化工原理研发设计(苯氯苯浮阀塔研发设计).doc

化工原理课程设计任务书 (一)设计题目 苯-氯苯连续精馏塔的设计 (二)设计任务及操作条件 设计任务 (1)原料液中含氯苯35% (质量)。 (2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2％(质量)。 (3)年产纯度为99.8％的氯苯41000吨 操作条件 (1)塔顶压强4KPa(表压)，单板压降小于0.7KPa。 (2)进料热状态 饱和蒸汽进料。 (3)回流比自选。 (4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压) 设备型式 F1型浮阀塔 设备工作日：每年330天，每天24小时连续运行。 （三）设计内容 1）．设计说明书的内容 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； ) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。设计图纸要求：1) 绘制工艺流程图 2) 绘制精馏塔图 其他物性数据可查有关手册。 目录 前 言 6 1．设计方案的思考 6 2.设计方案的特点 6 3．工艺流程的确定 6 一．设备工艺条件的计算 8 1．设计方案的确定及工艺流程的说明 8 2．全塔的物料衡算 8 2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 8 2.2 平均摩尔质量 8 2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 8 3．塔板数的确定 9 3.1理论塔板数的求取 9 3.2 确定操作的回流比R 10 3.3求理论塔板数 11 3.4 全塔效率 12 3.5 实际塔板数（近似取两段效率相同） 13 4．操作工艺条件及相关物性数据的计算 13 4.1平均压强 13 4.2 平均温度 14 4.3平均分子量 14 4.4平均密度 15 4.5 液体的平均表面张力 16 4.6 液体的平均粘度 17 4.7 气液相体积流量 18 6 主要设备工艺尺寸设计 19 6.1 塔径 19 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 20 7.1 溢流装置 20 7.2 塔板布置 23 二 塔板流的体力学计算 25 1 塔板压降 25 2 液泛计算 27 3雾沫夹带的计算 28 4塔板负荷性能图 30 4.1 雾沫夹带上限线 30 4.2 液泛线 31 4.3 液相负荷上限线 32 4.4 气体负荷下限线（漏液线） 33 4.5 液相负荷下限线 33 三 板式塔的结构与附属设备 35 1 塔顶空间 35 2 塔底空间 36 3 人孔数目 36 4 塔高 36 浮阀塔总体设备结构简图： 37 5接管 38 5.1 进料管 38 5.2 回流管 38 5.3 塔顶蒸汽接管 39 5.4 釜液排出管 39 5.5 塔釜进气管 40 6法兰 40 7 筒体与封头 41 7.1 筒体 41 7.2 封头 41 7.3 裙座 41 8 附属设备设计 41 8.1 泵的计算及选型 41 8.2 冷凝器 42 8.3 再沸器 43 四 计算结果总汇 44 五 结束语 45 六 符号说明： 45 前 言1．设计中采用露点进料，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，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，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。具体如下： 1.3.2.1塔型的选择 本设计中采用筛板塔。筛板塔的优点是结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。压降较低。缺点是塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。 1.3.2.2操作压力的确定 本设计采用常压精馏，用常压精馏可降低设备的造价和操作费用。 其中塔顶压力为 1.3.2.3加料方式和加料热状况的选择 加料方式采用直接流入塔内。 虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料 1.3.2.4再沸器、冷凝器等附属设备的安排 本设计精馏过程采用蒸汽间接加热，在釜底设再沸器。塔顶设冷凝冷却器，将塔顶蒸气完全冷凝后再冷却到78℃左右回流入塔。塔顶通过回流比控制器分流，馏出产品进入贮罐。 1.3.2.5设计的依据与技术来源 本设计依据于精馏的原理（即利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝使轻重组分分离），并在满足工艺和操作的要求，满足经济上的要求，保证生产安全的基础上，?对设计任务进行分析并做出理论计算。 目前，精馏塔的设计方法以严格计算为主，也