化工原理课程设计
筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
指导老师
学生
化学化工学院
化学工程与工艺
目录
一设计任务 (2)
1.设计题目筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 (2)
2.工艺条件 (2)
二设计内容 (2)
1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图（见附图）。 (2)
2.工艺参数的确定 (2)
2.1基础数据 (2)
2.2全塔的物料衡算 (3)
2.3塔板数的确定 (4)
2.4塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (7)
2.5塔的提馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (9)
3.主要设备的工艺尺寸计算 (12)
3.1 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (12)
3.2 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (14)
4.流体力学计算 (16)
4.1 精馏段塔板上的流体力学验算 (16)
4.2 提馏段塔板上的流体力学验算 (21)
5 主要附属设备设计计算及选型 (26)
5.1精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算 (26)
5.2进料管线管径 (28)
5.3原料泵的选择 (28)
三精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (29)
四参考文献 (30)
课程设计题目——筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
一 设计任务
1.设计题目 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计
2.工艺条件
生产能力：70000吨/年（料液） 年工作日：300天
原料组成：60%苯，40%氯苯（摩尔分率，下同） 产品组成：馏出液 97%苯，釜液1%苯 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 回流比： 自选
二 设计内容
1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图（见附图）。
2.工艺参数的确定
2.1基础数据
2.1.1.组分的饱和蒸汽压οi p （mmHg ）
2.1.2组分的液相密度ρ（kg/m3）
纯组分在任何温度下的密度可由下式计算
苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ
氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。
2.1.3组分的表面张力σ（mN/m ）
双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算：
A
B B A B
A m x x σσσσσ+=
（B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率）
2.1.4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：
38
.01c 2c 38
.012t t t t r r ???
? ??--=（氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ）
2.1.5其他物性数据可查化工原理附录。
2.2全塔的物料衡算
2.2.1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 。
6.0=F x 9
7.0=D x
01.0=W x
2.2.2平均摩尔质量
()kg/km ol 91.9161.1126.016.011.78=?-+?=F M ()kg/km ol 145.7961.11297.0197.011.78=?-+?=D M ()kg/km ol 265.11261.11201.0101.011.78=?-+?=W M
2.2.3料液及塔顶底产品的摩尔流率
依题给条件：一年以300天，一天以24小时计，有：
/h 105.78kmol kg/h 2.9722t/a 70000F ===全塔物料衡算：
?
h
40.77kmol/W kmol/h
01.65D ==
2.3塔板数的确定
2.3.1理论塔板数T N 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T N ，步骤如下： 2.3.1.1根据苯-氯苯的相平衡数据，利用泡点方程和露点方程求取y x ~
依据()()
ο
οοB A B t p p p p x --=/，t A p x p y /ο=，将所得计算结果列表如下：
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y x ~平衡关系的影响完全可以忽略。 2.3.1.2确定操作的回流比R
将1.表中数据作图得y x ~曲线及y x t ~-曲线。在y x ~图上，因1q =，查得935.0=e y ，而
6
.0x x F e ==，97.0x D =。故有：
326
.06.0879.0879
.097.0x y y x R e e e D m =--=--=
考虑到精馏段操作线离平衡线较近，故取实际操作的回流比为最小回流比的2倍，即：
652.0326.02R 2R m =?==
2.3.1.3求理论塔板数
精馏段操作线：
587.0x 395.01R x
x 1R R y D +=+++=
提馏段操作线为过()01.0,01.0和()824.0,6.0两点的直线。
苯-氯苯物系精馏分离理论塔板数的图解
图解得819N T =-=块（不含釜）。其中，精馏段3N 1T =块，提馏段5N 2T =块，第3块为加料板位置。
2.3.2实际塔板数
p
N
2.3.2.1全塔效率
T E
选用m T E μlog 616.017.0-=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m μ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(81+130.7)=105.85℃（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：s m Pa 235.0A ?=μ，s m Pa 294.0B ?=μ。
