板式精馏塔设计.docx

苯-氯苯分离精微塔设计WOrd文档可自由更制编辑苯一氯苯分离精储塔设计目录第一氯苯分离精储塔设计设计任务1.1m设计11目1.1 2设计任务及操作条件.设计工艺计算"2设计方案确实定、操件压力、进料情况、23加热方式、艺4冷却方式、3誓储塔髀麟脾衡算.31原料液及塔顶，塔底产品摩尔分率、32原料及塔顶、塔底产品平均摩尔质量33物*4W算、4塔板数确实定.41理论板层数NT求取.实际板层数求取.5精镭塔工艺条件及关于物性数据计算.操件压力计算操作温度计算53平均厚尔质量计算.54平均密度计算5.4三气相半均密度计算.5.4.2液相平均密度计算.55液体平均表面张力计算、56液体平均粘度计算.6精微塔塔体工艺尺寸计算、塔径计算.6.1.1精微段塔径.6.1.2提储段塔径.62精幅有效高度计算、6.3精微塔实际高度计算、7塔板主要工艺尺寸计算.溢流装置计算7.1.1精播段溢流装置计算.7.1.2提微段溢流装置计算.17171820段塔板布布提楣段塔板布置编黄置、7.2.7.2.28筛板流体力学81塔板压降k20精三三2。-1.2提储段塔板压降21液面落差22液沫夹带223.1精饰段液沫夹带22.3.2提储段液沫夹带22漏液23.4.1精储段漏液2314.2提储段漏液23j液泛24.5.1精饱段液泛2452提微段液泛24攵荷性能图25精铺段塔板负荷性能图25.1.1液沫夹带线25.1.2液泛线25.1.3漏液线27.1.4液相负荷下限线27.1.5液相负荷上限线28?樨提储段塔板负荷性能图29C2.1液沫夹带线29.2.2液泛线29.23漏液线30.2.4液相负荷下限线31.2.5液相负荷上限线31磕板塔的工艺设计计算结果总表33勺选型34干顶冷凝器的选择34*35&2液面落差、&3液沫夹带8.3.284漏液.&4.18.4.2&5液泛一&5.18.5.29塔板负荷性能图、91精微段塔板负荷性能图9.139.1.29.139.1.49.2.19.2.29.239.2.49.2.510其余设备选型、11基顶冷凝器选择总结感想.、符号说明、W"d设计任务书Ill设计题目苯一韩连续精储塔设计112设计任务及操作条件上进精i留塔原料液含苯40%（质量%,下同美其余为氯苯，艺产品含苯不低于95%,釜液苯含量不高于2%o3生产能力为万吨/年，原料液，每年工作日为30D大。4-操作条件；（1）塔顶压强4kPa（表压）；O）进料热状态自选；（4加热蒸汽低压蒸汽，巧单板压降（0.7kPart设计工艺计算2设计方案确实定2 .1操作压力此次设计为通常物料所以，采取常压操作,2.2 进料情况进料状态有五和过冷液，饱和液，气液混合物，饱和气，过热气：但在实际操作中通常将物料预热到泡点或近泡点，才送入塔内。这么塔操作比较轻易控制。不受季节气斛影响，另外泡点进料精馈段与提i留段塔径相同，在设计和制造上也叫方便。此次设计采取泡点进料。2.3 加热方式蒸播釜加热方式通常采取间接加熟方式。2.4 冷却方式塔顶冷却方式通常水冷却，应尽可能使用循环水。2热能利用蒸储过程特征是重复进行气化和冷凝。所以，热效率很低,可采取一些改进方法来提升热效率。所以，依照上叙设计方案讨论及设计任务书要求，本设计采取常压操作，泡点进料，司接蒸汽加热以及水冷冷却方式，适当考虑热能利用。本设计任务为分离苯一氯苯合物。对于二元混合物分离，应采取连续精储方法，设计中采取泡点进料，将混合料液经预热器加热至泡点后送人精憎塔内。塔顶上升器采取全凝器冷凝后，部分回流。其余部分作为塔顶产品经冷却后送人储过。该物系属于易分离物系，最小回流比较小，散操作回流比取最小回流比14倍。塔釜部分采取间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送入储过。工艺流程图见附图。直阅关于资料得知苯和氯苯一些性质以下；米和氯苯物理性质见下表1表1苯和氮苯物型性质组分分了式相对分子质量电点临界斛度临压力7&1180328&56833.4CkH5CI112.56131.8359.2452D3精储塔物料衡算3 .1原料液及塔顶、塔底产品摩尔分率苯摩尔质量MA=78.1Ikg/kmol氯苯摩尔质量MB:112丐6kgkmolft478.1ilXr=0.490o.4/78.11+0.6菖1去56095778J1=0.965O.95/78.11+005/112156O.02J7&11=0围29O.02/78.11+住98IHl之563.2原料及塔顶、塔底产品平均摩尔质量Mf:O.490×7&11+00.490×11256:95.6:g/nolM:0.965X78.11+(10.96匀X1范256:79.32kgkmolM-0.029×7811+(10029)×11256:111.5g/Ianol3 .3物*摘算4 飞66、67原料处理量=43巧5hlh95.68唯二+孽总物料衡算4355:+呱嘱Xf=q、+4w需苯物料衡算43,5X0.4900.96,q心+0.02V21.45knO盯h联立可得:22J0101101/h4塔板数确实定4.1 理论板层数NT求取由手册查得苯一氯苯物系气液平衡数据，绘制Xy图，见表2表2苯一氯苯物系气液平衡数据T/OC8090100110120130131-8PA/kPa101013&66180.0234.6003378.65386币5P?