苯氯苯分离过程板式精馏塔方案毕业论文.docx

目录1.设计方案的确定42.精馏塔的物料衡算42.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率42.2原料液及塔顶、塔釜的平均摩尔质量42.3物料衡算43.塔板数的确定43.1理论板数NT的求取43.2实际板数的求取64.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算64.1操作压力的计算64.2操作温度的计算64.3平均摩尔质量的计算84.4平均密度的计算94.5液相平均表面张力的计算104.6液体平均粘度的计算104.7相对挥发度的计算115.精馏塔的塔体工艺尺寸计算115.1塔径的计算115.2塔高的计算136.塔板主要工艺尺寸的计算136.1溢流装置的计算136.2塔板布置的计算147.塔板的流体力学验算177.1塔板压降177.2液面落差187.3液沫夹带187.4漏液187.5液泛188.探班负荷性能图198.1精馏段塔板负荷性能图198.2提镏段塔板负荷性能图219.精馏塔接管尺寸计算249.1塔顶蒸气出口管249.2塔顶回流液管259.3进料管259.4塔釜出料管259.5塔釜进气管2510.设计一览表2611. 对设计过程的评述和有关问题的讨论2812.附图2813.主要符号说明2814.参考文献29设计方案的确定本设计任务为分离苯-氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全宁气冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。精馏塔的物料衡算2.1原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率苯的摩尔质量MA=78.11kg/kmol氯苯的摩尔质量 MB=112.56kg/kmol2.2原料液及塔顶、塔釜的平均摩尔质量2.3物料衡算原料处理量 总物料衡算 苯物料衡算 联立解得 塔板数的确定3.1理论板数NT的求取苯-氯苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。（1）查资料得苯-氯苯物系的气液平衡数据，绘出x-y图，见图1所示。T（℃）8090100110120130131.8x1.0000.6770.4420.2650.1270.0190.000y1.0000.9130.7850.6130.3760.0720.000（2）求最小回流比和操作回流比。采用作图法求最小回流比。在图1中对角线上，自点（0.702,0.702）作垂线即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为： 故最小回流比为： 取操作回流比为： （3）求精馏塔的气、液相负荷。（4）求操作线方程精馏段操作线方程为 提镏段操作线方程为 （5）图解法求理论板数采用图解法求理论板数，如图1所示。求解结果为总理论板数 进料板位置 3.2实际板数的求取（1）求全塔效率进料状况为泡点液体，则把 代入上式中得 全塔效率公式把、代入全塔效率公式得，（2）精馏段实际板数 提镏段实际板数 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算4.1操作压力的计算塔顶操作压力 每层塔板压降 进料板压力 塔底操作压力 精馏段平均压力 提镏段平均压力 4.2操作温度的计算表1 苯-氯苯Antoine常数数据表ABC温度范围（K）苯6.019071204.682-53.072279-3776.068321236.034-48.99353-4226083-15.44420-521氯苯6.104161431.83-55.515335-4056.629881897.415.21405-597①假设塔顶的泡点温度，则纯组分的饱和蒸气压为对苯对氯苯 代入泡点方程和露点方程，得故假设正确，塔顶温度为②假设塔顶的进料板温度，则纯组分的饱和蒸气压为对苯 对氯苯代入泡点方程和露点方程，得 假设正确，故进料板温度为③假设塔底的泡点温度，则纯组分的饱和蒸气压为对苯对氯苯 代入泡点方程，得 假设正确，故塔底温度为精馏段平均温度提馏段平均温度全塔平均温度4.3平均摩尔质量的计算（1）塔顶平均摩尔质量的计算由，查平衡曲线（见图1），得（2）进料板平均摩尔质量的计算由图解理论板得，查平衡曲线，得（3）塔底平均摩尔质量的计算由图解理论板得，查平衡曲线，得（4）精馏段平均摩尔质量（5）提镏段平均摩尔质量4.4平均密度的计算（1）气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，得精馏段 提镏段（2）液相平均密度计算塔顶时， 进料板时，塔底时，精馏段液相平均密度为 提镏段液相平均密度为 4.5液相平均表面张力的计算 塔顶时，查得 进料板时，查得 塔底时，查得 精馏段液相平均表面张力为 提镏段液相平均表面张力为4.6液体平均粘度的计算塔顶时， 进料板时， 塔底时， 精馏段液