()()2586.06.01294.06.0235.0x 1x F B F A m =-?+?=-μ+μ=μ 5318.02586.0log 616.017.0log 616.017.0E m T =-=μ-=
2.3.2.2实际塔板数
p
N （近似取两段效率相同）
精馏段：64.55318.0/3N 1p ==块，取6N 1p =块 提馏段：4.95318.0/5N 2p ==块，取10N 2p =块 总塔板数16N N N 2p 1p p =+=块。
2.4塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算
2.4.1平均压强m p
取每层塔板压降为0.7kPa 计算。 塔顶：kPa 3.101p D =
加料板：kPa 5.10567.03.101p F =?+= 平均压强()kPa 4.1032/5.1053.101p m =+=
2.4.2平均温度m t
查温度组成图得：塔顶为81℃，加料板为93℃。
()872/9381t m =+=℃ 2.4.3平均分子量m M
塔顶： 97.0x y D 1==，867.0x 1=（查相平衡图）
()kg/kmol 15.7961.11297.0111.7897.0M m ,VD =?-+?= ()kg/kmol 70.8261.112867.0111.78867.0M m ,LD =?-+?=
加料板：877.0y F =，6.0x F =（查相平衡图）
()kg/kmol 35.8261.112877.0111.78877.0M m ,VF =?-+?= ()kg/kmol 91.9161.1126.0111.786.0M m ,LD =?-+?=
精馏段：()kg/kmol 93.802/35.825.79M m ,V =+=
()kg/kmol 31.872/91.9170.82M m ,L =+=
2.4.4平均密度m ρ
2.4.4.1液相平均密度m L ρ,
塔顶：3
A ,LD kg/m 85.815811886.113.912t 1886.113.912=?-=-=ρ
3B ,LD kg/m 08.1038810657.14.1124t 0657.14.1124=?-=-=ρ
苯-氯苯溶液连续精馏塔设计 一、前言 课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，被分离的苯-氯苯二元混合物连续精馏塔中部进入塔内，以一定得回流比连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯，塔底采出氯苯。氯苯纯度不低于%，塔顶产品苯纯度不低于98%。 二、摘要: 氯苯作为一种重要的基本有机合成原料，广泛用于生产，磷苯液相氯化法制中含有一定量的苯，用于分离挥发性
苯和氯苯连续精馏塔的设计是不容易的。设计选择良好的合成功能的集成产品和效率，经济，安全和其他方面。这将是选择精馏塔和筛板筛板塔更好。有很多优点是结构简单，价格低廉，而且液滴板表面的小。它有一个较低的压力，但一个更大的生产能力。最后，气体在塔内均匀分布，具有较高的传质效率。设计完成了塔径为1000mm和总高度为15m的工艺计算和设备设计，它定义了那个桶材料为16MnR，标称厚度为8毫米，根据钢制压力容器。设计选用标准椭圆封头的直径为1000mm，表面高度200mm，直边高度是根据工艺设备的设计和jb4737-95 25mm。进口和出口的液体和气体管道的法兰都是根据汞丝网除沫器选用SP滤网采用rfpf。设计无具体要求，选择圆柱裙，其直径1000mm ..最后的设计进行festigkeit和稳定性ueberpruefung等等，并对塔体的厚度和高度均符合要求的设计压力下。 Abstract: Chlorobenzene as an important basic organic synthesis raw material, widely used in production, the rule of law by a benzene liquid-phase chlorination of p contains a certain amount of benzene, the design for a continuous distillation column for separation volatile benzene and chlorobenzene is not easy. The design chooses the integrated product of good
《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一．设计题目 (3) 二．操作条件 (3) 三．塔设备型式 (3) 四．工作日 (3) 五．厂址 (3) 六．设计内容 (3) 设计方案 (4) 一．工艺流程 (4) 二．操作压力 (4) 三．进料热状态 (4) 四．加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一．全塔的物料衡算 (5) 二．理论塔板数的确定 (5) 三．实际塔板数的确定 (7) 四．精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五．塔体工艺尺寸设计 (10) 六．塔板工艺尺寸设计 (12) 七．塔板流体力学检验 (14) 八．塔板负荷性能图 (17) 九．接管尺寸计算 (19) 十．附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)
苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.6%的氯苯140000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于0.1%。原料液中含氯苯为22%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强自选； 2.进料热状况自选； 3.回流比自选； 4.塔底加热蒸汽压强自选； 5.单板压降不大于0.9kPa； 三．塔板类型 板式塔或填料塔。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算； 3.塔板数的确定； 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 5.精馏塔主要工艺尺寸；
