【正文】 ～ ，每段塔節(jié)可設(shè)置 1～ 2 個進料口 /測溫口，亦 可結(jié)合客戶具體要求進行設(shè)計制造各種非標產(chǎn)品。 3 七．設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 苯 氯苯純組分的飽和蒸氣壓數(shù)據(jù) 溫度，（℃ ） 80 90 100 110 120 130 ?ip Pa 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 其他物性數(shù)據(jù)可查有關(guān)手冊。 五．廠址 廠址為天津地區(qū)。 二．操作條件 4kPa（表壓）； ，自選； ，自選； (表壓 )； ； 三．塔板類型 篩板或浮閥塔板（ F1型）。 化工原理課程設(shè)計 —— 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 工藝計算書 1 目 錄 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計任務(wù) ........................ 2 一．設(shè)計題目 .................................................... 2 二．操作條件 .................................................... 2 三．塔板類型 .................................................... 2 四．工作日 ...................................................... 2 五．廠址 ........................................................ 2 六．設(shè)計內(nèi)容 .................................................... 2 七．設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ................................................ 3 符號說明 ................................................ 3 設(shè)計方案 ................................................ 6 一．設(shè)計方案的思考 .............................................. 6 二．設(shè)計方案的特點 .............................................. 6 三．工藝流程 .................................................... 7 苯 氯苯板式精餾塔的工藝計算書 ............................ 7 一．設(shè)計方案的確定及工藝流程的說明 .............................. 7 二．全塔的物料衡算 .............................................. 7 三．塔板數(shù)的確定 ................................................ 8 四．塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 ................. 11 五．精餾段的汽液負荷計算 ....................................... 13 六．塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算 ............................. 14 七．塔板負荷性能圖 ............................................. 18 八．附屬設(shè)備的的計算及選型 ..................................... 21 篩板塔設(shè)計計算結(jié)果 ...................................... 28 設(shè)計評述 ............................................... 29 一．設(shè)計原則確定 ............................................... 29 二．操作條件的確定 ............................................. 30 設(shè)計感想 ............................................... 30 2 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計任務(wù) 一．設(shè)計題目 設(shè)計一座苯 氯苯連續(xù)精餾塔，要求年產(chǎn)純度為 %的氯苯 50000t，塔頂餾出液中含氯苯不高于 2%。原料液中含氯苯為 38%（以上均為質(zhì)量 %）。 四．工作日 每年 300天，每天 24 小時連續(xù)運行。 六．設(shè)計內(nèi)容 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； （可根據(jù)實際情況選作）； 。 符號說明： a —— 填料的有效比表面積，㎡ /m3 at—— 填料的總比表面積，㎡ /m3 aw—— 填料的潤濕比表面積，㎡ /m3 Aa—— 塔板開孔區(qū)面積， m2 Af—— 降液管截面積 ， m2 A0—— 篩孔總面積， m2 At—— 塔截面積， m2 c0—— 流量系數(shù)，無因次 C—— 計算 umax 時的負荷系數(shù)， m/s d —— 填料直徑， m d0—— 篩孔直徑， m 4 D —— 塔徑， m DL—— 液體擴散系數(shù)， m2/s DV—— 氣體擴散系數(shù)， m2/s ev—— 液沫夾帶量， kg(液 )/kg(氣 ) E—— 液流收縮系數(shù)，無因次 ET—— 總板效率，無因次 F—— 氣相動能因子， kg1/2/() F0—— 篩孔氣相動能因子， g—— 重力加速度， h—— 填料層分段高度， m HETP 關(guān)聯(lián) 式常數(shù) h1—— 進口堰與降液管間的水平距離， m hc—— 與干板壓降相當?shù)囊褐叨龋?m液柱 hd—— 與液體流過降液管的壓降相當?shù)囊褐叨龋?m hf—— 塔板上鼓泡層高度， m hl—— 與板上液層阻力相當?shù)囊褐叨龋?m液柱 hL—— 板上清液層高度， m hmax—— 允許的最大填料層高度， m h0—— 降液管的低隙高度， m hOW—— 堰上液層高度， m hW—— 出口堰高度， m h’ W—— 進口堰高度， m hδ —— 與克服表面張力的壓降相當?shù)囊褐叨龋?m液柱 H—— 板式塔高度， m 溶解系數(shù)， kmol/(m3整個精餾塔包括：塔釜、塔節(jié)、進料罐、進料預熱器、塔釜液儲罐、塔頂冷凝器、回流比控制器、產(chǎn)品儲罐等。為使塔身保持絕熱操作，采用現(xiàn)代化儀表控制溫度條件，并可在室溫～ 300℃范圍內(nèi)任意設(shè)定。 二．設(shè)計方案的 特點 7 浮閥 塔應(yīng)用廣 泛， 對液體負荷變化敏感 ， 不適宜處理易聚合或者含有固體懸浮物的物料 浮閥 塔涉及液體均布問題在氣液接觸需冷卻時會使結(jié)構(gòu)復雜板式塔的設(shè)計資料更易得到 ， 而且更可靠 。 三．工藝流程 原料液由泵從原料儲罐中引出，在預熱器中預熱后送入連續(xù)板式精餾塔（篩板塔），塔頂上升蒸汽流采用強制循環(huán)式列管全凝器冷凝后一部分作為回流液，其余作為產(chǎn)品經(jīng)冷卻至后送至產(chǎn)品槽；塔釜采用熱虹吸立式再沸器提供氣相流，塔釜殘液送至廢熱鍋爐。對于二元混合物的分離，應(yīng)采用連續(xù)精餾過程。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內(nèi)，其余部分經(jīng)產(chǎn)品冷卻器冷卻后送至儲罐。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至儲罐。 ???Fx 9 8 1 2/???Dx 0 0 2 8 ???Wx （二）平均摩爾質(zhì)量 MF ＝ ＋ (1－ ) ＝ ? ? k g/ k m o 1 29 8 8 ??????DM ? ? k g / k m o 1 1 20 0 2 8 0 2 8 ??????WM （三）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品的摩爾流率 依題給條件：一年以 300 天，一天以 24 小時 計，有： W′＝ 50000t/a＝，全塔物料衡算： F′＝ D′＋ W′ 8 ′＝ ′＋ ′ F′＝ ＝ ＝ D′＝ ＝ ＝ W′＝ ＝ ＝ 三．塔板數(shù)的確定 （一）理論塔板數(shù) TN 的求取 苯 氯苯物系屬于理想物系，可采用梯級圖解法（ M R 將表 31中數(shù)據(jù)作圖得 yx~ 曲線。故有： 2 7 0 2 9 2 8 ??????? ee eDm xy yxR 考慮到精餾段操作線離平衡線較近，故取實際操作的回流比為最小回流比的2倍，即： ???? mRR 求精餾塔的汽、液相負荷 L=RD= = kmol/h V=(R+1)D=(+1) = kmol/h L′ =L+F=+= kmol/h V′ =V= kmol/h 精餾段操作線： ?????? xRxxR Ry D 提餾段操作線： 0 0 0 7 5 ?????????? xVWxVLy xw 提餾段操作線為過 ? ?, 和 ? ?, 兩點的直線。其中，精餾段 31?TN 塊，提餾段 ?TN塊，第 4塊為加料板位置。 該 式 適 用 于 液 相 粘 度 為~ 塔的平均溫度為 (80+)=106℃（取塔頂?shù)椎乃?術(shù)平均值），在此平均溫度下查化工原理附錄 11 得： smPa ?? ， smPa ?? 。 11 四．塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算 （一）平均壓強 mp