【正文】 火、氧化劑有 3 燃燒爆炸的危險(xiǎn)。有毒．在體內(nèi)有積累性，逐漸損害肝、腎和其他器官。常溫下不受空氣、潮氣及光的影響，長(zhǎng)時(shí)間沸騰則脫氯。易燃，蒸氣與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限 1. 3％ 7． 1％ (vol)。s ，表面張力 33． 2810 3N／ m．溶解度參數(shù) δ ＝ 9． 5。閃點(diǎn) 29． 4℃ 。凝固點(diǎn) 45℃ 。密度 1． 105g/cm3。 （ 6）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。 （ 4）塔板效率較高，但比浮閥塔稍低。 （ 2）生產(chǎn)能力大，比浮閥塔還高。 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．空間距與孔徑的比為 － 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(diǎn)，只是漏夜點(diǎn)低，操作彈性小。從而一反長(zhǎng)期的冷落狀況，獲得了廣泛應(yīng)用。五十年代起對(duì)篩板塔進(jìn)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(jì)方法。 事實(shí)上，對(duì)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(dú)到之處． 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，此設(shè)計(jì)的塔型為篩板塔。這可以減少基建過程中的投資費(fèi)用。對(duì)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。即流體通過塔設(shè)備的壓力降小。并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長(zhǎng)期連 續(xù)操作。 （ 2）操作穩(wěn)定、彈性大。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(xiàng)傳質(zhì)效率。因此，塔設(shè)備的設(shè)計(jì)和研究，受到化工煉油等行業(yè)的極大重視。 在化工或煉油廠中，塔設(shè)備的性能對(duì)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)等各個(gè)方面都有重大的影響。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。塔設(shè)備是化工、煉油生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。 氯 苯純度不低于%，塔頂 產(chǎn)品苯 純度不低于 98%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。 本 設(shè)計(jì)采用 連續(xù)精餾分離 苯 氯 苯 二元 混合物的方法。同時(shí)，通過課程設(shè)計(jì)，還可以使學(xué)生樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真、高度責(zé)任感的工作作風(fēng)。通過課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生能綜合利用本課程和前修課程的基本知識(shí)，進(jìn)行融會(huì)貫通的獨(dú)立思考，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成指定的化工設(shè)計(jì)任務(wù)，從而得到化工工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。純組分的汽化潛熱與溫度的關(guān)系可用下式表示： 112 ???????? ??? tt ttrrcc （氯苯的臨界溫度： C?? ） 。 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(jì)算 苯 tA ??ρ 推薦： tA 1 8 8 1 2 ??ρ 氯苯 tB ??ρ 推薦： tB 0 6 5 1 2 4 ??ρ 1 式中的 t 為溫度，℃。 二、操作條件 4kPa（表壓）； ，泡點(diǎn)進(jìn)料； ， 2Rmin； （表壓）； ； 300天，每天 24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。 化工原理課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)題目： 苯 氯苯板式精餾塔 工藝 設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 者 : 日 期 : 組 員： 指導(dǎo)老師： 設(shè)計(jì)成績(jī)： 課程設(shè)計(jì)題目 —— 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)題目 試設(shè)計(jì)一座苯 — 氯苯連續(xù)精餾塔，要求年產(chǎn)純度為 %的氯苯 60000噸，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 %）。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容 ； ； ； ； ； ； 制； 。 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(jì)算： ABBABAm xx σσ σσσ ?? （ BA xx、 為 A、 B組分的摩爾分率） 常壓沸 點(diǎn)下的汽化潛熱為 103kJ/kmol。 目 錄 一、前言 ............................................................ 1 二、產(chǎn)品與設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 .............................................. 2 （一）產(chǎn)品性質(zhì)、質(zhì)量指標(biāo) ........................................ 2 （二）設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 .............................................. 3 （三）工藝流程及說明 ............................................ 3 三、工藝計(jì)算及主體設(shè)備設(shè)計(jì) .......................................... 4 （一）全塔的物料衡算 ............................................ 4 1）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品含苯的摩爾分率 ............................ 4 2）平均摩爾質(zhì)量 .............................................. 5 3）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品的摩爾流率 ................................ 5 （二）塔板數(shù)的確定 .............................................. 5 1）理論塔板數(shù)的求取 .......................................... 5 2）實(shí)際塔板數(shù) ................................................ 7 （三）塔的精餾段操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ................ 8 1）平均壓強(qiáng) .................................................. 8 2）平均溫度 .................................................. 