工艺尺寸的计算----------------------------------------------------------21 1.1溢流装置计算-------------------------------------------------------------------------21 1.1.1堰长wl --------------------------------------------------------------------------------211.1.2溢流堰高度wh ----------------------------------------------------------------------211.1.3弓形降液管宽度d W 和截面和fA ----------------------------------------------221.1.4降液管底隙高度0h ----------------------------------------------------------------221.1.5 塔板布置----------------------------------------------------------------------------22 1.1.6筛孔计算及排列--------------------------------------------------------------------23 第三节 筛板的流体力学验算----------------------------------------------------------23 1、塔板压降-------------------------------------------------------------------------------23 1.1干板阻力ch 的计算------------------------------------------------------------------231.2气体通过液层的阻力的计算-------------------------------------------------------23 1.3液体表面张力的阻力h的计算------------------- -------------------------------232、液面落差-------------------------------------------------------------------------------243、液沫夹带-------------------------------------------------------------------------------244、漏液--------------------------------------------------------------------------------------245、液泛--------------------------------------------------------------------------------------246、塔板负荷--------------------------------------------------------------------------------25 6.1漏液线-----------------------------------------------------------------------------------256.2液沫夹带线-----------------------------------------------------------------------------25 6.3液相负荷下限线-----------------------------------------------------------------------26 6.4液相负荷上限线-----------------------------------------------------------------------27 6.5液泛线-----------------------------------------------------------------------------------27第四章 附属设备及主要附件的选型和计算----------------------------------------29 第一节 辅助设备设计------------------------------------------------------------------29 1.再沸器的热量衡算----------------------------------------------------------------------29 2.全凝器热量衡算-------------------------------------------------------------------------303.塔内其他它构件-------------------------------------------------------------------------31第五章设计结果列表---------------------------------------------------------------------31第六章设计结果与讨论和说明--------------------------------------------------------33 第一节设计结果自我评价------------------------------------------------------------33 第二节此次设计的心得有以下几点-----------------------------------------------33第七章结束语----------------------------------------------------------------------------33 第八章参考文献----------------------------------------------------------------------33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 -难挥发组分主要流程:冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器←~ 塔底产品冷却器→氯苯的储罐→氯苯流程示意图:图5-1 板式塔总体结构简图化工原理课程设计----------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。
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课程设计说明书课程设计名称化工原理课程设计课程设计题目苯-氯苯混合液浮阀式精馏塔设计姓名学号专业班级指导教师提交日期化工原理课程设计任务书(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设计任务(1)原料液中含氯苯35% (质量)。
(2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%(质量)。
(3)年产纯度为99.8%的氯苯吨41000吨操作条件(1)塔顶压强4KPa(表压),单板压降小于0.7KPa。
(2)进料热状态自选。
(3)回流比R=(1.1-3)R min。
(4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压)设备型式F1型浮阀塔设备工作日:每年330天,每天24小时连续运行。
(三)设计内容1).设计说明书的内容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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
9) 辅助设备的设计与选型2.设计图纸要求:1) 绘制工艺流程图2) 绘制精馏塔装置图(四)参考资料1.物性数据的计算与图表2.化工工艺设计手册3.化工过程及设备设计4.化学工程手册5.化工原理苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据其他物性数据可查有关手册。
目录前 言 ........................................................................................................................................................ 6 1.设计方案的思考 ............................................................................................................................ 6 2.设计方案的特点 .............................................................................................................................. 6 3.工艺流程的确定 ............................................................................................................................ 6 一.设备工艺条件的计算 ...................................................................................................................... 8 1.设计方案的确定及工艺流程的说明 ............................................................................................ 8 2.全塔的物料衡算 . (8)2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ...................................................................................... 8 2.2 平均摩尔质量 .......................................................................................................................... 8 2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 .............................................................................................. 8 3.塔板数的确定 ................................................................................................................................ 93.1理论塔板数T N 的求取 (9)3.2 确定操作的回流比R ............................................................................................................. 10 3.3求理论塔板数 ......................................................................................................................... 11 3.4 全塔效率T E (12)3.5 实际塔板数pN (近似取两段效率相同) (13)4.操作工艺条件及相关物性数据的计算 (13)4.1平均压强m p (13)4.2 平均温度m t .......................................................................................................................... 14 4.3平均分子量m M .. (14)4.4平均密度m ρ (15)4.5 液体的平均表面张力m σ (16)4.6 液体的平均粘度mL μ, (17)4.7 气液相体积流量 (18)6 主要设备工艺尺寸设计 ................................................................................................................ 19 6.1 塔径 ........................................................................................................................................ 19 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ................................................................................................ 20 7.1 溢流装置 ................................................................................................................................ 20 7.2 塔板布置 .. (23)二 塔板流的体力学计算 ...................................................................................................................... 25 1 塔板压降 . (25)2液泛计算 (27)3雾沫夹带的计算 (28)4塔板负荷性能图 (30)4.1 雾沫夹带上限线 (30)4.2 液泛线 (31)4.3 液相负荷上限线 (32)4.4 气体负荷下限线(漏液线) (33)4.5 液相负荷下限线 (33)三板式塔的结构与附属设备 (35)1塔顶空间 (35)2塔底空间 (36)3人孔数目 (36)4塔高 (36)浮阀塔总体设备结构简图: (37)5接管 (38)5.1 进料管 (38)5.2 回流管 (38)5.3 塔顶蒸汽接管 (39)5.4 釜液排出管 (39)5.5 塔釜进气管 (40)6法兰 (40)7筒体与封头 (41)7.1 筒体 (41)7.2 封头 (41)7.3 裙座 (41)8附属设备设计 (41)8.1 泵的计算及选型 (41)8.2 冷凝器 (42)8.3 再沸器 (43)四计算结果总汇 (44)五结束语 (45)六符号说明: (45)前言1.设计方案的思考通体由不锈钢制造,塔节规格Φ25~100mm、高度0.5~1.5m,每段塔节可设置1~2个进料口/测温口,亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。
整个精馏塔包括:塔釜、塔节、进料罐、进料预热器、塔釜液储罐、塔顶冷凝器、回流比控制器、产品储罐等。
塔压降由变送器测量,塔釜上升蒸汽量可通过采用釜液温度或灵敏板进行控制,塔压可采用稳压阀控制,并可装载自动安全阀。
为使塔身保持绝热操作,采用现代化仪表控制温度条件,并可在室温~300℃范围内任意设定。
同时,为了满足用户的科研需要,每一段塔节内的温度、塔釜液相温度、塔顶气相温度、进料温度、回流温度、塔顶压力、塔釜压力、塔釜液位、进料量等参数均可以数字显示。
2.设计方案的特点浮阀塔由于气液接触状态良好,雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故),塔板效率较高,生产能力较大。
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,便于设计和对比,而且更可靠。
浮阀塔更适合,塔径不是很大,易气泡物系,腐蚀性物系,而且适合真空操作。
3.工艺流程的确定原料液由泵从原料储罐中引出,在预热器中预热后送入连续板式精馏塔F1型浮阀塔),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至后送至产品槽;塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流,塔釜残液送至废热锅炉。
以下是浮阀精馏塔工艺简图一.设备工艺条件的计算1.设计方案的确定及工艺流程的说明本设计任务为分离苯-氯苯混合物。
对于二元混合物的分离,应采用连续精馏过程。
设计中采用泡点进料(q=1),将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
该物系属易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍。
塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。