苯與氯苯精餾塔設(shè)計

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1、化工原理工程設(shè)計處理量為3000噸/年苯和氯苯體系精餾分離板式塔設(shè)計學(xué)院：專業(yè)：班級：姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：板式精餾塔設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：苯-氯苯體系精餾分離板式塔設(shè)計二、設(shè)計任務(wù)及操作條件1、設(shè)計任務(wù)：生產(chǎn)能力（進(jìn)料量）30000噸／年操作周期7200小時／年進(jìn)料成分：含氯苯35%（質(zhì)量分率，下同）塔頂產(chǎn)品組成氯苯含量為98%;塔底產(chǎn)品組成含氯苯不得高于1.7%.2、操作條件操作壓力4000Pa（表壓）進(jìn)料熱狀態(tài)q=0.7單板壓降：<或=0.7kPa3、設(shè)備型式篩板或浮閥塔板（F1型）4、廠址新鄉(xiāng)地區(qū)三、設(shè)計內(nèi)容：1、設(shè)計方案的

2、選擇及流程說明2、工藝計算3、主要設(shè)備工藝尺寸設(shè)計（1）塔徑及蒸餾段塔板結(jié)構(gòu)尺寸的確定（2）塔板的流體力學(xué)校核（3）塔板的負(fù)荷性能圖（4）總塔高、總壓降及接管尺寸的確定4、輔助設(shè)備選型與計算5、設(shè)計結(jié)果匯總6、工藝流程圖及精餾塔工藝條件圖7、設(shè)計評述目錄1.精餾塔的概述42．設(shè)計內(nèi)容72.1.精餾塔的物料衡算82.2.塔板數(shù)的確定92.3.精餾段的工藝條件及有關(guān)物性數(shù)據(jù)的計算122.4.精餾塔的塔體工藝尺寸的計算162.5.塔板主要工藝尺寸的計算182.6.篩板的流體力學(xué)驗算212.7.塔板負(fù)荷性能圖23設(shè)計小結(jié)29參考資料30設(shè)計說

3、明書1.1塔設(shè)備的類型設(shè)備塔是化工、石油化工、生物化工、制藥等生產(chǎn)過程中廣泛采用的汽液傳質(zhì)設(shè)備。根據(jù)塔內(nèi)汽液接觸構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式，可分為板式塔和填料塔兩大類。板式塔內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式穿過板上的液層，進(jìn)行汽液與傳熱。正常操作下，氣相為分散相。液相為連續(xù)相，氣相組成呈階梯變化，屬逐級接觸逆流操作過程。填料塔內(nèi)裝有一定高度的填料層，液體自塔頂沿填料表面下流，氣體逆流而上（有時也采用并流向下）流動，汽液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)與傳熱。在正常操作下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相，氣相組成呈連續(xù)變化，屬微分接觸逆流操作過程。1.2

4、塔設(shè)備的性能指標(biāo)為獲得最大的傳質(zhì)速率，塔設(shè)備應(yīng)該滿足兩條基本原則：①使氣、液兩相充分接觸，適當(dāng)湍動，以提供盡可能大的傳質(zhì)面積和傳質(zhì)系數(shù)，接觸后兩相又能及時完善分離；②在塔內(nèi)使氣、液兩相具有最大限度地接近逆流，以提供最大的傳質(zhì)推動力。從工程目的出發(fā)，塔設(shè)備性能的評價指標(biāo)如下：①通量——單位塔截面的生產(chǎn)能力，表征塔設(shè)備的處理能力和允許空塔氣速；②分離效率——單位壓降塔的分離效果，對板式塔以效率表示，對填料塔以等板高度表示；③適應(yīng)能力——操作彈性，表現(xiàn)為對物料的適應(yīng)性及對負(fù)荷波動的適應(yīng)性。塔設(shè)備在兼顧通量大、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)的前提下，還應(yīng)滿

5、足流動阻力低、結(jié)構(gòu)簡單、金屬消耗量少、造價低、易于操作控制等要求。1.3板式塔與填料塔的比較工業(yè)上，評價塔設(shè)備的性能指標(biāo)主要有以下幾個方面：①生產(chǎn)能力；②分離效率；③塔壓降；④操作彈性；⑤結(jié)構(gòu)、制造及造價。①生產(chǎn)能力填料塔內(nèi)件的開孔率通常在50%以上，而填料層的孔隙率則超過90%，一般液泛碘較高，故單位塔截面上，填料塔的生產(chǎn)能力一般均高于板式塔。②分離效率一般情況下，填料塔具有較高的分離效率。在減壓、常壓和低壓（壓力小于0.3MP）操作下，填料塔的分離效率明顯優(yōu)于板式塔，在高壓操作下，板式塔的分離效率略優(yōu)于填料塔。③塔壓降填料塔由于空

6、隙率高，故其壓降遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于板式塔。④操作彈性一般來說，填料本身對氣液變化的適用很大，故填料塔的操作彈性一般較大，而板式塔的操作彈性較小。⑤結(jié)構(gòu)、制造及造價填料塔的結(jié)構(gòu)較板式塔簡單，故制造、維修也較為方便，但填料塔的造價通常高于板式塔。1.4精餾原理塔分離均相液態(tài)混合物的原理：蒸氣由塔底進(jìn)入，與下降液進(jìn)行逆流接觸，兩相接觸中，下降液中的易揮發(fā)(低沸點(diǎn))組分不斷地向蒸氣中轉(zhuǎn)移，蒸氣中的難揮發(fā)(高沸點(diǎn))組分不斷地向下降液中轉(zhuǎn)移，蒸氣愈接近塔頂，其易揮發(fā)組分濃度愈高，而下降液愈接近塔底，其難揮發(fā)組分則愈富集，達(dá)到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸氣

7、進(jìn)入冷凝器，冷凝的液體的一部分作為回流液返回塔頂進(jìn)入精餾塔中，其余的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體，其中的一部分送入再沸器，熱蒸發(fā)后，蒸氣返回塔中，另一部分液體作為釜?dú)堃喝〕觥崃孔运斎?，物料在塔?nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn)行精餾分離，由冷凝器和冷卻器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。苯—氯苯混合液原料經(jīng)預(yù)熱器加熱到露點(diǎn)溫度后送入精餾塔進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。操作時，連續(xù)的從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品，部分液體氣化，產(chǎn)

8、生上升蒸汽，一起通過各層塔板。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中被冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液，其余部分經(jīng)冷凝器冷凝后送出作為塔頂產(chǎn)品，經(jīng)冷凝器冷卻后送入貯槽。塔釜采用間接蒸汽和再沸器共熱。塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送入貯槽。流程