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苯-氯仿分离过程筛板式精馏课程设计

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新乡学院《化工原理课程设计》说明书院（系）名称化学与化工学院专业名称化学工程与工艺年级班级2008级2班学生姓名学号指导教师姓名徐绍红杨丽云目 录第一章 课程设计任务书 .............................................. 2 第二章 设计内容 . (4)一、精馏塔物料衡算 .............................................. 4 二、塔板数的确定 ................................................ 4 三、确定泠凝器和再沸器的热负荷c Q ，r Q ......................... 7 四、传热面积.................................................... 8 五、塔径的计算及板间距的确定................................... 17 六、堰及降液管的设计........................................... 20 七、踏板分布及筛板塔的主要结构参数 ............................ 22 八、水力学计算 ................................................ 23 九、负荷性能图 ................................................. 26 十、主要接管尺寸的选取 ........................................ 32 附录 .............................................................. 34 设计小结 .......................................................... 35 参考文献 . (36)第一章课程设计任务书一、课题名称：苯----氯仿分离过程筛板式精馏二、课题条件（原始数据）：㈠、设计条件1.处理量、进料状态已知2.料液、塔顶、塔底组成：自定3.塔底加热方式、塔底加热蒸汽压力、塔顶冷凝水进、出口温度自定4.回流比根据《化工原理课程设计指导》教材P-48确定5.每年生产时间：一年开工按300天计，每天工作时间24小时6.单板压降≤0.6kPa，塔顶表压3.5kPa7.单组号设计筛板塔，双组号设计浮阀塔㈡、关于设计说明书的编写1.设计题目2.说明书目录（标题及页次）3.精馏方案的说明，流程的叙述（附流程简图）4.工艺计算：包括全塔物料衡算、塔顶及塔底温度、精馏段和提馏段气液负荷、塔顶冷凝器热负荷、冷却水用量、塔底再沸器热负荷、加热蒸汽用量、塔的理论板数、实际板数。

5.塔的结构设计：包括塔高、塔径、降液管、溢流堰、开孔数及开孔率。

6.塔板流体力学验算。

7.塔板布置图、塔板负荷性能图。

8.附属设备的设计：塔顶冷凝器、塔底再沸器（计算传热面积）、回流泵、进料接管、塔顶产品接管、塔底产品接管、塔顶蒸汽接管。

9.撰写计算结果一览表。

（见附表1）10.设计感想、设计评价及有关问题的分析讨论。

参考文献（包括资料的作者、书名、出版单位和出版社）。

11.绘制精馏塔或冷凝器的设备图（图纸A2）。

㈢、设计内容：原料：苯、氯仿年产量（氯仿）：三万吨原料组成（氯仿的质量分率，下同）：0.60进料状态：气液共存进料塔顶产品组成：0.995塔底产品组成：0.03塔板形式：筛板生产时间：300天/年，每天24h运行设备形式：筛板塔三、设计方案的确定本设计采用连续精馏流程，气液共存进料。

