【正文】 化工原 理設(shè)計(jì) 化工原理課程 設(shè)計(jì) 題 目 苯 — 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計(jì) 學(xué)院名稱 化 學(xué) 化 工 學(xué) 院 指導(dǎo)教師 職 稱 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 年 月 日 目 錄 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計(jì) ……………………… ..1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 ………………………………………… ..2 引 言 ……………………………………………………… 3 一、設(shè)計(jì)方案的確定 ……………………………………… 4 二 、精餾塔的物料衡算 ………………………………… 7 三、塔板數(shù)的確定 ……………………………………… ..7 四、精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ………… 10 五、精餾塔的工藝尺寸計(jì)算 ………………… ………… ..13 六、塔板主要工藝尺寸的計(jì)算 …………………………… 15 七、篩板的流體力學(xué)驗(yàn)算 ……………………………… ..18 八、塔板負(fù)荷性能圖 …………………………………… ..20 九、各接管尺寸的確定 ………………………………… ..24 十、塔體設(shè)計(jì)總表 ……………………………………… ..27 十一 、 苯－氯苯精餾 生產(chǎn)工藝流程圖 ………………… ..29 十二 、 對設(shè)計(jì)過程的評述和有關(guān)問題的討論 ………… ..30 結(jié) 論 …………………………………………………… ..31 參考文獻(xiàn) …………………………… …………………… ..32 謝辭 ……………………………………………………… ..33 化工原 理設(shè)計(jì) 1 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 摘要 ： 本設(shè)計(jì)對苯 — 氯苯分離過程篩板精餾塔裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)，主要進(jìn)行了以下工作： 對主要生產(chǎn)工藝流程和方案進(jìn)行了選擇和確定。 對生產(chǎn)的主要設(shè)備 — 篩板塔進(jìn)行了工藝計(jì)算設(shè)計(jì) ,其中包括：①精餾塔的物料衡算；②塔板數(shù)的確定；③精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算；④精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算；⑤精餾塔塔板的主要工藝尺寸的計(jì)算。 繪制了生產(chǎn)工藝流程圖和精餾塔設(shè)計(jì)條件圖。 對設(shè)計(jì)過 程中的有關(guān)問題進(jìn)行了討論和評述。本設(shè)計(jì)簡明、合理，能滿足初步生產(chǎn)工藝的需要，有一定的實(shí)踐指導(dǎo)作用。 關(guān)鍵詞 ： 苯 — 氯苯；分離過程；精餾塔 The Design of sieve platedistillation Tower about theSeparating Process of Benzenechlorobenzene Abstract: A suit of equipment of sieve distillation column devices which make Benzene separate from chlorobenzene has been designed. The main work prising: 1. The main processes and programmes of the production have been selected and main container filler tower has been designed,including ① the balance reckon of the sieve plate tower ② the number of the tower plank has been determinated ③ the calculation of properties of matter date ④ the size of the Distillation tower has been puted ⑤ The main tray sizeof the distillation been reckoned3. Production craftwork flow chart and design condition chart of the distillation tower have been drawn. questions of the design process have been discussed and reviewed. The design is simple and reasonable, and can meet the needs of the initial production process, a certain role in guiding the practice. 化工原理課程設(shè)計(jì) 2 設(shè) 計(jì)內(nèi)容及要求 一、設(shè)計(jì)任務(wù) ： 每小時(shí)生產(chǎn) %的氯苯 噸塔頂餾出液中含氯苯 ≤2%，原料液中含氯苯 40%（ wt%）。 二、操作條件 ： （ 1）塔頂壓強(qiáng) 4kPa（表壓）； （ 2）進(jìn)料熱狀況 泡點(diǎn)進(jìn)料 q=1； （ 3）回流比 倍最小回流比； （ 4）塔底加熱蒸汽壓力 （表壓）； （ 5）單板壓降 ≤。