苯氯苯板式精馏塔工艺设计年产998的氯苯万吨.doc

化工原理课程设计说明书 设计题目：苯-氯苯板式精馏塔工艺设计 设 计 者: 日 期: 组 员： 指导老师： 设计成绩： 课程设计题目——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。 目 录 一、前言 1 二、产品与设计方案简介 2 （一）产品性质、质量指标 2 （二）设计方案简介 3 （三）工艺流程及说明 3 三、工艺计算及主体设备设计 4 （一）全塔的物料衡算 4 1）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 4 2）平均摩尔质量 4 3）料液及塔顶底产品的摩尔流率 4 （二）塔板数的确定 5 1）理论塔板数的求取 5 2）实际塔板数 7 （三）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 7 1）平均压强 7 2）平均温度 7 3）平均分子量 7 4）平均密度 8 5）液体的平均表面张力 8 6）液体的平均粘度 9 （四）精馏段的汽液负荷计算 9 （五）塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 9 1）塔径 9 2）塔板工艺结构尺寸的设计与计算 10 （六）塔板上的流体力学验算 12 1）气体通过筛板压降和的验算 12 2）雾沫夹带量的验算 14 3）漏液的验算 14 4）液泛的验算 14 （七）塔板负荷性能图 14 1）雾沫夹带线（1） 14 2）液泛线（2） 15 3）液相负荷上限线（3） 16 4）漏液线（气相负荷下限线）（4） 16 5）液相负荷下限线（5） 16 （八）精馏塔的设计计算结果汇总一览表 18 （九）精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算 19 （十）主要符号说明 20 四、对设计过程的评述和感受 21 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计计算书 一、前言 课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。 本连续精馏分离苯混合物的方法。精馏塔在常压下操作，被分离的苯混合物由精馏塔中部进入塔内，以回流比