塔顶上升蒸汽采用凝器冷凝，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。

该物系属于易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的1.23倍。

塔釜采用饱和水蒸汽间接加热，塔底产品冷却后送至储罐。

第二章 设计内容一、精馏塔物料衡算㈠原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量 mol g M A /11.78= 氯仿的摩尔质量 mol g M B /378.119=495.0378.119/60.011.78/40.0378.119/60.0=+=F X992.0378.119/995.011.78/005.0378.119/995.0=+=D X0198.011.78/97.0378.119/03.0378.119/03.0=+=W X㈡原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量mol g M F /538.98378.119495.011.78505.0=⨯+⨯=mol g M D /048.119378.119992.011.78008.0=⨯+⨯=mol g M W /927.78378.1190198.011.789802.0=⨯+⨯=㈢物料衡算塔顶处理量 h kmol D /87.3424300378.11930000000=⨯⨯=总物料衡算 W W D F +=+=87.34氯仿物料衡算 W F ⋅+⨯=⨯0198.087.34992.0495.0 联立解得：hkmol W hkmol F /47.36/34.71==二、塔板数的确定精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (1)操作压力的计算塔顶的操作压力 KPa P 825.1045.3325.101=+=顶每层塔板的压降 KPa P 533.0=∆ 设塔板数为25块，则 KPa P 15.11825533.0825.104=⨯+=底进料板压力KPaP 488.1112825.10415.118=+=进 (2)操作温度的计算 塔顶温度C t ︒=3.61顶塔底温度 C t ︒=0.80底 进料温度 C t ︒=5.75进经查资料得苯与氯仿气液平衡时的组成与温度的关系如下表所示（以氯仿的组成为基由上面数据可做t-x-y 图、x-y 图如下所示：运用图解法可得583.1435.0495.0495.0590.0=--=--=a x x b v l F F所以 613.01583.1583.11=+=+==+v l v l l v lq故q 线方程为x x q x x y F q q584.1279.11613.0495.01613.0613.011-=---=--=-在x-y 图上作q 线如图所示，得其与平衡线交点的坐标为（0.663,0.809），∴317.1663.0809.0809.0992.0m in ===----qx qq y D y x R通过近似估算则取62.1317.123.123.1m in =⨯==R Rh kmol q R q D n l n /489.5662.187.34...=⨯==由此可得精馏段操作方程为：379.0618.062.262.162.2992.0111+=+=+=+++n n R D xn R R n x x x y提馏段操作方程为：01129.057.10198.047.3622.10047.3647.3622.10022.100.'...'.'.1-=⨯-=-=----+n n w wn q l n q w n q n w n q l n q l n q n x x x x y在x-y 图上作出精馏段及提馏段的操作线，并运用图解法求取其理论板层数，如上图所示，则得 26=理N 设65.0=T E故（块）理实4065.026===TN N N （不包括再沸器）三、确定泠凝器和再沸器的热负荷c Q ，r Qm D c Dr R h H D R Q )1()()1(1+≈-+=''mF c W D r r V Fh Q W h Dh Q ≈-++=上式中的m r ，'m r 分别为塔顶、塔底混合物的汽化潜热，'V 为混合物流率。

其中汽化潜热由陈氏公式求取：陈氏公式：rT r P r T T r ---=07.1)lg 11.782.79.7(molcal r P T r r /12.6819628.007.1)0214.0lg 11.782.7628.09.7(45.3340214.04894825.104628.01.56245.334=-⨯--⨯⨯=====计算各物质的r r P T 、及r 列表如下：所以hkJ r V Q hkJ Dr R Q m r m c /10557.9)098.269802.0466.310198.0(100047.36/10973.21000)55.28008.0573.32992.0(87.34)162.1()1(5''6⨯=⨯+⨯⨯⨯==⨯=⨯⨯+⨯⨯⨯+=+=四、传热面积 1、冷凝器取315=K kcal/(m2·h ·℃)，设水温由20℃上升至35℃，物质被冷却至53℃。

则26)353.612053ln()353.61()2053(8.52187.474.4231510976.274.42m t K Q A t m c m =⨯⨯⨯=∆===∆-----冷凝器传热系数K 的校核：其中塔顶各物系及冷却介质的数据如下所示：物料被冷却温度由61.3℃降至53℃，故其定性温度为：(61.3+53)/2=57.2℃; 冷却介质水温度由20℃升至35℃，其定性温度为：(20+35)/2=27.5℃；()()()Ct t t Ct Ct w s m w s ︒=+=+=︒=+=︒=85.512/5.423.612/5.422/5.272.573.61故因wh kJ Q c 825899*********.2973.2/10973.23766=⨯⨯⨯⨯=⨯=-物料流量：h kg h kmol q h m /25.10906378.119359.91/359.91=⨯==⋅冷却水耗量：()()skg t t c Q q p c c m /13.132035417482589912=-⨯=-=⋅该设计任务的热流体是苯和氯仿的混合热气体，冷凝体为水，为使气体通过壳壁面向空气中散热，提高冷却效果，故令混合热气体走壳程，水走管程。

