2022年苯氯苯分离过程筛板式精馏塔方案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用课程设计说明书课程名称:化工原理课程设计 设计题目:苯 -氯苯分别过程筛板式精馏塔设计 院系:化学与环境工程学院 同学姓名:牛恒恒 学号: 2022570035 专业班级:煤化工 14-1 班 指导老师:蔡香丽名师归纳总结 完成日期:20220110 第 1 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用新疆工程学院课程设计评定看法设计题目 苯氯苯混合液筛板精馏塔的设计系 部_化学与环境工程系 _ 专业班级煤化工 14-1 班同学姓名 _ 牛恒恒
2、_同学学号 2022570035 评定看法:评定成果:指导老师 签名):年 月 日名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用新疆工程学院课程设计任务书设计题目牛恒恒所在院系苯-氯苯分别过程筛板式精馏塔设计煤化 14-1班同学姓名化学与环境工专业、年级、程学院班设计要求:年产 99.8 的氯苯 2.6 万 t ,塔顶馏出液氯苯含量不低于2,原料液含氯苯38以上均为质量分数);塔顶压力 4kPa 表压);进料热状况自选;回流比自选;塔底加热蒸汽压力 0.5Mpa 表压);单板压降0.7kPa 塔板类型
3、筛板工作日每年 300 天,每天 24 小时连续运行同学应完成的工作:1. 1. 搜集整理苯、氯苯的相关物性资料;2. 2. 完成苯氯苯连续精馏塔的工艺设计;3. 3. 完成精馏塔设备的工艺尺寸设计;4. 4. 用 A1 图纸绘制精馏塔设计条件图; 5. 编写设计说明书;参考文献阅读:1. 熊洁羽 . 化工制图 北京:化学工业出版社,2007 2. 刁玉玮,王立业,喻健良 . 化工设备机械基础 第六版)大连:大连理工出版社,2006 3. 天津高校化工学院,柴诚敬主编 . 化工原理 上册 . 第 1 版 . 北京:高等训练出版社,2005 4. 天津高校化工学院,柴诚敬主编 . 化工原理 下册
4、 . 第 1 版 . 北京:高等训练出版社,2006 5. 贾绍义,柴诚敬主编 . 化工原理课程设计 第一版)天津:天津高校出版社,2002 工作方案:11 月 8 日 搜集整理相关物性资料11 月 9-11 日 完成苯氯苯连续精馏塔的完整工艺设计名师归纳总结 11 11月 12 日 课程设计说明书编写及绘图预备第 3 页,共 30 页 11月 15 日 -19 日 绘制精馏塔设计条件图,完成课程设计说明书编写任务下达日期:2022 年 11 月 5 日任务完成日期:2022 年 11 月 19 日指导老师 签名):同学 签名):- - - - - - -精选学习资料 - - - - - -
5、- - - 个人资料整理 仅限学习使用课程设计题目:苯 一、设计题目- 氯苯分别过程筛板式精馏塔设计试设计一座苯氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为 99.8%的氯苯 2.6 万 吨,塔顶馏出液中含氯苯不得高于 2%,原料液中含氯苯为 38%以上均为质量分 数);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 :R=2Rmin;4. 塔釜加热蒸汽压力 0.5MPa表压);5. 单板压降不大于 0.7kPa;三、塔板类型 筛板式;四、工作日 每年 300 天,每天 24 小时连续运行;五、设计内容 1. 精馏塔的物料衡算;2. 塔板数的确定;3. 精馏塔的
6、工艺条件及有关物性数据的运算;4. 精馏塔的塔体工艺尺寸的运算;5. 塔板主要工艺尺寸的运算;6. 塔板的流体力学验算;7. 塔板负荷性能图;8. 绘制生产工艺流程图;9绘制精馏塔设计条件图;10对设计过程的评述和有关问题的争论;六、基础数据名师归纳总结 1. 组分的饱和蒸汽压mmHg)100 110 120 130 131.第 4 页,共 30 页温度, )80 90 8 苯760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯148 205 293 400 543 719 760 2. 组分的液相密度kg/m 3)- - - - - - -精选学习资料 - - - - -
7、 - - - - 温度, )80 90 个人资料整理仅限学习使用130 100 110 120 苯817 805 793 782 770 757 氯苯1039 1028 1018 1008 997 985 纯组分在任何温度下的密度可由下式运算苯举荐:氯苯举荐:式中的 t 为温度,;3. 组分的表面张力mN/m)85 110 115 120 131 温度, )80 苯21.2 20.6 17.3 16.8 16.3 15.3 氯苯26.1 25.7 22.7 22.2 21.6 20.4 4. 其他物性数据可查化工原理附录;摘要: 课程设计是化工原理课程教案中综合性和实践性较强的教案环节,是理论
8、联系实际的桥梁,是使同学体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试;通过课程设计,要求同学能综合利用本课程和前修课程的基本 学问,进行融会贯穿的独立摸索,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到化工工程设计的初步训练;通过课程设计,要求同学明白工程设计的 基本内容,把握化工设计的程序和方法,培育同学分析和解决工程实际问题的 才能;同时,通过课程设计,仍可以使同学树立正确的设计思想,培育实事求 是、庄重仔细、高度责任感的工作作风;课程设计是增强工程观念,培育提高 同学独立工作才能的有益实践;又由于塔设备在石油、化工、医药、煤炭等行 业中应用广泛,其合理的设计受到极大关注,所以塔
9、课程设计实践必不行少;关键词: 质量分率;塔板;塔板效率;工艺尺寸名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用目录一、设计背景 1 二、产品与设计方案简介 2 一)产品性质、质量指标 3 二)设计方案简介 3 三)工艺流程及说明 3 三、工艺运算及主体设备设计 4 一)精馏塔的物料衡算 4 1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 4 2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 5 3)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔流率 5 二)塔板数的确定 5 1)理论塔板数的确定 5 2)实际塔板数 7 名师归纳总结
