苯与氯的苯分离过程板式精馏塔设计.doc

青 岛 科 技 大 学 职业技术学院 毕 业 综 合 训 练 报 告（论 文） 题 目 苯与氯苯分离过程板式精馏塔设计 指导教师__________________________ 辅导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号__________________________ _____________________________院（部）___________________________专业_______________班 _____年 ___月 ___日 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 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60000吨，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%）。 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，2Rmin； 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa（表压）； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6.年工作日300天，每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明； 2.塔的工艺计算； 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算； 4.塔内流体力学性能的设计计算； 5.塔板负荷性能图的绘制； 6.塔的工艺计算结果汇总一览表； 7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压（mmHg） 温度，（℃） 80 90 100 110 120 130 131.8 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 2.组分的液相密度（kg/m3） 温度，（℃） 80 90 100 110 120 130 苯 817 805 793 782 770 757 氯苯 1039 1028 1018 1008 997 985 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 推荐： 氯苯 推荐： 式中的t为温度，℃。 3.组分的表面张力（mN/m） 温度，（℃） 80 85 110 115 120 131 苯 21.2 20.6 17.3 16.8 16.3 15.3 氯苯 26.1 25.7 22.7 22.2 21.6 20.4 双组分混合液体的表面张力可按下式计算： （为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表示： （氯苯的临界温度：） 5.其他物性数据可查化工原理附录。 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 摘要 本设计为设计一个精馏塔来进行苯-氯苯混合物的分离，采用连续操作方式的筛板精馏塔。在常压下，采用泡点进料，连续精馏方式，将原料通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内原料液连续加入精馏塔中，以回流比由精馏塔的塔顶采出含量合格的，由塔底采出50%以上。氯苯系列产品的快速发展，对我国医药、农药、染料、橡胶助剂、合成新材料等行业的发展也起着举足轻重的作用。目前国外对、邻硝基氯苯的发展呈现衰减趋势，主要依靠进口国内的对、邻硝基氯苯生产下游精细化学品，如染/颜料、医药、农药等。 关键词： 泡点进料； 精馏塔； 筛板； 设计计算 目 录 前言 1 1 苯与氯苯 3 2 产品与设计方案简介 5 2.1产品性质、质量指标 5 2.2设计方案简介 5 2.3工艺流程及说明 6 3工艺计算及主体设备设计 7 3.1全塔的物料衡算…………………………………………….. 7 3.1.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 7 3.1.2平均摩尔质量 7 3.1.3料液及塔顶底产品的摩尔流率 7 3.2塔板数的确定 8 3.2.1理论塔板数的求取 8 3.2.2实际塔板数 10 3.3塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 10 3.3.1平均压强 10 3.3.2平均温度 10 3.3.3平均分子量 11 3.3.4平均密度 11 3.3.5液体的平均表面张力 12 3.3.6液体的平均粘度 12 3.4精馏段的汽液负荷计算 12 3.5塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 13 3.5.1塔径 13 3.5.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算 14 3.6塔板上的流体力学验算 16 3.6.1气体通过筛板压降和的验算 16 3.6.2雾沫夹带量的验算 18 3.6.3漏液的验算 18 3.6.4液泛的验算 18 3.7塔板负荷性能图 19 3.7.1雾沫夹带线（1） 19 3.7.2液泛线（2） 19 3.7