混合气体 T/℃ 61.3→53 冷凝水 t/℃ 35 ← 20 △t/℃ 26.3 33C t t t t t m ︒=-=∆∆∆-∆=∆74.42333.26ln 333.26ln 2121363.0203.612035553.02035533.6111121221=--=--==--=-=-t T t t P t t T T R由P 、R 值，查图得选用单壳程即可行。

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苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计

苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计

课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计院系：学生姓名：学号：专业班级：指导教师：2010年11月19日目录一、设计背景 (1)二、产品与设计方案简介 (2)（一）产品性质、质量指标 (3)（二）设计方案简介 (3)（三）工艺流程及说明 (3)三、工艺计算及主体设备设计 (4)（一）精馏塔的物料衡算 (4)1）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (4)2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (5)3）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率 (5)（二）塔板数的确定 (5)1）理论塔板数的确定 (5)2）实际塔板数 (7)（三）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1）操作压力的计算 (8)2）操作温度的计算 (8)3）平均摩尔质量计算 (8)4）平均密度计算 (10)5）液相平均表面张力 (10)6）液相平均粘度计算 (11)四、精馏段的塔体工艺尺寸的计算 (11)（一）塔径的计算 .................................. 11 （二） 精馏塔有效高度的计算 ....................... 11 五、塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (12)（一）溢流装置.................................... 12 （二）塔板布置.................................... 13 （三）开孔率n 和开孔率 .......................... 13 六、塔板上的流体力学验算 .. (14)（一）气体通过筛板压降和的验算 ............... 14 （二）雾沫夹带量v e 的验算 .......................... 15 （三）漏液的验算 .................................. 15 （四）液泛的验算 .................................. 15 七、塔板负荷性能图 (16)（一）. 漏液线（气相负荷下限线） ................. 16 （二）. 液沫夹带线 .............................. 16 （三）. 液相负荷下限线 .......................... 17 （四）. 液相负荷上限线 .......................... 17 （五）. 液泛线 (17)八、筛板式精馏塔设计计算结果 ............................ 19 九、主要符号说明 ....................................... 20 十、结果与结论 ...................................................................................... 21 十一、收获与致谢 (21)p h p p Δ《化工原理》课程设计任务书一、设计题目——苯-氯苯二元物系板式连续精馏塔设计一座苯-氯苯板式连续精馏塔,要求年产36432吨纯度为99%的苯,塔底釜液中苯含量为1%,原料液中含苯69%（以上均为质量百分数)。

