苯-氯苯浮阀板式连续精馏塔设计.docx

苯一氯苯浮阀板式连续精储塔设计目录前言 1设计任务书 1第一章设计方案简介 1第二章工艺条件的确定和说明2. 1操作压力的选择 2 2. 2进料热状况的选择 2 2. 3加热方式的选择 2 2. 4冷却方式 2 2. 5装置流程说明 2第三章精福塔的设计计算3. 1物料衡算 3 3.2回流比的确定 4 3. 3塔板数的确定—— 5 3. 4物性数据的计算 8 3. 5精储塔工艺尺寸计算 11 3. 6塔板流体力学的验算 一一 17 3. 7塔板负荷性能 22第四章精饵塔的结构设计4. 1塔顶空间 24 4. 2塔底空间 24 4. 3人孔 24 4. 4 塔总体高度设计 25第五章附属设备设计5. 1接管计算 25 5. 2换热器计算 27第六章 设计结果汇总 30设计评述和总结 32参考文献 «■■■前言：设计任务书试设计一座苯一氯苯浮阀板式连续精循塔 设计参数和操作条件（1）设计规模：混合液处理量—13. 8万吨每年 （2）生产制度：年开工300 天，每天三班8小时连续生产（3）原料组成：见下表（4）进料状况：自选（5）回流 比：自选（6）分离要求：见下表（7）建厂地区：大气压为760mmHg、自来水年平均温度为的某地序号塔板形式处理量（kmol/h）进料组成（氯苯质量百分数）塔顶锚出液中苯含量 釜液苯含量塔顶操作压力UPa（表压）塔釜加热蒸汽压力单板压降不大于2浮阀220 35 98 0.3 4kPa 0. 5MPa 0. 7kPa第一章设计方案简介精饰是分离液体混合物的典型单元操作，通过加热形成气液两相体系，利用体系中各 组分挥发度不同的特性达到分离的目的。

设计要求采用连续精饰，操作时，原料连续的加 入精循塔中，在精帽段和提储段通过多次部分汽化和冷凝，实现分离塔釜连续的从再沸 器中取出部分液体作为塔底产品，塔顶蒸汽则进入冷漠器中被全部冷凝，部分作为回流液 体，其余作为塔顶产品采出板式塔中常见的有泡罩塔板，筛板和浮阀塔板，按要求采用 浮阀塔板，这种形式的塔板生产能力大，操作弹性大，塔板效率高，造价低，但要注意不 宜处理容易结焦或者粘度大的系统1第二章工艺条件的确定和说明2.1操作压力的选择精饰过程按操作压力不同，分为常压精饰、减压精帽和加压精储本实验苯和氯苯体 系采用的是常压精福2. 2进料热状况的选择精饰操作有五种进料热状况，分别是冷液，泡点，气液混合物，饱和蒸汽，和过热蒸 汽进料热状况不同，影响塔内各层塔板的气、液相负荷工业上多采用接近泡点液体进 料和饱和液体（泡点）进料，这样塔的操作比较容易控制本实验中采用泡点进料q=l. 2. 3加热方式的选择精饰大多采用间接蒸汽加热，设置再沸器有时也可采用直接蒸汽加热，例如精储釜 残液中的主要组分是水时，这样可以节省操作费用本实验中采用间接蒸汽加热2. 4冷 却方式塔顶的冷却方式通常水冷却，应尽量使用循环水以节省成本。

2. 5装置流程说明2主要的设备为原料预热器，常压精饰塔，冷凝器和再沸器原料液加热到泡点温度送 入浮阀板式精帽塔中，采用连续精饰，塔釜液经再沸器得到重组分产品，塔顶气经冷凝器 得到轻组分产品冷凝器的作用是保证适合的液相回流和提供产品，而再沸器则是保证一 定的上升蒸汽流，以保证精锚塔内的热量交换，从而实现轻重组分的分离正常进行第三章精馀塔的设计计算3.1全塔物料衡算3. 1. 1全塔料液摩尔分数求取查阅有关资料得知苯和氯苯的一些性质如下：表1苯和氯苯的物理性质项目 苯 (A)氯苯(B)分子式C6H6 C6H5 C1相对分子质量78.11 112. 56沸 点80. 1 131.8临界温度/c 288. 5 359.2临界压力/kpa 6833. 4 4520原料液中苯的 摩尔分数：xF?0.65/78.ll?0.7280. 35/112. 56?0. 65/78. 11塔顶饰出液苯的摩尔分数：xD?0.98/78.ll?0. 9860. 02/112. 56?0. 98/78. 11塔釜液中苯的摩尔分数:3. 1. 2平均摩尔质量xw?0. 3/78. ll?0. 004399. 7/112. 56?0. 3/78. 11MF?0.728*78.ll?(l?0. 728)*112.56?87.48kg/kmolMD?0. 986*78. ll?(l?0. 986)*112. 56?78. 59kg/kmolMW?0. 0043*78. ll?(l?0. 0043)*112. 56?U2. 41kg/kmol 3. 1. 3 物料衡算总物料衡算：F=D-W F=220kmol/h 苯物料衡算：F*0. 728=D*0. 986^W*0. 0043联立解得：W=57. 82kom/h D=162. 18kom/h年处理量:(220*0. 728*78. 11+220* (1-0. 728) *112. 56) *24*300=13. 8 万吨 3. 2 回流比的确查得苯一氯苯的气液相平衡数据表2苯一氯苯的气液相平衡数据沸点温度t/℃ 80. 02 90 100 110苯的组成液相xA 1 0. 69 0. 447 0. 267气相yA 1 0.916 0. 785 0.61 沸点温度 trC 120 130 131.8 苯的组成 液相 xA 0. 129 0. 0195 0 气相 yA 0. 378 0. 0723 0表3苯一氯苯的组成饱和蒸气压温度/℃ 80 760 148 90 1025 205 100 1350 293 110 1760 400 120 2250 543 130 2840 719 131.8 2900 760 p/mmhg（苯）OipOi/mmhg（氯苯）由表中数据得：相对挥发度Q =（760/148+1025/205+1350/293+1760/400+2250/543+2840/719+2900/760）/7 =4. 436由汽液平衡关系式:y??x4.436x ?1? （??Dxl?3. 436x原料是泡点进料,q=l,在x-y图 上，如下4感谢您的阅读，祝您生活愉快。