化工原理课程设计-苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计精选.doc

苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 学 校 上海工程技术大学 专 业 环境工程 姓 名 学 号 目 录 一、苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计任务书———————3 （一）设计题目———————————————————————————3 （二）操作条件———————————————————————————3 （三）设计内容———————————————————————————3 （四）基础数据———————————————————————————3 二、苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）——4 （一）设计方案的确定及工艺流程的说明————————————————4 （二）全塔的物料衡算————————————————————————5 （三）塔板数的确定—————————————————————————5 （四）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算——————————10 （五）精馏段的汽液负荷计算—————————————————————12 （六）塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算————————————————12 （七）塔板上的流体力学验算—————————————————————15 （八）塔板负荷性能图————————————————————————16 （九）精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算———————————————19 三、塔的提馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算——20 （一）提馏段的物性及状态参数————————————————————20 （二）提馏段的汽液负荷计算—————————————————————22 （三）塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算————————————————23 （四）塔板上的流体力学验算—————————————————————25 （五）塔板负荷性能图————————————————————————27 四、精馏塔的设计计算结果汇总一览表————————30 一、苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计任务书 （一）设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.2%的氯苯44000t/a，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，原料液中含氯苯为35%（以上均为质量%），料液温度为50℃ （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：R=1.8Rmin； 4.塔釜加热蒸汽压力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。 （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。 二、苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分） （一）设计方案的确定及工艺流程的说明 原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却后送至苯液贮罐；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流，塔釜产品经卧式列管式冷却器冷却后送入氯苯贮罐。 典型的连续精馏流程为原料液经预热器加热后到指定的温度后，送入精馏塔的进料板，在进