化工原理设计(苯-氯苯浮阀塔设计)

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1、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506KPa(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

2、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；8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。9)辅助设备的设计与选型2．设计图纸要求：1)绘制工艺流程图2)绘制精馏塔装置图苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据45其他物性数据可查有关手册。目录前言61．设计方案的思考62.设计方案的特点63．工艺流程的确定6一．设备工艺条件的计算81．设计方案的确定及工艺流程的说明82．全塔的物料衡算82.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率82.2平均摩尔质量82.3料

3、液及塔顶底产品的摩尔流率83．塔板数的确定93.1理论塔板数的求取93.2确定操作的回流比R103.3求理论塔板数113.4全塔效率123.5实际塔板数（近似取两段效率相同）134．操作工艺条件及相关物性数据的计算134.1平均压强134.2平均温度144.3平均分子量144.4平均密度154.5液体的平均表面张力164.6液体的平均粘度174.7气液相体积流量186主要设备工艺尺寸设计196.1塔径197塔板工艺结构尺寸的设计与计算20457.1溢流装置207.2塔板布置23二塔板流的体力学计算251塔板压降252液泛计

4、算273雾沫夹带的计算284塔板负荷性能图304.1雾沫夹带上限线304.2液泛线314.3液相负荷上限线324.4气体负荷下限线（漏液线）334.5液相负荷下限线33三板式塔的结构与附属设备351塔顶空间352塔底空间363人孔数目364塔高36浮阀塔总体设备结构简图：375接管385.1进料管385.2回流管385.3塔顶蒸汽接管395.4釜液排出管395.5塔釜进气管406法兰407筒体与封头417.1筒体417.2封头417.3裙座418附属设备设计418.1泵的计算及选型418.2冷凝器428.3再沸器43四计算

5、结果总汇44五结束语45六符号说明：45前言1．45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

6、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

7、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，也有一些简化的模型，此次设计采用精确计算与软件验算相结合的方法。2.设计方案的特点浮阀塔由于气液接触状态良好，雾沫夹带量小

8、(因气体水平吹出之故)，塔板效率较高，生产能力较大。浮阀塔应用广泛，对液体负荷变化敏感，不适宜处理易聚合或者含有固体悬浮物的物料，浮阀塔涉及液体均布问题在气液接触需冷却时会使结构复杂板式塔的设计资料更易得到，便于设计和对比，而且更可靠。浮阀塔更适合，塔径不是很大，易气泡物系，腐蚀性物系，而且适合真空操作