苯氯苯板式精馏塔的工艺设计

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1、苯-氯苯连续精馏塔设计基础数据1.组分的饱和蒸汽压（mmHg）温度，（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005437197602.组分的液相密度（kg/m3）温度，（℃）8090100110120130苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985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，（℃）808

2、5110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4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。1、精馏塔的物料衡算（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和112.61kg/kmol。XF=62／78.

3、11÷(62／78.11+38／112.61)=0.728XD=98／78.11÷(98／78.11+2／112.61)=0.986XW=0.2／78.11÷(0.2／78.11+99.8／112.61)=0.728（2）平均摩尔质量MF=78.11*0.728+(1-0.728)*112.61=87.49kg·kmol-1MD=78.11*0.986+(1-0.986)*112.61=78.59kg·kmol-1MW=78.11*0.002+(1-0.002)*112.61=112.5kg·km

4、ol-1（3）料液及塔顶底产品的摩尔流率依题给条件：一年以330天，一天以24小时计，有：W`=60000t／a=6944kg／h，全塔物料衡算：F′=18709kg·h-1F=18709／87.49=213.84kmol·h-1D′=12396kg·h-1D=12396／78.59=157.73kmol·h-1W′=6944kg·h-1W=6944／112.5=61.72kmol·h-1提留段：一、提馏段的物性及状态参数（1）平均压强取每层塔板压降为0.7kPa计算。进料板：塔底：平均压强（2）

5、平均温度查温度组成图得：加料板为88℃，塔底为131.8℃。℃（3）平均分子量加料板：，（查相平衡图）塔底：，。（查相平衡图）提馏段：（4）平均密度1.液相平均密度进料板：塔底：提馏段：2.汽相平均密度（5）液体的平均粘度塔顶：查化工原理附录11有：加料板：塔底：提馏段：2、塔板数的确定（1）理论塔板数的求取苯-氯苯物系属于理想物系，可采用梯级图解法（M·T法）求取，步骤如下：1.根据苯-氯苯的相平衡数据，利用泡点方程和露点方程求取依据，，将所得计算结果列表如下：温度，（℃）80901001101

6、20130131.8苯760102513501760225028402900氯苯148205293400543719760两相摩尔分率x10.6770.4420.2650.1270.0190y10.9130.7850.6140.3760.0710本题中，塔内压力接近常压（实际上略高于常压），而表中所给为常压下的相平衡数据，因为操作压力偏离常压很小，所以其对平衡关系的影响完全可以忽略。2.确定操作的回流比R将1.表中数据作图得曲线及曲线。在图上，因，查得，而，。故有：考虑到精馏段操作线离平衡线较近，

7、故取实际操作的回流比为最小回流比的2倍，即：3.求理论塔板数精馏段操作线：提馏段操作线为过和两点的直线。苯-氯苯物系精馏分离理论塔板数的图解苯-氯苯物系的温度组成图图解得块（不含釜）。其中，精馏段块，提馏段块，第5块为加料板位置。（2）实际塔板数1.全塔效率选用公式计算。该式适用于液相粘度为0.07~1.4mPa·s的烃类物系，式中的为全塔平均温度下以进料组成表示的平均粘度。塔的平均温度为0.5(80+131.8)=106℃（取塔顶底的算术平均值），在此平均温度下查化工原理附录11得：，。2.实际

8、塔板数（近似取两段效率相同）精馏段：块，取块提馏段：块，取块总塔板数块。3、精馏塔的工艺条件及有关数据的计算（1）平均温度查温度组成图得：塔顶为80℃，加料板为88℃。℃（2）平均分子量塔顶：，（查相平衡图）加料板：，（查相平衡图）精馏段：（3）平均密度①.液相平均密度塔顶：进料板：精馏段：②.汽相平均密度（4）液体的平均表面张力塔顶：；（80℃）进料板：；（88℃）精馏段：（5）液体的平均粘度塔顶：查化工原理附录11，在80℃下有：加料板：精馏段：4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算（1