毕业论文设计-苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计

苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计一、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25000吨/年，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为30%（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300天，每天24小时连续运行。三、设计内容1、精馏塔的物料衡算及塔板数的确定2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算4、塔板的流体力学验算5、塔板的负荷性能图的绘制6、精馏塔接管尺寸计算7、绘制带控制点的生产工艺流程图8、绘制主体设备图四、基础数据1.组份饱和蒸汽压（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10391028101810089979853.组分的表面张力（mN/m）温度，（）8085110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4五、工艺计算及主体设备设计 （一） 精馏塔的物料衡算及塔板数确定（1）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯和氯苯的相对摩尔质量分别为78和112kg/kmol。 （2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 （3）物料衡算依题给条件：一年以300天，一天以24小时计，有：原料处理量 F=总物料衡算 F=D+W氯物料衡算 0.770F=0.985D+0.00287W联立解的F=40.45D=31.59W=8.85（二） 塔板数的确定1 理论板层数苯氯苯物系属于理想物系 采用阶梯求解法求取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，（）8090100110120130131.8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，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.确定操作回流比R将表中数据作图的曲线及。在图上，因q=1查的，而，。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：3求理论塔板数精馏段操作线：提留段操作线为过（0.00287,0.00287）和（0.770,0.921）两点的直线。2 实际塔板数1.全塔效率选用公式计算。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，在此平均温度下查化工原理附录得：，。2.实际塔板数（近似区两段效率相同）精馏段：块，取块提馏段：块，取块总塔板数：块（三）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算1.平均压强取每层塔板压降为0.7KPa计算。塔顶：加料版：平均压强：2.平均温度塔顶为80，加料板为89。3.平均分子量塔顶： ， 加料板： ，精馏段：4 平均密度1.液相平均密度塔顶： 进料板： 精馏段: 2.气相平均密度5 液体的平均表面张力塔顶： ，进料板：，精馏段：6 液体的平均粘度 加料版：精馏段：（四) 精馏段的汽液负荷计算汽相摩尔流率汽相体积流量汽相体积流量液相回流摩尔流率液体体积流量（五）塔和塔板的主要工艺尺寸计算1 塔径。1.初选塔板间距