【正文】 AmLF ρρaρ aρ 精餾段： ? ? 3k g /, ???mLρ mVρ, ? ? 3k g / , ??? ??? m mVmmV RTMpρ （五）液體的平均表面張力 mσ 塔頂： mN /, ?ADσ ； mN /, ?BDσ （ 80℃ ） m N / , ??????? ??? ?????????? ??DABBABAmD xσxσ σσσ 進料板： mN /, ?AFσ ； mN /, ?BFσ （ 88℃ ） 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 2020 級學(xué)生用化工原理課程設(shè)計示范 8 m N / , ??????? ??? ?????????? ??FABBABAmF xσxσ σσσ 精餾段： ? ? m N/ ???mσ （六）液體的平均粘度 mLμ, 塔頂：查化工原理附錄 11，在 80℃下有： ? ? ? ? sm Pa ???????? , DBBDAAmLD xμxμμ 加料板： sm Pa ?????? , mLFμ 精餾段： ? ? sm Pa ???? , mLμ 五、精餾段的汽液負荷計算 汽相摩爾流率 ? ? k m o l/ ????? DRV 汽相體積流量 /sm 6 00 6 00 , ????? mVmVs ρVMV 汽相體積流量 /h6462m/sm 33 ?? 液相回流摩爾流率 k m o l/ ???? RDL 液相體積流量 /sm 30 0 21 6 00 6 00 , ????? mLmLs ρLML 液相體積流量 /h7. 6 80 m/sm 33 ?? 00 21 冷凝器的熱負荷 ? ?? ? kW1 5 9 33 6 0 0/ ???? VrQ 六、塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計算 （一）塔徑 mm500?TH 及板上液層高度 mm60?Lh ，則： ???? LT hH 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 2020 級學(xué)生用化工原理課程設(shè)計示范 9 Smith 法求取允許的空塔氣速 maxu （即泛點氣速 Fu ） ??????????????????????????????VLss ρρVL 查 Smith 通用關(guān)聯(lián)圖得 ?C 負荷因子 09 3 20 2 20 ??????????????? σCC 泛點氣速： ? ? ? ? ????? VVL ρρρCu m/s 取 m/ max ?? uu ????? uπVD s 圓整取 mm1600?D ，此時的操作氣速 m/?u 。 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 取每層塔板壓降為 計算。 塔的平均溫度為 (80+)=106℃（取塔頂?shù)椎乃阈g(shù)平均值），在此平均溫度下查化工原理附錄 11 得： smPa ?? ， smPa ?? 。該式適用于液相粘度為 ~其中，精餾段 41?TN 塊，提餾段 ?TN塊，第 5 塊為加料板位置。故有： ??????? 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，苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 2020 級學(xué)生用化工原理課程設(shè)計示范 4 即： 4 9 4 ???? mRR 精餾段操作線： ?????? xRxxR Ry D 提餾段操作線為過 ? ?, 和 ? ?, 兩點的直線。 R 將 yx~ 曲線及 yxt ~? 曲線。 7 12/???Fx 98 2/???Dx ???Wx （二）平均摩爾質(zhì)量 ? ? k g /k m o ??????FM ? ? k g /k m o ??????DM ? ? k g /k m o 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 330 天，一天以 24 小時計，有： k g/ht/a 631350000 ???W ，苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 2020 級學(xué)生用化工原理課程設(shè)計示范 3 全塔物料衡算： WDF WDF ????? ????? 9 9 ? 6313kg/hkg/hkg/h??????WDF1239618709 h5 6 .1 2 k m o l/6 3 1 3 /1 1 2 .5k m o l/hk m o l/h??????WDF 5 1 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流程圖略。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示： 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 2020 級學(xué)生用化工原理課程設(shè)計示范 2 112 ???????? ??? tt ttrrcc （氯苯的臨界溫度： C?? ） 。 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 2020 級學(xué)生用化工原理課程設(shè)計示范 1 四、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ?ip （ mmHg） 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ?ip 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 ρ （ kg/m3） 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ρ 苯 817 805 793 782 770 757 氯苯 1039 1028 1018 1008 997 985 純組分在任何溫度下的密度可由下式計算 苯 tA ??ρ 推薦： tA 1 8 8 1 2 ??ρ 氯苯 tB 1 1 1 2 7??ρ 推薦： tB 0 6 5 1 2 4 ??ρ 式中的 t 為溫度，℃。 二、操作條件 4kPa（表壓）； ，自選； ，自選； 506kPa； ； 330 天，每天 24 小時連續(xù)運行。 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 課程設(shè)計題目一 —— 苯 氯苯板式精餾塔的工藝設(shè)計 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/a，塔頂餾出液中含氯苯不高于 2%。原料液中含氯苯為 35%（以上均為質(zhì)量 %）。 三、設(shè)計內(nèi)容 ； ； ； ； ； ； ； ； 。 σ （ mN/m） 溫度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ 苯 氯苯 雙組分混合液體的表面張力 mσ 可按下式計算： ABBABAm xx σσ σσσ ?? （ BA xx、 為 A、 B 組分的摩爾分率） 常壓沸點下的汽化潛熱為 103kJ/kmol。 附參考答案：苯 氯苯板式精餾塔的工藝計算書（精餾段部分） 苯 氯苯板式精餾塔的工藝計算書（精餾段部分） 一、設(shè)計方案的確定及工藝流程的說明 原料液經(jīng)臥式列管式預(yù)熱器預(yù)熱至泡點后送入連續(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)冷卻后送至苯液貯罐；塔釜采用熱虹吸立式再沸器提供汽相流，塔釜產(chǎn)品經(jīng)臥式列管式冷卻器冷卻后送入氯苯貯罐。 二、全塔的物料衡算 （一）料液及塔頂 底產(chǎn)品含苯的摩爾分率 苯和氯苯的相對摩爾質(zhì)量分別為 和 。 T 法）求取 TN ，步驟如下： 氯苯的相平衡數(shù)據(jù)，利用泡點方程和露點方程求取 yx~ 依據(jù) ? ? ? ???? BABt ppppx ??? /， tA pxpy /?? ，將所得計算結(jié)果列表如下： 溫度，（℃） 80 90 100 110 120 130 ?ip 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 兩相摩爾分率 x 1 0 y 1 0 本題中，塔內(nèi)壓力接近常