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吉林化工学院 外 文 翻 译 精馏塔的设计 性 质: □毕业设计 □毕业论文 教 学 院： 机电工程学院 系 别： 过程装备系 学生学号： 学生姓名： 赵天奇 专业班级： 过控1203 指导教师： 高艳 职 称： 副教授 起止日期： 2016.2.29～2016.6.17 吉 林 化 工 学 院 Jilin Institute of Chemical Technology精馏塔的设计 摘要：本文综述了精馏塔设备的类型及特点，工原理及在化工行业的生产运用优点和不足等内容，对目前国内外精馏塔的现状及发展趋势做了介绍。 关键词：模拟蒸馏；化学处理；蒸馏控制；稳态建模； 气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔、筛板塔，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看， 主要的塔板类型为筛板塔、浮阀塔及泡罩塔，而前者使用尤为广泛。 在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。它的应用面广、量大。据统计，塔设备无论其投资费还是所有消耗的钢材重量，在整个过程装备中所占的比例都相当高。 精馏是分离液体混合物最常用一种作，在化工、炼油等工业中应用很广。它通过汽、液两相的直接接触，利用组分挥发度的不同，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发的由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传质过程。 本设计是笨-氯苯连续分离精馏塔，而氯苯是一种重要的基本有机合成原料，用 作染料、医药、农药、有机合成中间体。用于制造苯酚、硝基氯苯、二硝基氯苯、苯 胺、硝基酚及杀虫剂滴滴涕等，也用作乙基纤维素和许多树脂的溶剂。氯苯的下游产 品中，硝基氯化苯是氯苯的主要消费用户，对硝基氯化苯是重要的染料、农药、医药 的中间体。以对硝基氯化苯为原料可以生产对硝基苯酚、对硝基苯胺、对氨基苯酚、 对苯二胺、对氨基苯甲醚和对氨基苯乙醚等一系列有机化工产品。但由于用苯氯化法制氯苯后，苯和氯苯互溶，因此需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的氯苯。 首先，苯和氯苯的原料在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进 入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这 时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到 塔底产品冷却器中。一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏 塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与氯苯的分离。 填料塔属于微分接触型的气液传质设备。塔内以填料作为气液接触和传质的基本构件。液体在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自下而上与液体作逆流流 动，并进行气液两相间的传质和传热。两相的组分浓度或温度沿塔高呈连续变化。 板式塔是一种逐级接触的气液传质设备。塔内以塔板作为基本构件，气体自塔底 向上以鼓泡活喷射的形式穿过塔板上的液层，使气-液相密切接触而进行传质与传热，两相的组分浓度呈阶梯式变化。 综合考虑板式塔由于比填料塔性能稳定、效率高、安装检修方便及造价低等优点，本设计选用板式塔。 塔板是板式塔的主要构件，分为错流式塔板和逆流式塔板两类，工业应用以错流式塔板为主，常用的错流式塔板主要有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔等。 筛板塔在相对气液相负荷、效率、可靠性以及价格方面都较其他两种塔优， 因此本设计选用筛板塔，其特点如下： 结构简单、制造维修方便； 生产能力大，比浮阀塔还高； 塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏； 塔板效率较高，但比浮阀塔稍低； 合理设计的筛板塔可是具有较高的操作弹性，仅稍低与泡罩塔； 小孔径筛板易堵塞，故不宜处理脏的、粘性大的和带有固体粒子的料液。 本设计的题目是苯-氯苯分离精馏塔设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的氯苯，采用连续操作方式，具体工艺参数如下： 处理量：12000吨/年 料液组成（含氯苯）：34％ 产品组成（氯苯纯度）：99％ 塔顶产品组成（含氯苯）：≤1.5％ 操作压力：塔顶压强4KPa(表压) 进料热状况和回流比自选 塔底加热蒸气压力：0.5MPa（表压) 单板压降：≤0.7KPa 地震裂度：7度 土质情况：第二类场地土 当地气压