苯氯苯分离过程板式精馏塔设计课程设计
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苯氯苯分离过程板式精馏塔设计课程设计
- 2 - 海南大学
课程设计书
系（部、中心）
材料与化工学院
姓 名 刘茜 学 号 20100411310077
专
业 化学工程与工艺 班 级 10级2班
同组人员 王娜 林达 吴小雪 龙哲儒
课程名称 化工原理课程设计
设计题目名称 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
起止时间 2013.05.15---2013.06.10
成 绩
指导教师签名
- 3 - 化工单元设备设计任务书（苯—氯苯精馏装置设计）
一、设计题目
试设计一座苯-氯苯连续精馏装置,要求年产纯度为99.5%的氯苯26000吨,塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%,原料液含氯苯35%(以上均为质量百分数)。
二、设计条件
（一）精馏塔
（1）塔顶压力 4KPa（表）
（2）进料热状态 自选
(3)回流比 自选
(4)塔底加热蒸汽压力 0.5MPa（表）
(5)单板压降 ≤0.7KPa
（6）全塔效率 ET=54%
（7）塔板类型——筛板或浮阀塔板（F1型）
（二）换热器
——配置于精馏装置中的预热器 冷凝器 冷却器 再沸器等选一设计
（1）加热介质——饱和水蒸汽0.3MPa（绝）；
（2）冷却介质——冷却循环水，进口温度30℃，出温度40℃；
（3）换热器允许压降≯510Pa；
（4）换热器类型——标准型列管式或板式换热器。
三、工作日
每年工作300天，每天24小时连续运行。
四、生产厂址
海南洋浦工业开发区
五、设计内容
（一）选择合适的精馏塔
（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的计算；
- 4 - （5）塔板的主要工艺尺寸的计算；
（6）塔板的流体力学验算与塔板负荷性能图；
（7）精馏塔接管尺寸计算；
（8）绘制精馏装置工艺流程图；
（9）绘制精馏塔设计条件图；
（10）对设计过程的评述和有关问题讨论。
（二）选择合适的换热的
（1）确定设计方案
——选择换热器类型；流动空间及流速的确定。
（2）确定物性数据
（3）估算传热面积
（4）工艺结构尺寸
（5）换热器核算
（6）绘制换热器设计示意图；
（7）对换热器设计过程的评述和有关问题讨论。
- 5 -
目录
第1章 绪 论
1.1 精馏原理 ......................................................................................................... 5
1.2 塔设备概述 ..................................................................................................... 5
1.3 氯苯简介 ......................................................................................................... 6
第2章 苯-氯苯分离精馏
............................................... 7
2.1
工艺流程 ......................................................................................................... 7
2.2设备选型
............................................................................................................ 8
2.2.1 塔设备的选型 ................................................................................ 8
2.2.2 塔板的类型与选择 ........................................................................ 9
2.3
操作条件的选择... ........................................................................................ 10
第3章 工艺计算 ..................................................... 10
3.1
全塔的物料衡算 ........................................................................................... 10
3.1.1
原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ................................... 10
3.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 .............................. 10
3.1.3 原料液及塔顶底产品的摩尔流率 .............................................. 11
3.2 塔板数的确定 ............................................................................................... 11
- 6 - 3.2.1 理论板层数NT的求取 ................................................................ 11
3.2.2 实际板层数的求取 ...................................................................... 13
3.3
精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 .............................................. 14
3.3.1 平均压强mp ................................................................................ 14
3.3.2 平均温度mt .................................................................................. 14
3.3.3 平均分子量mM ........................................................................... 14
3.3.4
平均密度mρ ................................................................................. 15
3.3.5 液体的平均表面张力mσ ............................................................. 16
3.3.6 液体平均粘度计算 ...................................................................... 17
3.3.7
气、液负相体积流量负荷计算…………………………………………17
3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 ................................................................... 18
3.4.1
塔径 .............................................................................................. 19
3.4.2 精馏塔有效高度 .......................................................................... 19
3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 ........................................................................... 20
3.5.1 溢流装置计算 .............................................................................. 20
3.5.2 塔板布置 ...................................................................................... 21
3.5.3 筛孔计算及其排列…………………………………………………………21
- 7 - 3.6
筛板的流体力学验算 ................................................................................... 22
3.6.1 塔板压降 ...................................................................................... 22
3.6.2 液面落差 ...................................................................................... 23