(一）产品与设计方案简介 1.产品性质、质量指标和用途 产品性质：有杏仁味的无色透明、易挥发液体。密度1．105g/cm3。沸点131．6℃。凝固点-45℃。折射率1．5216(25℃)。闪点29．4℃。燃点637．8℃，折射率1．5246，粘度(20℃)0．799mPa·s，表面张力33．28×10-3N／m．溶解度参数δ＝9．5。溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多数有机溶剂，不溶于水。易燃，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限 1. 3％-7．1％(vol)。溶于大多数有机溶剂，不溶于水。常温下不受空气、潮气及光的影响，长时间沸腾则脱氯。蒸气经过红热管子脱去氢和氯化氢，生成二苯基化合物。有毒．在体内有积累性，逐渐损害肝、 2910mg／kg，肾和其他器官。对皮肤和粘膜有刺激性．对神经系统有麻醉性，LD 50 空气中最高容许浓度50mg／m3。遇高温、明火、氧化剂有燃烧爆炸的危险。与氯酸银反应剧烈 质量指标：氯苯纯度不低于99.8%，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯45%。（以上均为质量分数） 产品用途：作为有机合成的重要原料 2.设计方案简介 （1）精馏方式：本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉浓度范围内乙醇和水的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。 （2）操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于苯和氯苯这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。 （3）塔板形式：F1型浮阀塔板，浮阀塔板的优点是结构简单、制造方便、造价低;塔板开口率大，生产能力大；由于阀片可随气量的变化自由升降，故操作弹性大；因上升气流水平吹入液层，气液接触时间较长，故塔板效率较高。（4）加料方式和加料热状态：设计采用泡点进料，将原料通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。 （5）由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。 （6）再沸器，冷凝器等附属设备的安排：塔底设置再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝后再冷却至泡点下一部分回流入塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储灌。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。 3工艺流程草图及说明
苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计工艺计算书（精馏段部分） 化学与环境工程学院 化工与材料系 2004年5月27日
课程设计题目一——苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 一、设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t/a，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为35%（以上均为质量%）。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔釜加热蒸汽压力506kPa； 5.单板压降不大于0.7kPa； 6.年工作日330天，每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明； 2.塔的工艺计算； 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算； 4.塔内流体力学性能的设计计算； 5.塔板负荷性能图的绘制； 6.塔的工艺计算结果汇总一览表； 7.辅助设备的选型与计算； 8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 p（mmHg） 1.组分的饱和蒸汽压ο i
2.组分的液相密度ρ（kg/m 3 ） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、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35.3×103 kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01238.012??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。 附参考答案：苯-氯苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）
化工原理工程设计处理量为3000吨/年苯和氯苯体系精馏分离板式塔设计 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
板式精馏塔设计任务书 一、设计题目： 苯-氯苯体系精馏分离板式塔设计 二、设计任务及操作条件 1、设计任务： 生产能力（进料量）30000吨／年操作周期7200 小时／年 进料成分：含氯苯35%（质量分率，下同） 塔顶产品组成氯苯含量为98%;塔底产品组成含氯苯不得高于1.7%. 2、操作条件 操作压力4000Pa（表压）进料热状态q=0.7 单板压降： <或=0.7kPa 3、设备型式筛板或浮阀塔板（F1型） 4、厂址新乡地区 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）塔径及蒸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、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图及精馏塔工艺条件图 7、设计评述 目录 1.精馏塔的概述 (4) 2．设计内容................................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1.精馏塔的物料衡算........................................................................... 错误！未定义书签。 2.2.塔板数的确定 (9) 2.3.精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)
课程设计说明书 课程设计名称化工原理课程设计 课程设计题目苯-氯苯混合液浮阀式精馏塔设计 姓名 学号 专业 班级 指导教师 提交日期
