【正文】 沈陽化工大學(xué)化工原理課程設(shè)計說明書 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 成 績： 化工原理課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè) 班級 設(shè)計人 一、設(shè)計題目分離 苯氯苯 混合液（混合氣）的 篩板 精餾塔二、設(shè)計數(shù)據(jù)及條件生產(chǎn)能力：年處理 苯氯苯 混合液（混合氣）： 萬噸（開工率300天/年）；原 料： 苯 含量為 40 %（質(zhì)量百分率，下同）的常溫液體（氣體）；分離要求： 塔頂 苯 含量不低于（不高于） 95 %；塔底 苯 含量不高于（不低于） %。建廠地址： 沈陽三、設(shè)計要求（一）編制一份設(shè)計說明書，主要內(nèi)容包括：前言；流程的確定和說明（附流程簡圖）；生產(chǎn)條件的確定和說明；精餾（吸收）塔的設(shè)計計算；附屬設(shè)備的選型和計算；設(shè)計結(jié)果列表；設(shè)計結(jié)果的討論與說明；注明參考和使用的設(shè)計資料；結(jié)束語。（二）繪制一個帶控制點的工藝流程圖（2圖）（三）繪制精餾（吸收）塔的工藝條件圖（坐標紙）四、設(shè)計日期： 2013 年 03 月 04 日至 2013 年 05 月 31 日1沈陽化工大學(xué)化工原理課程設(shè)計 目錄 目 錄前 言 1第一章 流程的確定和說明 3第二章 精餾塔設(shè)計計算 5 操作條件與基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 5 操作壓力 5 苯氯苯基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 5 操作條件 6 全塔物料衡算 6 基礎(chǔ)計算 6 物料衡算 7 求最小回流比及操作回流比 7 操作溫度計算 8 相對揮發(fā)度的計算 8 塔板數(shù)的計算 9 理論塔板數(shù)的確定 9 實際塔板數(shù)的計算 10 精餾塔的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 11 操作壓力計算 11 平均摩爾質(zhì)量計算 12 平均密度的計算 12 液相平均表面張力計算 13 液相平均粘度的計算 14 15 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 17 塔徑的計算 17 精餾塔有效高度的計算 19 塔板主要工藝尺寸的計算 19 溢流裝置計算 19 21 22 22 24 25 25 26 27 27 28 30 30 31 33第三章 精餾塔的結(jié)構(gòu)附屬設(shè)備 35 精餾塔的附屬設(shè)備 35 35 36 37 37 37 37 38 38 38 38 38 39 39 39 39第四章 設(shè)計結(jié)果的自我總結(jié)和討論 40 40 41 41 41附錄 43 沈陽化工大學(xué)化工原理課程設(shè)計 前言 前 言本設(shè)計采用連續(xù)精餾分離苯氯苯二元混合物的方法。連續(xù)精餾塔在常壓下操作，被分離的苯氯苯二元混合物由連續(xù)精餾塔中部進入塔內(nèi)，以一定得回流比由連續(xù)精餾塔的塔頂采出含量合格的苯，由塔底采出氯苯。氯苯純度不低于97%，塔頂產(chǎn)品苯純度不低于95%（質(zhì)量分數(shù)）。高徑比很大的設(shè)備稱為塔器。塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可使氣（或汽）液或液液兩相之間進行緊密接觸，達到傳質(zhì)及傳熱的目的。常見的、可在塔設(shè)備中完成的單元操作有：精餾、吸收、解吸和萃取等。此外，工業(yè)氣體的冷卻與回收，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、減濕等。在化工或煉油廠中，塔設(shè)備的性能對于整個裝置的產(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)境保護等各個方面都有重大的影響。據(jù)有關(guān)資料報道，塔設(shè)備的投資費用占整個工藝設(shè)備投資費用的較大比例。因此，塔設(shè)備的設(shè)計和研究，受到化工煉油等行業(yè)的極大重視。作為主要用于傳質(zhì)過程的塔設(shè)備，首先必須使氣（汽）液兩相充分接觸，以獲得較高的傳質(zhì)效率。此外，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還得考慮下列各項傳質(zhì)效率。此外，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要，塔設(shè)備還得考慮下列各項要求：⑴生產(chǎn)能力大．在較大的氣（汽）液流速下，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象。⑵操作穩(wěn)定、彈性大。當塔設(shè)備的氣（汽）液負荷量有較大的波動時，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進行穩(wěn)定的操作。并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長期連續(xù)操作。⑶流體流動的阻力小。即流體通過塔設(shè)備的壓力降小。這將大大節(jié)省生產(chǎn)中的動力消耗，以及降低經(jīng)常操作費用。對于減壓蒸餾操作，較大的壓力降還使系統(tǒng)無法維持必要的真空度。⑷結(jié)構(gòu)簡單、材料耗用量小、制造和安裝容易。這可以減少基建過程中的投資費用。⑸耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。事實上，對于現(xiàn)有的任何一種塔型，都不可能完全滿足上述所有要求，僅是在某些方面具有獨到之處．根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，此設(shè)計的塔型為篩板塔。篩板塔是很早出現(xiàn)的一種板式塔。五十年代起對篩板塔進行了大量工業(yè)規(guī)模的研究，逐步掌握了篩板塔的性能，并形成了較完善的設(shè)計方法。與泡罩塔相比，篩板塔具有下列優(yōu)點：生產(chǎn)能力大20－40%，塔板效率高10－15%，壓力降低30－50%，而且結(jié)構(gòu)簡單，塔盤造價減少40%左右，安裝、維修都較容易。從而一反長期的冷落狀況，獲得了廣泛應(yīng)用。近年來對篩板塔盤的研究還在發(fā)展，出現(xiàn)了大孔徑篩板（孔徑可達20－25mm），導(dǎo)向篩板等多種形式。篩板塔盤上分為篩孔區(qū)、無孔區(qū)、溢流堰及降液管等幾部分．工業(yè)塔常用的篩孔孔徑為3－8mm，按正三角形排列．－5．近年來有大孔徑（10－25mm）篩板的，它具有制造容易，不易堵塞等優(yōu)點，只是漏液點低，操作彈性小。篩板塔的特點如下：⑴結(jié)構(gòu)簡單、制造維修方便。⑵生產(chǎn)能力大，比浮閥塔還高。⑶塔板壓力降較低，適宜于真空蒸餾。⑷塔板效率較高，但比浮閥塔稍低。⑸合理設(shè)計的篩板塔可是具有較高的操作彈性，僅稍低與泡罩塔。⑹小孔徑篩板易堵塞，故不宜處理臟的、粘性大的和帶有固體粒子的料液。