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1、化工原理课程设计苯-氯苯连续精馏筛板塔的设计目 录设计任务书 3 设计说明书 61 概述 62 设计方案确定 73 设计计算 83.1 精馏塔的物料衡算 83.1.1原料液、塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 8 3.1.2塔顶产品产量、釜残液量及进料流量计算 83.2 塔板数的确定 83.2.1.1 q值的计算 83.2.1.2 最小回流比的求取 83.2.1.3求操作线方程 93.2.1.4求理论板数：逐板计算法 103.2.1.4实际塔板数 113.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 113.3.1操作压力计算 113.3.2操作温度计算 113.3.3平均摩尔质量计算 123.3.4平
2、均密度计算 123.3.5体积流率计算 133.3.6液体平均表面张力的计算 143.3.7液体平均粘度计算 153.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 153.4.1塔径的计算 153.4.2塔高的计算 163.5 塔板主要工艺尺寸计算 173.5.1精馏段计算 183.6 筛板的流体力学验算 203.6.1精馏段流体力学验算 213.7塔板负荷性能图 233.7.1精馏段负荷性能图 23 4附属设备选型 26 4.1再沸器的选择 264.1.1 再沸器的热量衡算 26 4.1.2饱和蒸汽用量 26 4.1.3再沸器的加热面积 26 4.2 冷凝器的选择 27 4.2.1全凝器热量衡算 27 4.
3、2.2冷却水用量 27 4.2.3冷凝器的选择 27 4.3塔内其他构件 284.3.1进料管 28 4.3.2回流管 28 4.3.3塔顶蒸汽管 28 4.3.4塔底出料速度 29 5设计数据列表 296 设计评述 307参考文献 30设计任务书一、设计题目 苯氯苯连续精馏筛板塔的设计。二、设计任务（1）原料液中氯含量：质量分率=35%（质量），其余为苯。（2）产品纯度为99.0 %（质量）的氯苯。（3）塔顶馏出液中氯苯含量不得高于1.0%（质量）。（4）生产能力：456000t/y苯产品，年开工320天。三、操作条件（1）精馏塔顶压强：4.0（表压） （2）进料热状态：泡点 （3）回流比：
4、=1.5 （4）单板压降压：0.7KPa（5）冷凝器冷却剂：水，冷却剂温度：=25 ；=40 （6）再沸器加热剂：饱和水蒸气，加热剂温度：=2at（表压）热损失：=5%四、要求（1）对精馏过程进行描述 （2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算（3）对精馏塔进行设计计算 （4）对精馏塔的附属设备进行选型（5）画一张精馏塔的装配图 （6）编制设计说明书五、设计说明书要求（1）目录（2）设计题目及原始数据（任务书）（3）简述精馏过程的生产流程及特点（4）精馏过程有关计算（物料衡算、热量衡算、理论塔板数、回流比、塔高、塔径、塔板设计、接管设计等）（5）附属设备的选型（裙座、再沸器、冷凝器等）；（6）设计
5、结果概要（主要设备尺寸、衡算结果等）（7）设计评述（8）参考文献。符号说明英文字母A阀孔的鼓泡面积m2Af 降液管面积 m2AT 塔截面积 m2b 操作线截距c 负荷系数（无因次）c0 流量系数（无因次）D 塔顶流出液量 kmol/hD 塔径 md0 阀孔直径 mET 全塔效率（无因次）E 液体收缩系数（无因次） 物沫夹带线 kg液/kg气F 进料流量 kmol/hF0 阀孔动能因子 m/sg 重力加速度 m/s2HT 板间距 mH 塔高 mHd 清液高度 mhc 与平板压强相当的液柱高度 mhd 与液体流径降液管的压降相当液柱高度 mhr 与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度 mhf 板上
6、鼓泡高度 mhL 板上液层高度 mh0 降液管底隙高度 mh02v堰上液层高度 mhp 与板上压强相当的液层高度 mh与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度 mh2v溢液堰高度 mK 物性系数（无因次）Ls 塔内下降液体的流量 m3/sLw 溢流堰长度 mM 分子量 kg/kmolN 塔板数Np 实际塔板数NT 理论塔板数P 操作压强 PaP压强降 Paq 进料状态参数R 回流比Rmin最小回流比u 空塔气速 m/sw 釜残液流量 kmol/hwc 边缘区宽度 mwd 弓形降液管的宽度 mws 脱气区宽度 mx 液相中易挥发组分的摩尔分率y 气相中易挥发组分的摩尔分率z 塔高 m希腊字母相对
7、挥发度粘度 Cp密度 kg/m3表面张力下标r 气相L 液相l 精馏段q q线与平衡线交点min最小max最大A 易挥发组分B 难挥发组分设计说明书1 概述（一）塔设备设计概述塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，它可以使气(或汽)或液液两相紧密接触，达到相际传质及传热的目的。在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。 最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相能充分接触，以获得高的传质效率。此外，为满足工业生产的需要，塔设备还必须满足以下要求：1、生产能力大；2、操作稳定，弹性大；3、流体流动阻力小；4、结构简单、材料耗用量少，制造和安装容易；5、耐腐蚀和不易阻塞，操作方便，调节和检修容易。 （二）板式精馏塔设备选型及设计 因为板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低，故工业上多采用板式塔。因而本课程设计要求设计板式塔。工业上常见的几种的板式塔及其优缺点： 、浮阀塔：在塔板开孔上