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％的氯苯吨41000吨 操作条件 (1)塔顶压强4KPa(表压)，单板压降小于0.7KPa。 (2)进料热状态自选。 (3)回流比R=（1.1-3）R min。 (4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(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（四）参考资料 1．物性数据的计算与图表 2．化工工艺设计手册 3．化工过程及设备设计 4．化学工程手册 5．化工原理 苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据 其他物性数据可查有关手册。
目录 前 言 ........................................................................................................................................................ 6 1．设计方案的思考 ............................................................................................................................ 6 2.设计方案的特点 .............................................................................................................................. 6 3．工艺流程的确定 ............................................................................................................................ 6 一．设备工艺条件的计算 ...................................................................................................................... 8 1．设计方案的确定及工艺流程的说明 ............................................................................................ 8 2．全塔的物料衡算 . (8) 2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ...................................................................................... 8 2.2 平均摩尔质量 .......................................................................................................................... 8 2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 .............................................................................................. 8 3．塔板数的确定 ................................................................................................................................ 9 3.1理论塔板数T N 的求取 ........................................................................................................... 9 3.2 确定操作的回流比R ............................................................................................................. 10 3.3求理论塔板数 ......................................................................................................................... 11 3.4 全塔效率T E ......................................................................................................................... 12 3.5 实际塔板数 p N （近似取两段效率相同） (13) 4．操作工艺条件及相关物性数据的计算 (13) 4.1平均压强 m p (13) 4.2 平均温度m t .......................................................................................................................... 14 4.3平均分子量m M (14) 4.4平均密度 m ρ (15) 4.5 液体的平均表面张力m σ (16) 4.6 液体的平均粘度 m L μ, (17) 4.7 气液相体积流量 (18) 6 主要设备工艺尺寸设计 ................................................................................................................ 19 6.1 塔径 ........................................................................................................................................ 19 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ................................................................................................ 20 7.1 溢流装置 ................................................................................................................................ 20 7.2 塔板布置 .. (23) 二 塔板流的体力学计算 ...................................................................................................................... 25 1 塔板压降 . (25)
