课程设计题目—苯-氯苯分离过程筛板精馏塔设计万吨
一、设计题目
试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，已知原料液的处理量为万吨，设塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，塔底馏出液中含苯不高于%，原料液中含氯苯为38%（以上均为质量%）。
二、操作条件
1.塔顶压强：4kPa（表压）； 2.进料热状况：泡点进料； 3.回流比：2Rmin；
4.塔釜加热蒸汽压力：（表压）； 5.单板压降不大于：； 6.冷却水温度：35℃；
7.年工作日300天，每天24小时连续运行。
三、设计内容
1.精馏塔的物料衡算； 2.塔板数的确定；
3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4.精馏塔的塔体工艺尺寸计算； 5.塔板主要工艺尺寸的计算； 6.塔板流体力学性能的计算；
7.塔板负荷性能图的绘制； 8.塔的工艺计算结果汇总一览表；
9.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 10.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、基础数据
1.组分的饱和蒸汽压pi?（mmHg）
温度，（℃） 80 760 148 90 1025 205 100 1350 293 110 1760 400 120 2250 543 130 2840 719 2900 760 p?i 苯 氯苯 2.组分的液相密度ρ（kg/m3） 温度，（℃） 80 817 1039 90 805 1028 100 793 1018 110 782 1008 120 770 997 130 757 985 ρ 苯 氯苯 纯组分在任何温度下的密度可由下式计算
苯 ρA?912?1.187t 推荐：ρA?912.13?1.1886t 氯苯 ρB?1127?1.111t 推荐：ρB?1124.4?1.0657t 式中的t为温度，℃。 3.组分的表面张力σ（mN/m）
温度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ 苯 氯苯 双组分混合液体的表面张力σm可按下式计算：
σm?σAσB（xA、xB为A、B组分的摩尔分率）
σAxB?σBxA4.液体的粘度μL
温度t，℃ 苯mPas 氯苯mPas 60 80 100 120 140 5.氯苯的汽化潜热
常压沸点下的汽化潜热为×103kJ/kmol。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：
r2r0.381?tc?t2????t?t???c1?0.38（氯苯的临界温度：tc?359.2?C）
6.其他物性数据可查化工原理附录。
?目录
一．前言………………………………………………………………………….5 二．产品简介...........................................................................................................................8 三、设计方案的确定及工艺流程的说明 .............................................................9 四、全塔的物料衡算 ........................................................................................... 11
1.料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ......................................................... 11 2.平均摩尔质量 ............................................................................................. 11 3.料液及塔顶底产品的摩尔流率 ................................................................. 11 五、塔板数的确定 ...............................................................................................12
1 .理论塔板数的求取 ....................................................................................12 2.实际塔板数 .................................................................................................13
全塔效率 .................................................................................................13
六、塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 ...................................14
1.平均压强 .....................................................................................................15 2.平均温度 .....................................................................................................15 3.平均分子量 .................................................................................................13 4.平均密度 .....................................................................................................13
液相平均密度 .........................................................................................13 5.液体的平均表面张力 .................................................................................14 6.液体的平均粘度 .........................................................................................15 七、精馏段的汽液负荷计算 ...............................................................................18 八、塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 ...........................................................22
1.塔径 .............................................................................................................22 2.塔板工艺结构尺寸的设计与计算 .............................................................22 溢流装置 ........................................................................................................22
溢流堰长（出口堰长） .........................................................................22 出口堰高 .................................................................................................17 降液管的底隙高度 .................................................................................23 3.塔板布置 .....................................................................................................23 4.开孔数和开孔率 .........................................................................................23 5.塔高的计算..............................................................................................................23. 九、塔板上的流体力学验算 ...............................................................................24
1.气体通过筛板压降和的验算 .....................................................................24 2.气体通过板上液层的压降 .........................................................................25 3.雾沫夹带量的验算 .....................................................................................25 4.漏液的验算 .................................................................................................26
5.液泛的验算 .................................................................................................26 十、塔板负荷性能图 ...........................................................................................27
1.雾沫夹带线 .................................................................................................27 2.液泛线（2） ...............................................................................................24 3.液相负荷上限线（3） ...............................................................................23 4.漏液线（气相负荷下限线）（4） .............................................................23 5.液相负荷下限线（5） ...............................................................................23 十一、精馏塔的设计计算结果汇总一览表 .......................................................28 十二、结束语 .......................................................................................................28 十三、 参考文献 .................................................................................................29 十四、思考题 .......................................................................................................29
苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计计算书
一、前言
课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。通过课程设计，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工设计任务，从而得到化工工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工设计的程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。课程设计是增强工程观念，培养提高学生独立工作能力的有益实践。
本设计采用连续精馏分离苯-氯苯二元混合物的方法。连续精馏塔在常压下操作，被分离的苯-氯苯二元混合物由连续精馏塔中部进入塔内，以一定得回流比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯，由塔底采出氯苯。氯苯纯度不低于%，塔顶产品苯纯度不低于98%（质量分数）。
高径比很大的设备称为塔器。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及
苯一氯苯分离过程板式精馏塔设计
