苯—氯苯分离过程板式精馏塔设计 - 图文

化工单元操作课程设计

苏州大学

化工单元操作课程设计说明书

课题：苯—氯苯分离过程板式精馏塔设计 学院（部）：材料与化学化工学部 专业：化学工程与工艺 年级：2011级 指导老师：王文丰老师 日期：2013年11月 设计者： 设计成绩：

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目录 第一章 设计背景……………………………………………………………3 1.设计题目………………………………………………………………3 2.操作条件………………………………………………………………3 3.塔板类型………………………………………………………………3 4.工作日…………………………………………………………………3 5.厂址……………………………………………………………………3 第二章 产品与设计方案简介………………………………………………4 第三章 工艺计算及主体设备设计…………………………………………5 （一）精馏塔的物料衡算………………………………………………5 1）原料液及塔顶塔底产品的摩尔分数……………………………5 2）原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量………………………5 3）物料衡算…………………………………………………………5 （二）塔板数的确定……………………………………………………5

1）理论板层数NT的求取…………………………………………5 2）实际板层数的求取………………………………………………7 （三）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……………………7 1）精馏段计算 ……………………………………………………7

（1)操作压力计算………………………………………………7 （2)操作温度计算………………………………………………7 （3)平均摩尔质量计算…………………………………………8 （4)平均密度计算………………………………………………8 （5)液体平均表面张力计算……………………………………9 （6)液体平均粘度计算…………………………………………9 2）提馏段计算………………………………………………………9

（1)操作压力计算………………………………………………9 （2)操作温度计算………………………………………………9 （3)平均摩尔质量计算…………………………………………10 （4)平均密度计算………………………………………………10 （5)液体平均表面张力计算……………………………………10 （6)) 液体平均粘度计算………………………………………11

（四）精馏塔的塔体工艺尺寸计算………………………………………11 1）塔径的计算…………………………………………………………11 （1）精馏段塔径的计算…………………………………………11 （2）提馏段塔径的计算…………………………………………11 2）塔高的计算…………………………………………………………12 （五）塔板主要工艺尺寸计算……………………………………………12

1）精馏段计算…………………………………………………………12 （1）溢流装置计算………………………………………………12 （2）塔板布置……………………………………………………13

2）提馏段计算…………………………………………………………14 （1）溢流装置计算………………………………………………14 （2）塔板布置……………………………………………………15 （六）塔板的流体力学验算………………………………………………15

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1）精馏段计算……………………………………………………………15 （1）塔板压降………………………………………………………15 （2）液面落差………………………………………………………16 （3）液沫夹带………………………………………………………16 （4）漏液……………………………………………………………16

（5）液泛……………………………………………………………17 2）提馏段计算……………………………………………………………17 （1）塔板压降………………………………………………………17 （2）液面落差………………………………………………………18 （3）液沫夹带………………………………………………………18 （4）漏液……………………………………………………………18 （5）液泛……………………………………………………………18 （七）塔板的负荷性能图……………………………………………………19

1）精馏段计算……………………………………………………………19 （1）漏液线…………………………………………………………19

（2）液沫夹带线……………………………………………………19 （3）液相负荷下限线………………………………………………20 （4）液相负荷上限线………………………………………………20 （5）液泛线…………………………………………………………21 2）提馏段计算……………………………………………………………22 （1）漏液线…………………………………………………………22

（2）液沫夹带线……………………………………………………23 （3）液相负荷下限线………………………………………………23 （4）液相负荷上限线………………………………………………24 （5）液泛线…………………………………………………………24

（八）精馏塔接管尺寸计算…………………………………………………25 1）进料管…………………………………………………………………25 2）釜残液出料管…………………………………………………………26 3）回流液管………………………………………………………………26 4）塔顶上升蒸汽管………………………………………………………26 5）塔底上升蒸汽管………………………………………………………27 （九）计算数据汇总…………………………………………………………27 （十）生产工艺流程图………………………………………………………28 （十一）精馏塔设计条件图…………………………………………………29 （十二）主要符号说明………………………………………………………30 （十三）对设计过程的评述和有关问题的讨论……………………………32 （十四）参考书目……………………………………………………………33

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第一章 设计背景 1.设计题目

试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%氯苯为3.2万吨。已知原料液含氯苯38% (质量分数，下同)，塔顶馏出液含氯苯不得高于2%。 2.操作条件：

塔顶压力 4kpa（表压） 塔底加热蒸汽压力 0.5MPa（表压） 进料热状况参数 自选 回流比 自选 单板压降 ≤0.7kpa 全塔效率 ET=0.52 3.塔板类型 筛板塔

4.工作日

每年300天，每天24小时连续运行 5.建厂地址

天津（当地大气压100.48kpa）

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