第一节 设计方案简介 一：设计方案的论证 精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，在精馏塔中同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，使其分离成几乎纯态组分的过程。 根据塔内气、接触构件的结构形式。塔设备可分为板式塔和填料塔两大类。 根据塔为逐板接触型气-液传质设备。种类繁多。根据塔板上气-液接触元件的不同。可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔多种。 筛板塔是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：结构简单，造价低廉，气体压降小，板上液面落差也较小，生产能力及板效率均较泡罩塔高。 精馏过程原理： 精馏过程原理可用气液平衡相图说明。若混合液具有如图的t-x-y 图，将组成为F x ，温度低于泡点的该混合液加热到泡点以上，使其部分汽化，并将气相和液相分开，则所得气相组成为1y ，液相组成为1x ，且1y >F x >1x ，此时气相、液相流量可由杠杆规则确定。若继续将组成为1y 的气相混合物进行部分冷凝，则可得到组成为2y 的气相和组成为 2x 的液相。依此又将组成为2y 的气相进行部分冷凝，则可得到组成为3y 的气相和组成为3x 的液相。且3y >2y >1y .由此可见，气相混合物经 多次部分冷凝后，在气相中可获得高纯度的易挥发组分。同时若将组 成为1x 的液相进行部分汽化，则可得到组成为'2x 的液相和组成为'2y 的
气相。若继续将组成为' x的液相进行部分汽化，则可得到组成为'3x的 2 液相和组成为' y的气相，且'3x<'2x<'1x。由此可见，将液体混合物进行 3 多次部分汽化，在液相中可获得高纯度的难挥发组分。 工业上精馏过程是多次部分汽化和部分冷凝的联合操作。二．设计流程简图 三．设计流程说明 原料液由料液输送泵将处于原料贮存罐里的低位液体送到高位贮槽内。高位贮槽将原料液输到预热器，原料液经预热器加热到指定温度后，送入精馏塔的进料板，在进料板与自塔上部下降的回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸气互相接触，进行热和质的传递过程。操作时，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（釜残夜），部分液体汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。塔顶蒸气进入冷凝器中全部被冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷凝后被送出作为塔顶产品（馏出液）。 四．控制条件的选择 1.操作压力 由于乙苯-氯苯体系对温度的依赖性不强，常压为液态，为降低塔的操作费用，操作压力选为常压。其中塔顶压力为塔底压力。 2.进料状态 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
课程设计题目—苯-氯苯分离过程筛板精馏塔设计2.3万吨一、设计题目 试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，已知原料液的处理量为2.3万吨，设塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，塔底馏出液中含苯不高于0.2%，原料液中含氯苯为38%（以上均为质量%）。 二、操作条件 1.塔顶压强：4kPa（表压）； 2.进料热状况：泡点进料； ； 3.回流比：2R min 4.塔釜加热蒸汽压力：0.5MPa（表压）； 5.单板压降不大于：0.7kPa； 6.冷却水温度：35℃； 7.年工作日300天，每天24小时连续运行。 三、设计容 1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定； 3.精馏塔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.塔板流体力学性能的计算；
7.塔板负荷性能图的绘制； 8.塔的工艺计算结果汇总一览表； 9.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 10.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 1.组分的饱和蒸汽压 i p （mmHg ） 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面力m σ可按下式计算：
A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 4.液体的粘度μL 5.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： 38 .01238.01 2??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 6.其他物性数据可查化工原理附录。
化工原理课程设计 筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 指导老师 学生 化学化工学院 化学工程与工艺 目录 一设计任务 (1) 1.设计题目筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 (1) 2.工艺条件 (1) 二设计内容 (2) 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图（见附图）。 (2) 2.工艺参数的确定 (2) 2.1基础数据 (2)
