板式精馏塔设计精选.doc

课程设计说明书 苯－氯苯分离过程 题 目: 板式精馏塔设计 院(系): 化学化工学院 2014年月日 1板式精馏塔设计任务书 1 2 设计方案及工艺流程 2 2.1设计方案的确定 2 2.2工艺流程 2 3 工艺设计计算 3 3.1 全塔的物料衡算 3 3.1.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 3 3.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3 3.1.3 物料衡算 3 3.2 塔板数的确定 4 3.2.1 理论板数NT的求取 4 3.2.2 全塔效率的ET求取 5 3.2.3 实际板层数的求取 6 3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 6 3.3.1 操作压力的计算 6 3.3.2 操作温度计算 6 3.3.3 平均摩尔质量计算 6 3.3.4 平均密度计算 7 3.3.5 液相平均表面张力计算 8 3.3.6 液相平均粘度计算 9 3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 9 3.4.1 塔径的计算 9 3.4.2精馏塔有效高度的计算 10 3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 11 3.5.1 溢流装置计算 11 3.5.2 塔板布置 12 3.5.3 筛孔计算及其排列 13 3.6 筛板的流体力学验算 13 3.6.1 塔板压降 13 3.6.3 液沫夹带 14 3.6.4 漏液 14 3.6.5 液泛 14 3.7 塔板负荷性能图 15 3.7.1 漏液线 15 3.7.2 液沫夹带线 16 3.7.3 液相负荷下限线 17 3.7.4 液相负荷上限线 17 3.7.5 液泛线 17 4 板式塔接管的计算 19 4.1进料管 19 4.2 回流管 20 4.3 塔顶蒸汽接管 20 4.4 釜液排出管 20 4.5 塔釜进气管 20 5 设计一览表 21 6 设计小结 22 7 参考资料 23 1板式精馏塔设计任务书 一、设计题目： 苯－氯苯分离过程板式精馏塔设计 二、设计任务及操作条件 1、 设计任务： 生产能力（进料量） 25000吨／年 操作周期 7200小时／年 进料组成 38％（质量分率，下同） 塔顶产品组成 ≤0.2% 塔底产品组成 ≥99％ 2、 操作条件 操作压力 4 kPa（表压） 进料热状态 自选 塔底加热蒸气压力 0.5Mpa（表压） 单板压降： ≯0.7 kPa 3、 设备型式 浮阀塔 （F1型） 4、 厂 址 河南地区 三、设计内容： 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定 （2）塔板的流体力学校核 （3）塔板的负荷性能图 （4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定 4、设计结果汇总 5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图 6、设计评述 2 设计方案及工艺流程 2.1设计方案的确定 本任务是分离苯—氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，本设计采用板式塔连续精馏。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进精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分冷却后送至储物罐。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，且在常压下操作。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储物罐。 2.2工艺流程 连续精馏装置流程如图所示 首先，苯和氯苯的原料在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到露点冷凝成液体，其中部分进入到塔顶产品冷却器中进行进一步冷却，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的另一部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与氯苯的分离。 3 工艺设计计算 3.1 全塔的物料衡算 3.1.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78.11 kg/kmol和112.56 kg/kmol。 3.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3.1.3 物料衡算 原料处理量