分离吨苯氯苯板式精馏塔设计.docVIP

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．设计内容 2 符号说明 3 设计方案 6 一．设计方案的确定 6 二.工艺流程 6 苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书 6 一．全塔的物料衡算 6 二．塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 10 三．塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 12 四．塔内流体力学性能的设计计算 15 五．塔板负荷性能图的绘制 17 六．筛板塔的工艺计算结果汇总一览表 21 七．辅助设备的的计算及选型 21 设计评述 30 一．设计原则确定 30 二．操作条件的确定 30 设计感想 32 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为98.5%的氯苯46000T/Y，塔顶馏出液中含氯苯不高于3.0%。原料液中含氯苯为35%（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，自选； 3.回流比，自选； 4.塔底加热蒸汽压力506kPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6. 年工作日330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. 辅助设备的选型与计算； 8. 生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；9. 对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。’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——气体通过每层筛板的压降，Pa r——鼓泡区半径，m u——空塔气速，m/s uF——泛点气速，m/s u0——气体通过筛孔的速度，m/s u0，min——漏液点气速，m/s u’0——液体通过降液管底隙的速度，m/sU——液体喷淋密度，m3/（m2?h）UL——液体质量通量，㎏/（m2?h）Umin——最小液体喷淋密度，m3/（m2?h）Uv——气体质量通量，㎏/（m2?h）Vh——气体体积流量，m3/h Vs——气体体积流量，m3/hwL——液体质量流量，㎏/hwV——气体质量流量，㎏/h Wc——边缘无效区宽度，m Wd——弓形降液管宽度，m x——液相摩尔分数X——液相摩尔比y——气相摩尔分数Y——气体摩尔比Z——填料层高度 ，mβ——充气系数，无因次；δ——筛板厚度，mε——空隙率，无因次θ——液体在降液管内停留时间，sμ——粘度，Pa?sρ——密度，kg/m3σ——表面张力，N/mφ——开孔率或孔流系数，无因次Φ——填料因子，l/mψ——液体密度校正系数，无因次 下标max——最大的min——最小的L——液相V——气相 设计方案 一、设计方案的确定 二、工艺流程 苯、氯苯混合料经原料预热器加热至泡点后，送至精馏塔，塔顶采用全凝器冷凝后，一部分 作回流，其余为塔顶产品经冷却后送贮槽，塔釜采用间接蒸汽再沸器供热，塔底产品经冷却 后送至贮槽，流程图见附CAD图。 苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算 一、塔的物料算 1、料液及塔顶、塔底产品含苯（易挥发组分）摩尔分率 苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11 kg/kmol和112.61kg/kmol。 2、平均摩尔质量 MF ＝78.11×0.73＋(1－0.73)×112.5＝87.40kg/kmol 3、料液及塔顶底产品的摩尔流率 依题给条件：一年以330天，一天以24小时计，有：W＝46000t/y＝5808.08kg/h=51.75kmol/h，全塔物料衡算： F＝D＋W 0.73F＝0.979D＋0.021W 联立上面两式解得： F＝260.64kmol/h；D＝208.89kmol