8 3）平均分子量 ................................................ 8 4）平均密度 .................................................. 8 5）液 體的平均表面張力 ........................................ 9 6）液體的平均粘度 ............................................ 9 （四）精餾段的汽液負(fù)荷計(jì)算 ...................................... 9 （五）塔和塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 ........................... 10 1）塔徑 ..................................................... 10 2）塔板工藝結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ............................. 10 （六）塔板上的流體力學(xué)驗(yàn)算 ..................................... 12 1）氣體通過篩板壓降和的驗(yàn)算 ................................. 12 2）霧沫夾帶量的驗(yàn)算 ......................................... 14 3）漏液的驗(yàn)算 ............................................... 14 4）液泛的驗(yàn)算 ............................................... 14 （七）塔板負(fù)荷性能圖 ........................................... 15 1）霧沫夾帶線（ 1） .......................................... 15 2）液泛線（ 2） .............................................. 16 3）液相負(fù)荷上限線（ 3） ...................................... 16 4）漏液線（氣相負(fù)荷下限線）（ 4） ............................. 16 5）液相負(fù)荷下限線（ 5） ...................................... 17 （八）精餾塔的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果匯總一覽表 ........................... 19 （九）精餾塔的附屬設(shè)備與接管尺寸的計(jì)算 ......................... 20 （十）主要符號(hào)說明 ............................................. 21 四、對(duì)設(shè)計(jì)過程的評(píng)述和感受 ......................................... 22 1 苯 氯苯分離過程板式精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算書 一、前言 課程設(shè)計(jì)是本課程教學(xué)中綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是理論聯(lián)系實(shí)際的橋梁，是使學(xué)生體察工程實(shí)際問題復(fù)雜性、學(xué)習(xí)化工設(shè)計(jì)基本知識(shí)的初次嘗試。通過課程設(shè)計(jì)，要求學(xué)生了解工程設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，掌握化工設(shè)計(jì)的程序和方法，培養(yǎng)學(xué)生分析和 解決工程實(shí)際問題的能力。課程設(shè)計(jì)是增強(qiáng)工程觀念，培養(yǎng)提高學(xué)生獨(dú)立工作能力的有益實(shí)踐。 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(jìn)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。 高徑比很大的設(shè)備稱為塔器。它可使氣（或汽）液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。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。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，塔設(shè)備的投資費(fèi)用占整個(gè)工藝設(shè)備投資費(fèi) 用的較大比例。 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(xiàng)要求： （ 1）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。當(dāng)塔設(shè)備的氣（汽）液負(fù)荷量有較大的波動(dòng)時(shí)，仍能在較高的傳質(zhì)效率下進(jìn)行穩(wěn)定的操作。 （ 3）流體流動(dòng)的阻力小。這將大大節(jié)省生產(chǎn)中的動(dòng)力消耗，以及降低經(jīng)常操作費(fèi)用。 2 （ 4）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、材料耗用量小、制造和安裝容易。 （ 5）耐腐蝕和不易堵塞，方便操作、調(diào)節(jié)和檢修。篩板塔是很早出現(xiàn)的一種板式塔。與泡罩塔相比，篩板塔具有下列優(yōu)點(diǎn)：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(jiǎn)單，塔盤造價(jià)減少 40%左右，安裝、維修都較容易。近年來對(duì)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(dá) 20－ 25mm），導(dǎo)向篩板等多種形式。 篩板塔的特點(diǎn)如下： （ 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造維修方便。 （ 3）塔板壓力降較低，適宜于真空蒸餾。 （ 5）合理設(shè)計(jì)的篩板塔可是具有較高的操作彈性，僅稍低與泡罩塔。 二、產(chǎn)品與設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介 （一）產(chǎn)品性質(zhì)、質(zhì)量指標(biāo) 產(chǎn)品性質(zhì)： 有杏仁味的無色透明、易揮發(fā)液體。沸點(diǎn)131． 6℃ 。折射率 1． 5216(25℃ )。燃點(diǎn) 637． 8℃ ，折射率 1． 5246，粘度 (20℃ )0． 799mPa溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多數(shù)有機(jī)溶劑，不溶于水。溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，不溶于水。蒸氣經(jīng)過紅熱管子脫去氫和氯化氫，生成二苯基化合物。對(duì)皮膚和粘膜有刺激性． 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有麻醉性， LD502910mg／ kg，空氣中最高容許濃度 50mg／ m3。 質(zhì)量指標(biāo)： 氯 苯純度不低于 %，塔頂產(chǎn)品苯 純度不低于 98%，原料液中苯 38%。原料液連續(xù)加入精餾塔中，并連續(xù)收集產(chǎn)物和排出殘液。由于所涉濃度范圍內(nèi)乙醇和水的 揮發(fā)度相差較大，因而無須采用特殊精餾。 3. 塔板形式：根據(jù)生產(chǎn)要求，選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，造價(jià)低廉的篩板塔，篩板塔處理能力大，塔板效率高，壓降教低，在苯和氯苯這種黏度不大的分離工藝中有很好表現(xiàn)。 ，采用間接蒸汽加熱。塔釜采用間接蒸汽加熱，塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送