苯氯仿分离过程筛板式精馏课程设计.docx

新乡学院《化工原理课程设计》说明书院（系）名称化学与化工学院专业名称化学工程与工艺年 级 班 级2008级2班学生姓名学 号指导教师姓名徐绍红 杨丽云目录第一章 课程设计任务书2第二章 设计内容4一、精馏塔物料衡算4二、塔板数的确定4三、确定泠凝器和再沸器的热负荷，7四、传热面积8五、塔径的计算及板间距的确定17六、堰及降液管的设计20七、踏板分布及筛板塔的主要结构参数22八、水力学计算23九、负荷性能图26十、主要接管尺寸的选取32附录34设计小结35参考文献36第一章课程设计任务书一、课题名称：苯----氯仿分离过程筛板式精馏二、课题条件（原始数据）：㈠、设计条件1.处理量、进料状态已知2.料液、塔顶、塔底组成：自定3.塔底加热方式、塔底加热蒸汽压力、塔顶冷凝水进、出口温度自定4.回流比根据《化工原理课程设计指导》教材P-48确定5.每年生产时间：一年开工按300天计，每天工作时间24小时6.单板压降≤0.6kPa，塔顶表压3.5kPa7.单组号设计筛板塔，双组号设计浮阀塔㈡、关于设计说明书的编写 1.设计题目2.说明书目录（标题及页次）3.精馏方案的说明，流程的叙述（附流程简图）4.工艺计算：包括全塔物料衡算、塔顶及塔底温度、精馏段和提馏段气液负荷、塔顶冷凝器热负荷、冷却水用量、塔底再沸器热负荷、加热蒸汽用量、塔的理论板数、实际板数。5.塔的结构设计：包括塔高、塔径、降液管、溢流堰、开孔数及开孔率。6.塔板流体力学验算。7.塔板布置图、塔板负荷性能图。8.附属设备的设计：塔顶冷凝器、塔底再沸器（计算传热面积）、回流泵、进料接管、塔顶产品接管、塔底产品接管、塔顶蒸汽接管。9.撰写计算结果一览表。（见附表1）10.设计感想、设计评价及有关问题的分析讨论。参考文献（包括资料的作者、书名、出版单位和出版社）。11.绘制精馏塔或冷凝器的设备图（图纸A2）。㈢、设计内容：原料：苯、氯仿年产量（氯仿）：三万吨原料组成（氯仿的质量分率，下同）：0.60进料状态：气液共存进料塔顶产品组成：0.995塔底产品组成：0.03塔板形式：筛板生产时间：300天/年，每天24h运行设备形式：筛板塔三、设计方案的确定本设计采用连续精馏流程，气液共存进料。塔顶上升蒸汽采用凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。该物系属于易分离物系，最小回流比比较小，故操作回流比取最小回流比的1.23倍。塔釜采用饱和水蒸汽间接加热，塔底产品冷却后送至储罐。第二章 设计内容一、精馏塔物料衡算㈠原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量氯仿的摩尔质量㈡原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量㈢物料衡算塔顶处理量总物料衡算氯仿物料衡算联立解得：二、塔板数的确定精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算(1)操作压力的计算塔顶的操作压力每层塔板的压降设塔板数为25块，则进料板压力 (2)操作温度的计算塔顶温度塔底温度进料温度经查资料得苯与氯仿气液平衡时的组成与温度的关系如下表所示（以氯仿的组成为基准）：t/液相组成x气相组成y 79.9 0.1406 0.196478.1 0.2190 0.3090 77.2 0.3037 0.4246 76.0 0.3955 0.5486 74.6 0.4953 0.6625 72.8 0.6042 0.7616 70.5 0.7235 0.8548 67.0 0.8548 0.9277由上面数据可做t-x-y图、x-y图如下所示：运用图解法可得所以故q线方程为在x-y图上作q线如图所示，得其与平衡线交点的坐标为（0.663,0.809），∴通过近似估算则取由此可得精馏段操作方程为：提馏段操作方程为：在x-y图上作出精馏段及提馏段的操作线，并运用图解法求取其理论板层数，如上图所示，则得设故（不包括再沸器）三、确定泠凝器和再沸器的热负荷，上式中的，分别为塔顶、塔底混合物的汽化潜热，为混合物流率。其中汽化潜热由陈氏公式求取：陈氏公式：经查资料得苯、氯仿性质如下：临界温度/℃临界压力/Mpa苯562.14.894氯仿536.45.472以塔顶苯的计算为例计算各物质的及r列表如下：塔顶塔底项目苯氯仿项目苯氯仿0.6280.6580.5950.6240.02140.01920.02410.0216r(cal/mol)6819.127779.96r(cal/mol)6233.557515.63R(kJ/kmol)28.5532.573R(kJ/km