10、三)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的运算8 第 6 页,共 30 页1)操作压力的运算8 2)操作温度的运算8 3)平均摩尔质量运算8 4)平均密度运算10 5)液相平均表面张力10 6)液相平均粘度运算11 四、精馏段的塔体工艺尺寸的运算11 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用一)塔径的运算 11 二)精馏塔有效高度的运算 11 五、塔板工艺结构尺寸的设计与运算 12 一)溢流装置 12 二)塔板布置 13 三)开孔率 n 和开孔率 13 六、塔板上的流体力学验算 14 一)气体通过筛板压降和的验算 14 二)雾沫夹带量的验
11、算 15 三)漏液的验算 15 四)液泛的验算 15 七、塔板负荷性能图 16 一) . 漏液线 气相负荷下限线) 16 二) . 液沫夹带线 16 三) . 液相负荷下限线 17 四) . 液相负荷上限线 17 五). 液泛线 . 17八、筛板式精馏塔设计运算结果 19 九、主要符号说明 20 十、结果与结论 . 名师归纳总结 十一、收成与致谢21 第 7 页,共 30 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用苯-氯苯分别过程板式精馏塔设计运算书一、 设计背景课程设计是本课程教案中综合性和实践性较强的教案环节,是理论联系实 际的
12、桥梁,是使同学体察工程实际问题复杂性、学习化工设计基本学问的初次 尝试;通过课程设计,要求同学能综合利用本课程和前修课程的基本学问,进 行融会贯穿的独立摸索,在规定的时间内完成指定的化工设计任务,从而得到 化工工程设计的初步训练;通过课程设计,要求同学明白工程设计的基本内 容,把握化工设计的程序和方法,培育同学分析和解决工程实际问题的才能;同时,通过课程设计,仍可以使同学树立正确的设计思想,培育实事求是、严 肃仔细、高度责任感的工作作风;课程设计是增强工程观念,培育提高同学独 立工作才能的有益实践;本设计采纳连续精馏分别苯- 氯苯二元混合物的方法;连续精馏塔在常压下操作,被分别的苯 - 氯苯二
13、元混合物由连续精馏塔中部进入塔内,以肯定得回流 比由连续精馏塔的塔顶采出含量合格的苯,由塔底采出氯苯;氯苯纯度不低于 99.8%,塔顶产品苯纯度不低于 98%质量分数);高径比很大的设备称为塔器;塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之 一;它可使气 或汽)液或液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的 目的;常见的、可在塔设备中完成的单元操作有:精馏、吸取、解吸和萃取 等;此外,工业气体的冷却与回收,气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两 相传质和传热的增湿、减湿等;在化工或炼油厂中,塔设备的性能对于整个装置的产品产量质量生产才能 和消耗定额,以及三废处理和环境爱护等各个方面都有重大的影响;
14、据有关资 料报道,塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例;因此,塔设 备的设计和争论,受到化工炼油等行业的极大重视;作为主要用于传质过程的塔设备,第一必需使气汽)液两相充分接触,以获得较高的传质效率;此外,为了满意工业生产的需要,塔设备仍得考虑以下 各项传质效率;此外,为了满意工业生产的需要,塔设备仍得考虑以下各项要 求:名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用1)生产才能大在较大的气汽)液流速下,仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏正常操作的现象;2)操作稳固、弹性大;当塔设备
15、的气汽)液负荷量有较大的波动时,仍能在较高的传质效率下进行稳固的操作;并且塔设备应保证能长期连续操作;3)流体流淌的阻力小;即流体通过塔设备的压力降小;这将大大节约生产中的动力消耗,以及降低常常操作费用;对于减压蒸馏操作,较大的压力降 仍使系统无法维护必要的真空度;4)结构简洁、材料耗用量小、制造和安装简洁;这可以削减基建过程中 的投资费用;5)耐腐蚀和不易堵塞,便利操作、调剂和检修;事实上,对于现有的任何一种塔型,都不行能完全满意上述全部要求,仅是在某些方面具有独到之处依据设计任务书,此设计的塔型为筛板塔;筛板塔是很早显现的一种板式 塔;五十岁月起对筛板塔进行了大量工业规模的争论,逐步把握了
16、筛板塔的性能,并形成了较完善的设计方法;与泡罩塔相比,筛板塔具有以下优点:生产 才能大 2040%,塔板效率高 1015%,压力降低 3050%,而且结构简洁,塔 盘造价削减 40%左右,安装、修理都较简洁;从而一反长期的冷落状况,获得 了广泛应用;近年来对筛板塔盘的争论仍在进展,显现了大孔径筛板 孔径可达 2025mm),导向筛板等多种形式;筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分工业塔常用 2.5 5近年来 的筛孔孔径为 38mm,按正三角形排列空间距与孔径的比为 有大孔径 1025mm)筛板的,它具有制造简洁,不易堵塞等优点,只是漏夜点 低,操作弹性小;筛板塔的特点如下:1)
17、结构简洁、制造修理便利;2)生产才能大,比浮阀塔仍高;3)塔板压力降较低,相宜于真空蒸馏;4)塔板效率较高,但比浮阀塔稍低;5)合理设计的筛板塔可是具有较高的操作弹性,仅稍低与泡罩塔;名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 30 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用6)小孔径筛板易堵塞,故不宜处理脏的、粘性大的和带有固体粒子的料液;二、产品与设计方案简介;闪点 29 4;燃点-6378,折射率 15246,粘度 20 0799mPa s,表面张力 3328 10 3Nm溶解度参数 95;溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等大多数有机溶剂,不溶于水
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