苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计..doc

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．设计内容 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.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 温度，（℃） 80 90 100 110 120 130 131.8 ×0.133-1kPa 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 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，㎡/m3at——填料的总比表面积，㎡/m3 aw——填料的润湿比表面积，㎡/m3 Aa——塔板开孔区面积，m2 Af——降液管截面积，m2 A0——筛孔总面积，m2 At——塔截面积，m2 c0——流量系数，无因次 C——计算umax时的负荷系数，m/sd ——填料直径，md0——筛孔直径，mD ——塔径，mDL——液体扩散系数，m2/sDV——气体扩散系数，m2/s ev——液沫夹带量，kg(液)/kg(气)E——液流收缩系数，无因次 ET——总板效率，无因次 F——气相动能因子，kg1/2/(s.m1/2) F0——筛孔气相动能因子， g——重力加速度，9.81m/s2h——填料层分段高度，m HETP关联式常数 h1——进口堰与降液管间的水平距离，m hc——与干板压降相当的液柱高度，m液柱 hd——与液体流过降液管的压降相当的液柱高度，m hf——塔板上鼓泡层高度，m hl——与板上液层阻力相当的液柱高度，m液柱 hL——板上清液层高度，m hmax——允许的最大填料层高度，m h0——降液管的低隙高度，m hOW——堰上液层高度，m hW——出口堰高度，m h’W——进口堰高度，m hδ——与克服表面张力的压降相当的液柱高度，m液柱H——板式塔高度，m 溶解系数，kmol/(m3·kPa) HB——塔底空间高度，m Hd——降液管内清液层高度，m HD——塔顶空间高度，m HF——进料板处塔板间距，mHOG——气相总传质单元高度，m HP——人孔处塔板间距，m HT——塔板间距，m H1——封头高度， H2——裙座高度， HETP——等板高度，mkG——气膜吸收系数，kmol/（m2?h?kPa）kL——液膜吸收系数，m/hK——稳定系数，无因次 KG——气膜吸收系数kmol/（m2?h?kPa） lW——堰长，m Lh——液体体积流量，m3/hLs——液体体积流量，m3/hLw——润湿速率，m3/（m?h）m——相平衡常数，无因次n——筛孔数目 NOG——气相总传质单元数， NT——理论板层数P——操作压力，Pa△P——压力降，Pa △PP——气体通