徐州工程学院
化工原理课程设计说明书
设计题目：苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 设计者： 班级： 11化艺转本1班 姓名： 朱马宁 学号： 20111366134 设计日期：2014.06.03 指导老师：（签名） 设计成绩： 日期：
化工原理课程设计任务书
学 院（系）： 专 业： 学 生 姓 名： 设 计 题 目： 起迄日期: 指导教师： 教研室主任
:
朱马宁
化工学院
化工学工程与工艺
学 号： 20111366134
苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 2014年5月01日 ~ 06月 06日
发任务书日期:2014年6月 03日
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一、设计题目 试设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯15万吨，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯38%（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：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：≤0.7kPa。 三、塔板类型 筛板或浮阀塔（F1型）。 四、工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五、厂址 厂址为徐州地区 六、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、对设计过程的评述和有关问题的讨论。 七、设计基础数据 苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据 温度，℃ 苯 氯苯 80 760 148 90 1025 205 100 1350 293 110 1760 400 120 2250 543 130 2840 719 131.8 2900 760 其他物性参数可查有关手册。
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前言
1. 塔板与设计方案简介............................................................................................................... 4 2. 精馏塔的物料衡算................................................................................................................... 4
2.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率 ............................................................................. 4 2.2原料液及塔顶、塔釜的平均摩尔质量 ............................................................................. 5 2.3物料衡算、热量衡算 ......................................................................................................... 5 3. 塔板数的确定........................................................................................................................... 5
3.1理论板数NT的求取 ......................................................................................................... 6 3.2实际板数的求取 ................................................................................................................. 7 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ................................................................................ 8
4.1操作压力的计算 ................................................................................................................. 8 4.2操作温度的计算 ................................................................................................................. 8 4.3平均摩尔质量的计算 ......................................................................................................... 9 4.4平均密度的计算 ................................................................................................................. 9 4.5液相平均表面张力的计算 ............................................................................................... 10 4.6液体平均粘度的计算 ....................................................................................................... 10 5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算...................................................................................................... 11
5.1塔径的计算....................................................................................................................... 11 5.2塔高的计算....................................................................................................................... 11 6.塔板主要工艺尺寸的计算.......................................................................................................... 12
6.1溢流装置的计算 ............................................................................................................... 12 6.2塔板布置的计算 ............................................................................................................... 13 7.塔板的流体力学验算.................................................................................................................. 13 7.1气体通过筛板压降7.2雾沫夹带量
hp和
Δpp的验算 ............................................................................ 15
ev的验算 ...................................................................................................... 15
7.3漏液的验算....................................................................................................................... 15 7.4液泛的验算....................................................................................................................... 15 8.探班负荷性能图 ......................................................................................................................... 16
8.1漏液线（气相负荷下限线） 16 8.2液沫夹带线 16 8.3相负荷下限线 17 8.4相负荷上限线 17 8.5泛线 18 9.精馏塔接管尺寸计算.................................................................................................................. 19
9.1塔顶蒸汽出口管径 ........................................................................................................... 19 9.2塔顶回流液管 ................................................................................................................... 19 9.3加料管径........................................................................................................................... 19 9.4料液排出管径 ................................................................................................................... 19 9.5饱和蒸汽管径 ................................................................................................................... 19 10.设计一览表 ............................................................................................................................... 19 11.结论 ............................................................................................................................................ 21 13.参考文献 ................................................................................................................................... 22
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苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计计算书
前言
本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔内，以一定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯，由塔底采出氯苯。
在化工或炼油厂中，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个方面都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例。因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。
1.塔板与设计方案简介 1、塔板性质
此设计的塔型为筛板塔。筛板塔是很早出现的一种板式塔。五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力大20－40%，塔板效率高10－15%，压力降低30－50%，而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，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。近年来对筛板塔盘的研究还在发展，出现了大孔径筛板（孔径可达20－25mm），导向筛板等多种形式。
作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相充分接触，以获得较高的传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑下列各项传质效率。此外，为了满足工业生产的需要，塔设备还得考虑生产能力大、操作弹性大、流体流动的阻力小、结构简单、耐腐蚀、方便操作等要求。
事实上，对于现有的任何一种塔型，都不可能完全满足上述所有要求，仅是在某些方面具有独到之处。
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，比浮阀塔还高。 （3）塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏。
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