化工原理课程设计苯与氯苯的分离VIP免费

化工原理课程设计说明书设计题目：苯—氯苯精馏过程板式塔设计设计者：班级化工095姓名闫宏阳日期：2011年12月13号指导教师：杨胜凯1设计成绩：日期：目录设计任务书…………………………3设计计算书…………………………4设计方案的确定……………………………………4精馏塔物料衡算……………………………………4塔板数的确定………………………………………5精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算………8塔体工艺尺寸计算…………………………………13塔板主要工艺尺寸…………………………………15塔板流体力学验算…………………………………17浮阀塔的结构………………………………………20精馏塔接管尺寸……………………………………232产品冷却器选型……………………………………25对设计过程的评述和有关问题的讨论……………25附图：生产工艺流程图精馏塔设计流程图设计任务书（一）题目试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度99.8%的氯苯21000吨，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯45%（以上均为质量分数）。（二）操作条件3（1）塔顶压力4kPa（表压）；（2）进料热状况泡点；（3）回流比R=1.4Rmin；（4）塔底加热蒸汽压力0.5Mpa（表压）；（5）单板压降≤0.7kPa；（三）塔板类型浮阀塔板（F1型）（四）工作日每年按300天工作计，每天连续24小时运行（五）厂址厂址为天津地区设计计算书一、设计方案的确定本任务是分离苯—氯苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，本设计采用板式塔连续精馏。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送进精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分冷却后送至储物罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的1.4倍，且在常压下操作。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储物罐。二、精馏塔物料衡算（以轻组分计算）1．原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率苯的摩尔质量MA=78.11kg/kmol4氯苯的摩尔质量MB=112.56kg/kmolxF=0.55/78.110.55/78.11+0.45/112.56=0.638xD=0.98/78.110.98/78.11+0.02/112.56=0.986xW=0.002/78.110.002/78.11+0.998/112.56=0.0032．原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量MF=0.638×78.11+(1−0.638)×112.56=90.58kg/kmolMD=0.986×78.11+(1−0.986)×112.56=78.59kg/kmolMW=0.003×78.11+(1−0.003)×112.56=112.46kg/kmol3．物料衡算原料处理量W=21000×1000300×24×112.46=25.93kmol/h总物料衡算F=D+25.93苯物料衡算0.638F=0.986D+0.003×25.93联立解得D=47.31kmol/hF=73.24kmol/h三、塔板数的确定1．理论板数NT的求取（1）由手册查得苯—氯苯物系的气液平衡数据，绘出x—y图，见图1。T/oC8090100110120130131.8pAo/kPa101.33136.66179.99234.60299.99378.65386.65pBo/kPa19.7327.3339.0753.3372.4095.86101.3350.0000.2000.4000.6000.8001.0000.0000.2000.4000.6000.8001.000yxDxqxqqyax=p−pBopAo−pBo1.0000.6770.4420.2650.1270.0190.000y=pAopx1.0000.9130.7850.6130.3760.0720.000图1图解法求最小回流比（2）由于泡点进料q=1，在图上作直线x=0.986交对角线于a点，作直线x=0.638交平衡线于q点，连接a、q两点，过q点作横轴的平行线交纵轴于一点，读得图1x—y图yq=0.896，则最小回流比如下：Rmin=0.986−0.8960.896−0.638=0.356取操作回流比为R=1.4Rmin=1.4×0.35=0.49（3）求精馏塔的气、液相负荷L=RD=0.49×47.31=23.18kmol/hV=(R+1)D=(0.49+1)×47.31=70.49kmol/hL'=L+F=23.18+73.24=96.42kmol/hV'=V=70.49kmol/h（4）求操作线方程精馏段操作线方程y=LVx+DVxD=23.1870.49x+47.3170.49×0.986=0.328x+0.662提馏段操作线方程y'=L'V'x'−WV'xW=96.4270.49x'−25.9370.49×0.003=1.369{x'−0.001¿（5）图解法求理论板层数如附图1，将x=0.638带入精馏段操作线方程，得出y=0.871，在图中找出该点记为d，连接ad两点即得精馏段操作线；在对角线上找到c点（0.003，0.003），连接cd两点即得提馏段操作线。自a点开始在操作线和平衡线之间作阶梯线。求解结果为：...