/kPa1生66273339.48533370295.8610133x=-p：-P旷PB1.0040.6770440*0265Oj2500190X1.001住913078206130369007205.137500455943994J13395081b图1苯一氯相平衡曲线图图2苯一氯双组分溶液温度-组成图该物系平均和对挥发度为；O1.=5.137乂5x4.559x4399X4113乂3.950乂3,816=4,4)求最小回流比及操作回流比axrA=XfM=-z因为泡点进料(=)得1+(-l)xf=0-809由a_Xd%1.+1Xa-Xe可得il=八-g=0)4548自8AUn-y.-0.809-0.490=0489取操作回流比为R=14=1.4×0489=0.685求精憎塔气、液相负荷；q=0.685X21.45=14.69k01/11(Inv=(R十1)q(685十1)乂21.45=36.14koml/hqae=qn1.+qrF=14.69十43.55=58.24kn01/hqnv=(Inv=3614komlh求操作线方程wnrd编辑精微E殳操作线方程为(IA1.gy=x+xa=0.40"1+0.573qnvqnv提镯段操作线方程为y,-x'一Clawx,v61，-O.018(InVqnv求相平衡方程XYY4.400士士Oy仅一(a-Dy逐板法求理论板层数，结果见表雪表3理论板计算结果O.9b5m7800-139O.8b20.4460-035O.924m700Yao0-039o.73403470-009o.872040Yllo.607。卫11o.8200322Yo.5D9m097X解得所要总理论板层数NT:10块(含塔釜进料板位置Nf=54.2实际板层数求取山图1温度一组成图查出(可依据操作压力，山泡点方程，安托因方程过试差计算。本设计直接查温度一组成图，其结果误差不人。）=81.230Ct二飞008OCOCt1309081.23+13090山上可知塔顶、塔底平均斛度tm=106.OTC2且对应X=O.330查化学化工物性数据手册得=0.24&nPaS:0.348nPasw"d所以:0330x0243十00.33OX0348=0、31nPa.s=住45=459b由：0河9埔尸245求得Eo:0.49×(4.400x031匀再山N=iI得oj5:I1.l12块（不含塔釜O.45精锚段实际板层敖N_提镯段实际板层数N5精储塔工艺条件及关于物性数据计算5 .1操作压力计算塔顶操作压力P=10±3+4=105卫a每层塔板压降：0.7胛a进料板压力PE:1053+0.79=111.6kPa塔底压力PW-11±6+07×12:Ima105.3十111.6精一段平均压力P=IS08.45a111.6+120.O提储段平均压力P=I5.8k尹a25.1 操作温度计算山图1斛度一名且成图查出t=81.23oCtf=10038oC=130.90C81.23十100m8精t留段平均温度t=90、71OC100.18十130.90提储段平均温度t温=：=115巧4。C25.2 平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算二一096六代入平衡曲线方程，得、：0.862M羞w：0.965×7&11+0.035×11256:79.3g/IanolM翻血:862×78班+(10.86×11256:82.8g/Ianol进料板平均摩尔质量计算山逐板法计算结果见表扪可知xr:0.446=0.78DM0W80×78ill+(l-0.780×1125685.69kgkmoM:0.446×7&Il+0-0.44×H256:96.20kg/nol塔底平均摩尔质量计算山逐板法计算经果见表可知X=0.009y-0.039M-O围39X7&11+00.039X112巧一111.22kg/noM:009×78J1+0000×Il之56:11之2,kgkmol精福段平均厚尔质量7932+85.69:82巧腴g/Ianol82.86十96.20Ml-ntCFiS)=:895gtg/Ianol2提储段平均厚尔质量85.69+111.22M:9&46kg/IaOl296卫0+11之2,M:104.2:(1奴g/kmol25.3 平均密度计算541气