111 学 号:
HEBEI UNITED UNIVERSITY
毕 业 设 计 外 文 翻 译
GRADUATE DESIGN FOREIGN LANGUAGE TRANSLATION
设计题目:苯-氯苯连续精馏塔设计
学生姓名:
专业班级:
学
院:机械工程学院
指导教师: 副教授
2012 年 5 月 26 日
河北联合大学
气-液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。精馏操作既可采用板式塔,
也可采用填料塔。板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔、筛板塔,其后,特别是在
本世纪五十年代以后,随着石油、化学工业生产的迅速发展,相继出现了大批新型
塔板,如 S 型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷
射塔板及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看,主要的塔板类型为筛板塔、 浮阀塔及泡罩塔,而前者使用尤为广泛。
在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门,塔设备是一种重要的单元
操作设备。它的应用面广、量大。据统计,塔设备无论其投资费还是所有消耗的钢 材重量,在整个过程装备中所占的比例都相当高。
精馏是分离液体混合物最常用一种作,在化工、炼油等工业中应用很广。它通
过汽、液两相的直接接触,利用组分挥发度的不同,使易挥发组分由液相向汽相传 递,难挥发的由汽相向液相传递,是汽、液两相之间的传质过程。
本设计是笨-氯苯连续分离精馏塔,而氯苯是一种重要的基本有机合成原料,用
作染料、医药、农药、有机合成中间体。用于制造苯酚、硝基氯苯、二硝基氯苯、
苯胺、硝基酚及杀虫剂滴滴涕等,也用作乙基纤维素和许多树脂的溶剂。氯苯的下
游产品中,硝基氯化苯是氯苯的主要消费用户,对硝基氯化苯是重要的染料、农药、
医药的中间体。以对硝基氯化苯为原料可以生产对硝基苯酚、对硝基苯胺、对氨基
苯酚、对苯二胺、对氨基苯甲醚和对氨基苯乙醚等一系列有机化工产品。但由于用
苯氯化法制氯苯后,苯和氯苯互溶,因此需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和 不易挥发的氯苯。
首先,苯和氯苯的原料在原料预热器中加热到泡点温度,然后,原料从进料口
进入到精馏塔中。因为被加热到泡点,混合物中既有气相混合物,又有液相混合物,
这时候原料混合物就分开了,气相混合物在精馏塔中上升,而液相混合物在精馏塔
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中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中,这些气相混合物被降温到泡点,
其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中,停留一定的时间然后进入苯的储罐,而
其中的气态部分重新回到精馏塔中,这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一
部分进入到塔底产品冷却器中,一部分进入再沸器,在再沸器中被加热到泡点温度
重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程,而进料口不断有新鲜原 料的加入。最终,完成苯与氯苯的分离。
填料塔属于微分接触型的气液传质设备。塔内以填料作为气液接触和传质的基
本构件。液体在填料表面呈膜状自上而下流动,气体呈连续相自下而上与液体作逆
流流动,并进行气液两相间的传质和传热。两相的组分浓度或温度沿塔高呈连续变 化。
板式塔是一种逐级接触的气液传质设备。塔内以塔板作为基本构件,气体自塔
底向上以鼓泡活喷射的形式穿过塔板上的液层,使气-液相密切接触而进行传质与传 热,两相的组分浓度呈阶梯式变化。
综合考虑板式塔由于比填料塔性能稳定、效率高、安装检修方便及造价低等优 点,本设计选用板式塔。
塔板是板式塔的主要构件,分为错流式塔板和逆流式塔板两类,工业应用以错 流式塔板为主,常用的错流式塔板主要有泡罩塔、筛板塔、浮阀塔等。
筛板塔在相对气液相负荷、效率、可靠性以及价格方面都较其他两种塔优,因 此本设计选用筛板塔,其特点如下:
? 结构简单、制造维修方便;
? 生产能力大,比浮阀塔还高;
? 塔板压力降较低,适宜于真空蒸馏;
? 塔板效率较高,但比浮阀塔稍低;
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? 合理设计的筛板塔可是具有较高的操作弹性,仅稍低与泡罩塔;
? 小孔径筛板易堵塞,故不宜处理脏的、粘性大的和带有固体粒子的料液。
本设计的题目是苯-氯苯分离精馏塔设计,即需设计一个精馏塔用来分离易挥发 的苯和不易挥发的氯苯,采用连续操作方式,具体工艺参数如下:
处理量:12000 吨/年
料液组成(含氯苯):34%
产品组成(氯苯纯度):99%
塔顶产品组成(含氯苯):≤1.5%
操作压力:塔顶压强 4KPa(表压)
进料热状况和回流比自选
塔底加热蒸气压力:0.5MPa(表压)
单板压降:≤0.7KPa
地震裂度:7 度
土质情况:第二类场地土 当地气压=100kPa
设备年工作时间:300 天(每天 24 小时连续运行)
水电供给:水源充足,供电正常
对于 16MnR,钢板负偏差 c1 =0,因而名义厚度 n6mm 。但对于低合金钢制容
器,规定不包括腐蚀裕量的最小厚度应不小于 3mm,若加上 5mm 的腐蚀裕量,名 义厚度至少取 8mm。
由于封头的椭球部分经线曲率变化平滑连续,故应力分布比较均匀,且椭圆形
封头深度较半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中、低压容器中应用较多的 封头。因此本设计选用椭圆形封头。
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塔的手孔是操作人员对塔进行检验及维修用的。本塔设计中手孔选择DN250 的 带颈对焊法兰手孔。
由于工艺操作需要有各种接管,在本塔的设计中接管的尺寸分别是
DN32,DN50,DN65,DN80,DN125,所有接管均不用补强。
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