2.2全塔的物料衡算 (3) 2.3塔板数的确定 (3) 2.4塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (6) 2.5塔的提馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 3.主要设备的工艺尺寸计算 (10) 3.1 精馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (10) 3.2 提馏段塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (13) 4.流体力学计算 (15) 4.1 精馏段塔板上的流体力学验算 (15) 4.2 提馏段塔板上的流体力学验算 (19) 5 主要附属设备设计计算及选型 (24) 5.1精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算 (24) 5.2进料管线管径 (26) 5.3原料泵的选择 (26) 三精馏塔的设计计算结果汇总一览表 (27) 四参考文献 (28) 课程设计题目——筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 一设计任务 1.设计题目筛板式连续精馏塔及其主要附属设备设计 2.工艺条件 生产能力：70000吨/年（料液） 年工作日：300天 原料组成：60%苯，40%氯苯（摩尔分率，下同） 产品组成：馏出液97%苯，釜液1%苯 操作压力：塔顶压强为常压 进料温度：泡点 进料状况：泡点 加热方式：间接蒸汽加热 回流比：自选
二 设计内容 1.确定精馏装置流程，绘出流程示意图（见附图）。 2.工艺参数的确定 2.1基础数据 2.1.1.组分的饱和蒸汽压οi p （mmHg ） 2.1.2组分的液相密度ρ（kg/m3） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14. 1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。 2.1.3组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率） 2.1.4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： 38 .01c 2c 38 .012t t t t r r ??? ? ??--=（氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 2.1.5其他物性数据可查化工原理附录。
《化工原理课程设计二》任务书(2) (一）设计题目： 试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求进料量吨/小时，塔顶馏出液中苯含量不低于98%，塔底馏出液中苯含量不高于0.2%，原料液中含苯65%（以上均为质量%）。 （二）操作条件 （1）塔顶压强4kPa（表压） （2）进料热状况 （3）回流比自选 （4）单板压降不大于0.7kPa （三）设备型式： （1）F1型浮阀塔；（2）筛板塔 （四）设备工作日：每年330天，每天24小时连续运行 （五）厂址：西宁地区 （六）设计要求： 1.概述 2.设计方案的确定及流程说明 3.塔的工艺计算 4.塔和塔板主要工艺尺寸的设计 （1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定； （2）塔板的流体力学验算 （3）塔板的负荷性能图 5.设计结果概要或设计结果一览表 6.对本设计的评述和有关问题的分析讨论
（七） 设计基础数据 苯 ρA =912-1.187t 氯苯 ρB =1127-1.111t 式中t 为温度，℃ 双组分混合液体的表面张力σm 可按下式计算 x x B B A A B A m σσσσσ+= 式中 σm -混合液体的平均表面张力 σ A ， σ B -纯组分A ，B 的表面张力 x A ,x B -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计算： 38 .0121 2??? ? ??--=t t t t r r c c 式中t c -组分的临界温度，对氯苯t c =359.2℃ r 1,r 2-组分t 1,t 2温度下的汽化潜热，kJ/kmol 5、其它物性数据：查相关手册得到
目录 第1章设计方案的确定 (2) 1.1精馏操作 (2) 1.2工艺流程的确定 (2) 1.3 操作条件的确定 (3) 1.3.1操作压力的确定 (3) 1.3.2进料的热状况 (4) 1.3.3 精馏塔加热与冷却介质的确定 (4) 1.3.4热能的利用情况 (4) 第2章浮阀精馏塔的工艺设计 (5) 2.1物料衡算 (5) 2.2实际塔板数的计算 (6) 2.2.1回流比的选择 (6) 2.2.2理论塔板数和实际塔板数的确定 (8) 2.2.3工艺条件物性数据 (9) 2.3 浮阀塔主要尺寸的设计计算 (11) 2.3.1塔的有效高度和板间距的初选 (11) 2.3.2塔径 (11) 2.4 塔板结构及计算 (11) 2.4.1塔板参数 (11) 2.4.2浮阀数目与排列 (12) 2.4.3塔板流体力学验算 (13) 2.4.3塔板流体力学验算 (14) 2.4.4塔板负荷性能图 (16) 第3章精馏装置的附属设备设计 (19) 3.1原料预热器 (19) 设计结果评价及自我总结 (26) 附录A符号说明 (27) 附录B带控制点的工艺流程图 (29)
第1章设计方案的确定 1.1精馏操作 本次设计的物系是苯和氯苯，由于两物系的沸点不同，加热后会造成气液两相，利用两组分的相对挥发度的不同可将两组分分离。因此本次设计采用板式精馏塔操作完成分离任务。 精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。 典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶全凝器/冷凝器。 1.2工艺流程的确定 首先，苯和氯苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，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泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态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，完成苯与苯的分离。 本设计采用浮阀塔。浮阀塔是在泡罩塔和筛板塔基础发展起来的，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，成为国内应用最广泛的塔型。 浮阀塔具有以下优点：
