苯-氯苯板式精馏塔的工艺的设计说明

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．设计条件

年产纯度为99.5%的氯苯4万吨，原料液为苯和氯苯的的混合液，其中氯苯含量中为38%（质量百分数），其余为苯，采用泡点进料，要求塔顶氯苯含量不高于2%，精馏塔顶压强为4kPa（表压），单板压降不大于0.7kPa，采用300天/年工作日连续生产。

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，自选；

4．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．计容

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.设计计算结果总表。

六．计基础数据

苯-氯苯纯组分的饱和蒸气压数据

其他物性数据可查有关手册。

符号说明：

a ——填料的有效比表面积，㎡/m3

——填料的总比表面积，㎡/m3

a

t

a

——填料的润湿比表面积，㎡/m3

w

A

——塔板开孔区面积，m2

a

——降液管截面积，m2

A

f

A

——筛孔总面积，m2

——塔截面积，m2

A

t

c

——流量系数，无因次

C——计算umax时的负荷系数，m/s

d ——填料直径，m

d

——筛孔直径，m

D ——塔径，m

——液体扩散系数，m2/s

D

L

D

——气体扩散系数，m2/s

V

e

——液沫夹带量，kg(液)/kg(气)

v

E——液流收缩系数，无因次

E

——总板效率，无因次

T

F——气相动能因子，kg1/2/(s.m1/2)

——筛孔气相动能因子，

F

g——重力加速度，9.81m/s2

h——填料层分段高度，m

HETP关联式常数

h

——进口堰与降液管间的水平距离，m

1

——与干板压降相当的液柱高度，m液柱

h

c

——与液体流过降液管的压降相当的液柱高度，m h

d

——塔板上鼓泡层高度，m

h

f

——与板上液层阻力相当的液柱高度，m液柱

h

l

——板上清液层高度，m

h

L

——允许的最大填料层高度，m

h

max

h

——降液管的低隙高度，m

——堰上液层高度，m

h

OW

h

——出口堰高度，m

W

——进口堰高度，m

h’

W

h

——与克服表面力的压降相当的液柱高度，m液柱δ

H——板式塔高度，m

溶解系数，kmol/(m3·kPa)

——塔底空间高度，m

H

B

——降液管清液层高度，m

H

d

——塔顶空间高度，m

H

D

——进料板处塔板间距，m

H

F

——气相总传质单元高度，m

H

OG

——人孔处塔板间距，m

H

P

H

——塔板间距，m

T

——封头高度，

H

1

H

——裙座高度，

2

HETP——等板高度，m

——气膜吸收系数，kmol/（m2•h•kPa）

k

G

k

——液膜吸收系数，m/h

L

K——稳定系数，无因次

——气膜吸收系数kmol/（m2•h•kPa）

K

G

l

——堰长，m

W

——液体体积流量，m3/h

L

h

L

——液体体积流量，m3/h

s

L

——润湿速率，m3/（m•h）

w