苯-氯苯板式精馏塔工艺设计——年产99.8%的氯苯万吨

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化工原理课程设计说明书

设计题目：苯-氯苯板式精馏塔工艺设计

设 计 者: 日 期: 组 员： 指导老师： 设计成绩：

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毕业设计题目——年产6万吨氯苯精馏工段板式精馏塔设计

一、设计题目

试设计一座年产6万吨的氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯60000吨，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%。原料液中含氯苯为38%（以上均为质量%）。设计区域符合西北地区的情况

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0.5MPa（表压）； 5.单板压降不大于0.7kPa；

6.年工作日300天，每天24小时连续运行。

三、设计内容

1.设计方案的确定及工艺流程的说明； 2.塔的工艺计算；

3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算； 4.塔内流体力学性能的设计计算； 5.塔板负荷性能图的绘制； 6.塔的工艺计算结果汇总一览表；

7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制； 8.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 3

90 1025 205 100 1350 293 110 1760 400 120 2250 543 130 2840 719 131.8 2900 760 p?i 苯 氯苯 2.组分的液相密度ρ（kg/m）

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

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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 21.2 26.1 85 20.6 25.7 110 17.3 22.7 115 16.8 22.2 120 16.3 21.6 131 15.3 20.4 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.氯苯的汽化潜热

常压沸点下的汽化潜热为35.3×10kJ/kmol。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：

3

r2r10.38?tc?t2????t?t???c1?0.38（氯苯的临界温度：tc?359.2?C）

5.其他物性数据可查化工原理附录。

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目 录

一、前言............................................................ 2 二、产品与设计方案简介.............................................. 3

（一）产品性质、质量指标 ........................................ 3 （二）设计方案简介 .............................................. 4 （三）工艺流程及说明 ............................................ 4 三、工艺计算及主体设备设计.......................................... 5

（一）全塔的物料衡算 ............................................ 5

1）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率............................ 5 2）平均摩尔质量.............................................. 6 3）料液及塔顶底产品的摩尔流率................................ 6 （二）塔板数的确定 .............................................. 6

1）理论塔板数的求取.......................................... 6 2）实际塔板数................................................ 8 （三）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 ................ 9

1）平均压强.................................................. 9 2）平均温度.................................................. 9 3）平均分子量................................................ 9 4）平均密度.................................................. 9 5）液体的平均表面张力....................................... 10 6）液体的平均粘度........................................... 10 （四）精馏段的汽液负荷计算 ..................................... 10

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