化工原理课程设计苯与氯苯的分离

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

化工原理课程设计说明书

设计题目:苯—氯苯精馏过程板式塔设计

设计者:班级化工095 闫宏阳

日期: 2011年12月13号

指导教师:胜凯

设计成绩:日期:

目录

◆设计任务书 (3)

◆设计计算书 (4)

➢设计方案的确定 (4)

➢精馏塔物料衡算 (4)

➢塔板数的确定 (5)

➢精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)

➢塔体工艺尺寸计算 (13)

➢塔板主要工艺尺寸 (15)

➢塔板流体力学验算 (17)

➢浮阀塔的结构 (20)

➢精馏塔接管尺寸 (23)

➢产品冷却器选型 (25)

➢对设计过程的评述和有关问题的讨论 (25)

附图:生产工艺流程图

精馏塔设计流程图

设计任务书

(一)题目

试设计一座苯—氯苯连续精馏塔,要求年产纯度99.8%的氯苯21000吨,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)。

(二)操作条件

(1)塔顶压力 4kPa(表压);

(2)进料热状况泡点;

(3)回流比 R=1.4R min;

(4)塔底加热蒸汽压力 0.5Mpa(表压);

(5)单板压降≤0.7 kPa;

(三)塔板类型

浮阀塔板(F1型)

(四)工作日

每年按300天工作计,每天连续24小时运行

(五)厂址

厂址为地区

设计计算书

一、设计方案的确定

本任务是分离苯—氯苯混合物。对于二元混合物的分离,应采用连续精馏流程,本设计采用板式塔连续精馏。设计中采用泡点进料,将原料液通过预热器加热至泡点后送进精馏塔。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔,其余部分冷却后送至储物罐。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1.4倍,且在常压下操作。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储物罐。

二、精馏塔物料衡算(以轻组分计算)

1.原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率

苯的摩尔质量 kmol /kg 11.78=A M 氯苯的摩尔质量 km ol /kg 56.112=B M

003

.056

.112/998.011.78/002.011

.78/002.0986.056

.112/02.011.78/98.011

.78/98.0638

.056

.112/45.011.78/55.011

.78/55.0=+==+==+=

W D F x x x

2.原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量

kmol

/kg 46.11256.112)003.01(11.78003.0kmol /kg 59.7856.112)986.01(11.78986.0kmol

/kg 58.9056.112)638.01(11.78638.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯==⨯-+⨯=W D F M M M

3.物料衡算

原料处理量 h /25.93kmol 46

.112243001000

00012=⨯⨯⨯=

W

总物料衡算 25.93+=D F

苯物料衡算 25.93003.0986.0638.0⨯+=D F

联立解得

h

/73.24kmol h

/47.31kmol ==F D

三、塔板数的确定

1.理论板数N T 的求取

(1)由手册查得苯—氯苯物系的气液平衡数据,绘出x —y 图,见图1。

图1 图解法求最小回流比

(2)由于泡点进料q=1,在图上作直线x=0.986交对角线于a 点,作直线x=0.638

交平衡线于q 点,连接a 、q 两点,过q 点作横轴的平行线交纵轴于一点,读得

图1 x —y 图

y q =0.896,则最小回流比如下:

35.0638

.0896.0896

.0986.0min =--=

R

取操作回流比为

49.035.04.14.1min =⨯==R R (3)求精馏塔的气、液相负荷

h

/70.49kmol h /96.42kmol 73.2423.18h

/70.49kmol 47.31)149.0()1(h

/23.18kmol 47.3149.0=='=+=+='=⨯+=+==⨯==V V F L L D R V RD L

(4)求操作线方程

精馏段操作线方程 626.0283.0986.070.49

47.3170.4918.23+=⨯+=+=

x x x V D x V L y D 提馏段操作线方程 001.0693.1003.070.49

25.9370.4942.96-'=⨯-'='-'''=

'x x x V W x V L y W (5)图解法求理论板层数

如附图1,将x=0.638带入精馏段操作线方程,得出y=0.871,在图中找出该点记为d ,连接ad 两点即得精馏段操作线;在对角线上找到c 点(0.003,0.003),连接cd 两点即得提馏段操作线。自a 点开始在操作线和平衡线之间作阶梯线。求解结果为:

总理论板层数 )(11包括再沸器=T N 进料板位置 4=F N 2.实际板层数的求解(试差法) 假设总板效率E T =0.49

精馏段实际板层数 4544.949.0/22≈==精N

提馏段实际板层数 71-8.1149.0/4≈=-=提N (不包括再沸器) 实际板层数为26/0.49-1=52(不包括再沸器) 试差法计算如下: N p =52

塔顶压力:105.3KPa 43.101=+=D P 塔底压力:139.984Pa 52667.03.105w =⨯+=P 已知塔底组成为

相关文档
最新文档