苯-氯苯板式精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 一．设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯50000t，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%（以上均为质量%）。 二．操作条件 1.塔顶压强4kPa（表压）； 2.进料热状况，自选； 3.回流比，自选； 4.塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压)； 5.单板压降不大于0.7kPa； 三．塔板类型 筛板或浮阀塔板（F1型）。 四．工作日 每年300天，每天24小时连续运行。 五．厂址 厂址为天津地区。 六．设计内容 1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定； 3.精馏塔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.精馏塔接管尺寸计算； 9.绘制生产工艺流程图； 10.绘制精馏塔设计条件图； 11.绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）； 12.对设计过程的评述和有关问题的讨论。 七．设计基础数据 苯-氯苯纯组分的饱和蒸气压数据 温度，（℃）80 90 100 110 120 130 131. 8 i p×0.133-1k Pa 苯760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯148 205 293 400 543 719 760 其他物性数据可查有关手册。 设计方案 一．设计方案的思考 通体由不锈钢制造，塔节规格Φ25～100mm、高度0.5～1.5m，每段塔节可设置1～2个进料口/测温口，亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。整个精馏塔包括：塔釜、塔节、进料罐、进料预热器、塔釜液储罐、塔顶冷凝器、回流比控制器、产品储罐等。塔压降由变送器测量，塔釜上升蒸汽量可通过采用釜液温度或灵敏板进行控制，塔压可采用稳压阀控制，并可装载自动安全阀。为使塔身保持绝热操作，采用现代化仪表控制温度条件，并可在室温～300℃范围内任意设定。同时，为了满足用户的科研需要，每一段塔节内的温度、塔釜液相温度、塔顶气相温度、进料温度、回流温度、塔顶压力、塔釜压力、塔釜液位、进料量等参数均可以数字显示。 二．设计方案的特点
苯-氯苯板式精馏塔工艺设计设计说明书
苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计 一、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%的氯苯60000吨，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%（以上均为质量%）。 二、操作条件 1.塔顶压强4kPa （表压）； 2.进料热状况，泡点进料； 3.回流比，2R min ； 4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa （表压）； 5.单板压降不大于0.7kPa ； 6.年工作日300天，每天24小时连续运行。 三、设计内容 1.设计方案的确定及工艺流程的说明； 2.塔的工艺计算； 3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算； 4.塔内流体力学性能的设计计算； 5.塔板负荷性能图的绘制； 6.塔的工艺计算结果汇总一览表； 7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。 四、基础数据 ο 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3 ） 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算 苯 t A 187.1912-=ρ 推荐：t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 111.11127-=ρ 推荐：t B 0657.14.1124-=ρ
式中的t 为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m ） 双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算： A B B A B A m x x σσσσσ+= （B A x x 、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35.3×103 kJ/kmol 。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示： 38 .01238.012??? ? ??--=t t t t r r c c （氯苯的临界温度：C ?=2.359c t ） 5.其他物性数据可查化工原理附录。
山东理工大学 毕业设计 题目：苯-氯苯精馏塔及预热器的工艺设计 学院：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 学生姓名：许林鸿 指导教师：陈磊 毕业设计（论文）时间：2016年3月1日～5月30日共16周
本设计完成了工艺计算和设备设计两方面的内容，设计思想依照所学课程 《化工原理》[1]和《化工设备基础》[2]。工艺计算确定塔径，塔总高度。设备设计部分，确定换热器的选型，根据《化工设计》[3]确定工艺流程。 设计内容可以概括如下：1.分析设计条件，确定设计方案；2.精馏塔的工艺计算；3.精馏塔及塔板的工艺尺寸计算；4.附属设备选型；5.塔的结构设计和强度校核；6.精馏塔装配图绘制；7.带控制点的工艺流程图设计。 本设计没有特殊要求，故选用的是圆筒形裙座，直径为800mm。最后进行了筒体和封头的强度和稳定性计算，各人孔和接管的开孔补强计算，筒体的强度和稳定性以及水压试验的校核，通过校核，确定本设计的塔体壁厚、高度等在设计压力下均符合要求。 本设计针对苯-氯苯的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。通过对精馏塔的运算分析，可以得出精馏塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数以及根据分离物性进行选材，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。此外对塔的附属设备分析、计算、物料衡算进行选型 设计。使整个生产工艺过程做到经济、实用、效率高、产品精准的目的。 关键词：氯苯；精馏；筛板塔
