【正文】 南京工業(yè)大學 化工原理課程設計 1 / 46 目 錄 2 3 4 6 物料衡算 6 理論塔板數(shù) N T 計算 6 Aspen Plus 多組分精餾簡捷法計算 6 Aspen Plus 多組分精餾嚴格法計算 9 壓降校核 13 熱量衡算 1 4 21 塔徑計算 21 填料層及塔節(jié)分段、塔的總高度 22 筒體厚度和封頭厚度 24 塔體主要部件選用 25 零部件選取 26 36 37 38 39 40 南京工業(yè)大學 化工原理課程設計 2 / 46 167。 對 氯甲苯（ PCT）、鄰氯甲苯（ OCT）是兩種重要的化工原料，是染料、醫(yī)藥、輕工、農(nóng)藥等行業(yè)的重要應用價值的有機中間體。到目前為止，對氯甲苯還可側(cè)鏈氧化、環(huán)鹵化、氰化等反應可制備 100多種農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料產(chǎn)品。如對氯甲苯在醫(yī)藥方 面用作芬那露、乙胺嘧啶、氯屈米通的中間體；在農(nóng)藥方面用作戊菊酯、氰戊菊酯、氟氰菊酯、高氰菊酯殺蟲劑，還有殺菌劑、除草劑等。鄰氯甲苯用作染料和醫(yī)藥中間體，目前已開發(fā)出 20 余種衍生物產(chǎn)品。對氯甲苯的工業(yè)生產(chǎn)是選用甲苯進行環(huán)氯化的工藝路線： C H 3 C H 3+ C l 2F e C l 3T e m p .C H 3+ + H C lC lC lP C T O C T由于 PCT 和 OCT 常壓下沸點分別為 ℃和 ℃ ,兩者非常接近，用常壓精餾分離難度大。但由于 PCT 和 OCT 國內(nèi)需求量大，特別是高純度的 PCT 和 OCT 還需從國外進口，因此，研究設計 PCT和 OCT 的精 餾分離方法具有重要的現(xiàn)實意義。 傳統(tǒng)觀點認為，填料塔的生產(chǎn)處理能力小，容易液泛，操作困難。隨著人們對高效填料研究的不斷深入，填料塔的應用越來越廣泛，其優(yōu)點是： ① 填料塔的壓降比板式塔小，真空操作更為適宜。 ② 對熱敏性體系宜采用填料塔，因為填料塔的持液量比板式塔少，南京工業(yè)大學 化工原理課程設計 3 / 46 物料在塔內(nèi)的停留時間短。 ③ 對易起泡體系，填料塔更適合，因為填料對泡沫有限制和破碎作用。 ④ 對腐蝕性體系，填料更適宜，因可采用瓷質(zhì)或塑料填料。 ⑤ 塔徑不很大時，填料塔結(jié)構(gòu)簡單且造價便宜。 ⑥ 塔徑可小可大（ φ ~5m） , 而板式塔一般 不小于 。 ⑦ 在同等分離難度下，填料塔分離程度高，操作回流比小，能耗低。 本設計針對 PCT 和 OCT 同分異構(gòu)體沸點近、分離難度大的特點，擬采用高效絲網(wǎng)填料塔在減壓條件下分離上述體系。 167。 全凝器 回流預熱器 原料預熱器 抽真空 泵 再沸器 塔底產(chǎn)品 PCT+OCT 精 餾 塔 中 間 罐 真 空 罐 塔 頂 產(chǎn) 品貯槽 南京工業(yè)大學 化工原理課程設計 4 / 46 167。 167。 物性常數(shù) 《石油化工基礎數(shù)據(jù)手冊》 名稱 分子式 分子量 沸點 （ 1atm） 熔點 OCT C7H7Cl ℃ 34℃ PCT C7H7Cl ℃ ℃ 167。 安托因方程 logPOCT = ― (t+) logPPCT = ― (t+) POCT, PPCT飽和蒸汽壓， kpa t溫度， ℃ 167。 PCT 和 OCT 在不同溫度下的汽化潛熱及比熱 PCT 溫度 t℃ 汽化潛熱 cal/mol 密度 g/cm3 比熱 cal/mol?℃ 20 9388 30 9298 40 9207 50 9144 60 9019 70 8923 80 8825 90 8725 南京工業(yè)大學 化工原理課程設計 5 / 46 100 8624 110 8520 120 8414 OCT 溫度 t℃ 汽化潛熱 cal/mol 密度 g/cm3 比熱 cal/mol?℃ 20 9315 30 9225 40 9133 50 9040 60 8945 70 8848 80 8750 90 8650 100 8547 110 8443 120 8337 南京工業(yè)大學 化工原理課程設計