化工原理课程设计苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计大学论文

化工原理课程设计苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计大学论文

化工原理课程设计设计题目：苯－氯苯分离过程板式精馏塔设计设计者：学号：专业：石油与化工学院班级：化工本141班指导教师：设计时间：2016年12月20日1目录一、概述 (4)1、精馏与塔设备简介 (4)2、筛板塔的特点 (5)3.体系介绍 (6)4、设计要求 (6)二、设计说明书 (6)（1）设计单元操作方案简介 (6)（2）筛板塔设计须知 (7)（3）筛板塔的设计程序 (7)（4）塔板操作情况的校核计算——作负荷性能图及确定确定操作点 (7)三．设计计算书 (7)1.设计参数的确定 (7)1.1进料热状态 (7)1.2加热方式 (8)1.3回流比（R）的选择 (8)1.4 塔顶冷凝水的选择 (8)2.流程简介及流程图 (8)2.1流程简介 (8)2.2流程简介图 (9)3.理论塔板数的计算与实际板数的确定 (10)3.1理论板数的确定 (10)3.1.1物料恒算 (10)3.1.2 q线方程 (10)3.1.3 平衡线方程 (10)23.1.4 R min和R的确定 (12)3.1.5精馏段操作线方程 (13)3.1.6提镏段操作线方程 (13)3.1.7图解法求理论塔板数 (13)3.2实际塔板数确定 (14)4.精馏塔工艺条件计算 (14)4.2操作温度的计算 (14)4.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 (15)4.4热量衡算 (20)4.5热量衡算 (21)4.6塔径的确定 (22)4.7塔有效高度 (24)4.8整体塔高 (25)5、塔板主要参数确定 (25)5.1溢流装置 (25)5.2塔板布置及筛孔数目与排列 (27)6.筛板的流体力学计算 (28)6.1塔板压降 (28)e的计算 (30)6.2雾沫夹带量V6.3漏液的验算 (30)6.4液泛验算 (30)7、塔板负荷性能图 (31)7.1液沫夹带线 (31)7.2液泛线 (32)7.3液相负荷上限线 (33)7.4液相负荷下线 (34)8.辅助设备及零件设计 (37)8.1塔 (37)8.2塔的接管 (38)8.4塔的附属设计 (40)9.参考文献及设计手册 (41)四、设计感想 (41)3各级标题的层次不对请参考课程设计课本165页标题的设置方法，另外每章的表和图要按照顺序进行命名。

化工原理课程设计---苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

化工原理课程设计---苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

课程设计题目——苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计一、设计题目某化工厂每天需将75吨含苯45%的苯—氯苯混合物用连续蒸馏方法分离成含苯96%的馏出液及含氯苯98%的釜液(均为质量百分数)供有机合成之用。

试设计一精馏塔来完成该分离任务；原料温度为20℃。

二、操作条件1.塔顶压强4kPa （表压）；2.20℃进料；3.回流比自定（取2.4R min ）；4.塔釜加热蒸汽压力506kPa （表压）；5.单板压降不大于0.7kPa ；6.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.设计计算结果一览表；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1.组分的饱和蒸汽压i p （mmHg ） 温度，（℃）80 90 100 110 120 130 131.8ip苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯148205293400543719760注：1mmHg=133.322Pa 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3）温度，（℃）80 90 100 110 120 130 ρ苯 817 805 793 782 770 757 氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯 t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。

3.组分的表面张力σ（mN/m ）温度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ苯 21.2 20.6 17.3 16.8 16.3 15.3 氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算：AB B A BA 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35.3×103kJ/kmol 。

苯与氯苯筛板精馏塔课程设计

苯与氯苯筛板精馏塔课程设计

苯与氯苯筛板精馏塔课程设计
本次课程设计主题为“苯与氯苯筛板精馏塔”。

该设计涉及到化
工流程、设备和操作等多个方面，旨在培养学生的实际操作能力和分
析/解决问题的能力。

本次课程设计的主要内容包括以下几个方面：
1. 设计苯与氯苯筛板精馏塔的工艺流程。

该流程需要考虑到苯和
氯苯的特性、溶液组分比例和物理特性等因素，以及精馏塔的操作策
略和设备选型等。

2. 在此基础上，进行化工传热与传质的计算和模拟。

通过计算分析，确定最佳的操作条件，为后续实验操作提供参考。

3. 进行苯与氯苯的实验精馏。

在实验中，学生需要掌握基本的化
工实验操作技能，如计量、调整反应条件、观察参数变化、记录数据等。

4. 对实验数据进行处理和分析。

根据实验结果，学生需要进行数
据处理和分析，分析提炼出数据背后的物理化学机制和规律。

5. 进行实验结论的讨论与总结。

通过实验课程的学习和实际操作，学生可以更深入地了解化工实践的复杂性和实现过程。

在结论与总结中，学生可以对实验结果进行评价，并提出建议和展望。

本次课程设计旨在帮助学生建立化工知识体系，提高操作技能和
实际分析/解决问题的能力，为将来的专业发展奠定基础。