The complete design of the main content and process calculation equipment design two aspects, design the main course "Chemical Engineering Principle" in accordance with what they have learned "Chemical Equipment Basis" calculated and determined technology tower diameter, total height of the tower. Equipment design part, determine the selection of the heat exchanger, according to "Chemical Engineering Design" determination process. The main design can be summarized as follows: 1 analysis and design conditions to determine the design; 2 fractionator process of calculation; calculation of rectification column 3 and tray geometries; 4 ancillary equipment selection; 5 column..... structural design and strength check; 6 fractionator assembly drawing; 7 flow chart design with control points. Because of the design are no special requirements, so the choice is cylindrical skirt and a diameter of 800mm. Finally, calculate the strength and stability of the cylinder and head, each hole and took the opening reinforcement calculation, check the strength and stability of the cylinder and the hydrostatic test, by checking to determine the design of the tower wall thickness, height, etc. are under design pressure to meet the requirements. The design for benzene - rectification problem chlorobenzene analysis, selection, calculation, accounting, graphics and so on, is more complete rectification design process. By fractionator operation analysis can be drawn from the distillation column process to produce operating conditions and physical parameters as well as the selection was based on the separation, so as to ensure the smooth and efficient distillation process as much as possible to improve. Further analysis of ancillary equipment tower, calculation, mass balance conducted selection and design. So that the whole production process to achieve economic, practical, efficient, accurate product purpose. Keywords: chlorobenzene; distillation; sieve column
化工原理课程设计说明书 设计题目：苯—氯苯精馏过程板式塔设计 设计者：班级化工095 闫宏阳 日期： 2011年12月13号 指导教师：胜凯 设计成绩：日期：
目录 ◆设计任务书 (3) ◆设计计算书 (4) ?设计方案的确定 (4) ?精馏塔物料衡算 (4) ?塔板数的确定 (5) ?精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) ?塔体工艺尺寸计算 (13) ?塔板主要工艺尺寸 (15) ?塔板流体力学验算 (17) ?浮阀塔的结构 (20) ?精馏塔接管尺寸 (23) ?产品冷却器选型 (25) ?对设计过程的评述和有关问题的讨论 (25) 附图：生产工艺流程图 精馏塔设计流程图
设计任务书 （一）题目 试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度99.8%的氯苯21000吨，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯45%（以上均为质量分数）。 （二）操作条件 （1）塔顶压力 4kPa（表压）； （2）进料热状况泡点； （3）回流比 R=1.4R min； （4）塔底加热蒸汽压力 0.5Mpa（表压）； （5）单板压降≤0.7 kPa； （三）塔板类型 浮阀塔板（F1型） （四）工作日 每年按300天工作计，每天连续24小时运行 （五）厂址 厂址为地区
设计计算书 一、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。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，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1.4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。 二、精馏塔物料衡算（以轻组分计算） 1．原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 kmol /kg 11.78=A M 氯苯的摩尔质量 km ol /kg 56.112=B M 003 .056 .112/998.011.78/002.011 .78/002.0986.056 .112/02.011.78/98.011 .78/98.0638 .056 .112/45.011.78/55.011 .78/55.0=+==+==+= W D F x x x 2．原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量 kmol /kg 46.11256.112)003.01(11.78003.0kmol /kg 59.7856.112)986.01(11.78986.0kmol /kg 58.9056.112)638.01(11.78638.0=?-+?==?-+?==?-+?=W D F M M M 3．物料衡算 原料处理量 h /25.93kmol 46 .112243001000 00012=???= W 总物料衡算 25.93+=D F 苯物料衡算 25.93003.0986.0638.0?+=D F