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1）精餾塔的物料衡算； （ 2）塔板數(shù)的確定； （ 3）精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算； （ 4）精餾塔的塔體工藝尺寸計(jì)算； （ 5）塔板主要工藝尺寸的計(jì)算； （ 6）塔板的流體力學(xué)驗(yàn)算； （ 7）塔板負(fù)荷性能圖； （ 8）精餾塔接管尺寸的計(jì)算； （ 9）電腦繪制生產(chǎn)工藝流程圖； （ 10）手工繪制精餾塔設(shè)計(jì)條件圖； （ 11）對設(shè)計(jì)過程的評述和有關(guān)問題的討論。 四、設(shè)計(jì)要求 （ 1）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書撰寫規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)，條理清晰； （ 2）數(shù)據(jù)可靠，論證合理，有設(shè)計(jì)價(jià)值； （ 3）圖紙繪制應(yīng)符合化工制圖的標(biāo)準(zhǔn)。 指導(dǎo)教師 ： 年 月 日 化工原理課程設(shè)計(jì) 3 引 言 塔設(shè)備設(shè)計(jì)概述 塔設(shè)備是化工、石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一 ,他可以使氣 (或汽 )或液液兩相緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。在化工廠、石油化工廠、煉油廠等中，塔設(shè)備的性能對于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力和消耗定額，以及三廢處理和環(huán)境保護(hù)等各方面都有重大影響。 塔設(shè)備中常見的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻和回收、氣體的濕法凈制和干燥，以及兼有氣液兩相傳質(zhì)和傳熱的增濕和減濕等。 最常見的塔設(shè)備為板式塔和填料塔兩大類。作為主要用于傳質(zhì)過程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液兩相能充分接觸，以獲得高的傳質(zhì)效率。此外，為滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還必須滿足以 下要求： 生產(chǎn)能力大； 操作穩(wěn)定，彈性大； 流體流動(dòng)阻力?。?結(jié)構(gòu)簡單、材料耗用量少，制造和安裝容易；耐腐蝕和不易阻塞，操作方便，調(diào)節(jié)和檢修容易。 板式精餾塔設(shè)備選型及設(shè)計(jì) 因?yàn)榘迨剿幚砹看?、效率高、清洗檢修方便且造價(jià)低，故工業(yè)上多采用板式塔。因而本課程設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)板式塔。 (1)、 工業(yè)上常見的幾種的板式塔及其優(yōu)缺點(diǎn) Ⅰ 、浮閥塔 。 在塔板開孔上方，安裝可浮動(dòng)的閥片，浮閥可隨氣體流量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)開度，可避免漏液，操作彈性大，造價(jià)低，且安裝檢修方便，但對材料的抗腐蝕性能要求高。 Ⅱ 、篩孔塔 。 結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、篩板塔壓降小、液面落差也較小、生產(chǎn)能力及塔板效率都較泡罩塔高，故應(yīng)用廣泛。 Ⅲ 、泡罩塔 。 其氣體通道是升氣管和泡罩，由于升氣管高出塔板，即使在氣體負(fù)荷很低時(shí)也不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重漏液，操作彈性大，升氣管為氣液兩相提供了大量的傳質(zhì)界面。但泡罩塔板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，安裝檢修不便，生產(chǎn)能力小。綜合考慮最終選擇篩孔式精餾塔。 (2)、設(shè)計(jì)板式塔的要求及簡易流程 化工原理課程設(shè)計(jì) 4 首先應(yīng)根據(jù)已給定的操作條件，由圖解法或解析法求得理論塔板數(shù)、選定或估算塔板效率，從而測得實(shí)際塔板數(shù)，然后對以下內(nèi)容進(jìn) 行設(shè)計(jì)或計(jì)算： Ⅰ 、塔高的計(jì)算 。 包括塔的主體高度、頂部與底部空間的高度，以及裙座的高度 。 Ⅱ 、塔徑的計(jì)算。 Ⅲ 、塔內(nèi)件的設(shè)計(jì) 。 主要是塔盤的工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，此多此還包括，塔的進(jìn)出口、防沖檔板、防渦器、除沫器等的設(shè)計(jì)計(jì)算。 設(shè)計(jì)流程簡略圖流程：裝置的有關(guān)操作條件 → 給定的塔板設(shè)計(jì)條件 → 確定塔徑 → 溢流區(qū)的設(shè)計(jì) → 氣液接觸區(qū)的設(shè)計(jì) → 各項(xiàng)核對計(jì)算。 一、設(shè)計(jì)方案的確定 操作壓力 蒸餾操作可在常壓，加壓，減壓下進(jìn)行。應(yīng)該根據(jù)處理物料的性能和設(shè)計(jì)總原則來確定操作壓力。例如對于熱敏感物料，可采用 減壓操作。本次設(shè)計(jì)為一般物料因此，采用常壓操作。 進(jìn)料狀況 進(jìn)料狀態(tài)有五種：過冷液，飽和液，氣液混合物，飽和氣，過熱氣。但在實(shí)際操作中一般將物料預(yù)熱到泡點(diǎn)或近泡點(diǎn)，才送入塔內(nèi)。這樣塔的操作比較容易控制。不受季節(jié)氣溫的影響，此外泡點(diǎn)進(jìn)料精餾段與提餾段的塔徑相同，在設(shè)計(jì)和制造上也叫方便。本次設(shè)計(jì)采用泡點(diǎn)進(jìn)料即 q=1。 加熱方式 蒸餾釜的