化工原理课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计Word文件下载.docx
- 文档编号:14389015
- 上传时间:2022-10-22
- 格式:DOCX
- 页数:31
- 大小:565.72KB
化工原理课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计Word文件下载.docx
《化工原理课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《化工原理课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计Word文件下载.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
摘要:
本设计对苯—氯苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计,主要进行了以下工作:
1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。
2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括:
①精馏塔的物料衡算;
②塔板数的确定;
③精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;
④精馏塔的塔体工艺尺寸计算;
⑤精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。
3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。
4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。
本设计简明、合理,能满足初步生产工艺的需要,有一定的实践指导作用。
关键词:
苯—氯苯;
分离过程;
精馏塔
TheDesignofsieveplate-distillationTowerabouttheSeparatingProcessofBenzene-chlorobenzene
Abstract:
AsuitofequipmentofsievedistillationcolumndeviceswhichmakeBenzeneseparatefromchlorobenzenehasbeendesigned.Themainworkcomprising:
1.Themainprocessesandprogrammesoftheproductionhavebeenselectedanddetermined.2.Themaincontainerfillertowerhasbeendesigned,including①thebalancereckonofthesieveplatetower②thenumberofthetowerplankhasbeendeterminated③thecalculationofpropertiesofmatterdate④thesizeoftheDistillationtowerhasbeencomputed⑤Themaintraysizeofthedistillationtower.hasbeenreckoned3.Productioncraftworkflowchartanddesignconditionchartofthedistillationtowerhavebeendrawn.4.Thequestionsofthedesignprocesshavebeendiscussedandreviewed.Thedesignissimpleandreasonable,andcanmeettheneedsoftheinitialproductionprocess,acertainroleinguidingthepractice.
设计内容及要求
一、设计任务:
每小时生产99.5%的氯苯4.5吨塔顶馏出液中含氯苯≤2%,原料液中含氯苯40%(wt%)。
二、操作条件:
(1)塔顶压强4kPa(表压);
(2)进料热状况泡点进料q=1;
(3)回流比1.2倍最小回流比;
(4)塔底加热蒸汽压力0.5MPa(表压);
(5)单板压降≤0.7kPa。
三、设计内容
(1)精馏塔的物料衡算;
(2)塔板数的确定;
(3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算;
(4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算;
(5)塔板主要工艺尺寸的计算;
(6)塔板的流体力学验算;
(7)塔板负荷性能图;
(8)精馏塔接管尺寸的计算;
(9)电脑绘制生产工艺流程图;
(10)手工绘制精馏塔设计条件图;
(11)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
四、设计要求
(1)设计计算说明书撰写规范、严谨,条理清晰;
(2)数据可靠,论证合理,有设计价值;
(3)图纸绘制应符合化工制图的标准。
指导教师:
年月日
引言
1、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,他可以使气(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。
塔设备中常见的单元操作有:
精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外,工业气体的冷却和回收、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和减湿等。
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。
2、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。
(1)、工业上常见的几种的板式塔及其优缺点
Ⅰ、浮阀塔。
在塔板开孔上方,安装可浮动的阀片,浮阀可随气体流量的变化自动调节开度,可避免漏液,操作弹性大,造价低,且安装检修方便,但对材料的抗腐蚀性能要求高。
Ⅱ、筛孔塔。
结构简单、造价低廉、筛板塔压降小、液面落差也较小、生产能力及塔板效率都较泡罩塔高,故应用广泛。
Ⅲ、泡罩塔。
其气体通道是升气管和泡罩,由于升气管高出塔板,即使在气体负荷很低时也不会发生严重漏液,操作弹性大,升气管为气液两相提供了大量的传质界面。
但泡罩塔板结构复杂,成本高,安装检修不便,生产能力小。
综合考虑最终选择筛孔式精馏塔。
(2)、设计板式塔的要求及简易流程
首先应根据已给定的操作条件,由图解法或解析法求得理论塔板数、选定或估算塔板效率,从而测得实际塔板数,然后对以下内容进行设计或计算:
Ⅰ、塔高的计算。
包括塔的主体高度、顶部与底部空间的高度,以及裙座的高度。
Ⅱ、塔径的计算。
Ⅲ、塔内件的设计。
主要是塔盘的工艺和结构设计,此多此还包括,塔的进出口、防冲档板、防涡器、除沫器等的设计计算。
设计流程简略图流程:
装置的有关操作条件→给定的塔板设计条件→确定塔径→溢流区的设计→气液接触区的设计→各项核对计算。
一、设计方案的确定
1、操作压力
蒸馏操作可在常压,加压,减压下进行。
应该根据处理物料的性能和设计总原则来确定操作压力。
例如对于热敏感物料,可采用减压操作。
本次设计为一般物料因此,采用常压操作。
2、进料状况
进料状态有五种:
过冷液,饱和液,气液混合物,饱和气,过热气。
但在实际操作中一般将物料预热到泡点或近泡点,才送入塔内。
这样塔的操作比较容易控制。
不受季节气温的影响,此外泡点进料精馏段与提馏段的塔径相同,在设计和制造上也叫方便。
本次设计采用泡点进料即q=1。
3、加热方式
蒸馏釜的加热方式一般采用间接加热方式,若塔底产物基本上就是水,而且在浓度极稀时溶液的相对挥发度较大。
便可以直接采用直接加热。
直接蒸汽加热的优点是:
可以利用压力较低的蒸汽加热,在釜内只需安装鼓泡管,不需安装庞大的传热面,这样,操作费用和设备费用均可节省一些,然而,直接蒸汽加热,由于蒸汽的不断涌入,对塔底溶液起了稀释作用,在塔底易挥发物损失量相同的情况下。
塔釜中易于挥发组分的浓度应较低,因而塔板数稍微有增加。
但对有些物系。
当残液中易挥发组分浓度低时,溶液的相对挥发度大,容易分离故所增加的塔板数并不多,此时采用直接蒸汽加热是合适的。
4、冷却方式
塔顶的冷却方式通常水冷却,应尽量使用循环水。
如果要求的冷却温度较低。
可考虑使用冷却盐水来冷却。
5、热能利用
蒸馏过程的特性是重复进行气化和冷凝。
因此,热效率很低,可采用一些改进措施来提高热效率。
因此,根据上叙设计方案的讨论及设计任务书的要求,本设计采用常压操作,泡点进料,间接蒸汽加热以及水冷的冷却方式,适当考虑热能利用。
本设计任务为分离苯—氯苯混合物。
对于二元混合物的分离,应采用连续精馏方法,设计中采用泡点进料,将混合料液经预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升器采用全凝器冷凝后,部分回流。
其余部分作为塔顶产品经冷却后送入储罐。
该物系属于易分离物系,最小回流比较小,故操作回流比取最小回流比的2倍。
塔釜部分采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送入储罐。
工艺流程图见附图。
查阅有关资料得知苯和氯苯的一些性质如下:
1.苯和氯苯的物理性质
表1.1苯和氯苯的物理性质
项目
分子式
相对分子质量
沸点
临界温度/。
c
临界压力/kpa
苯(A)
C6H6
78.11
80.1
288.5
6833.4
氯苯(B)
C6H5Cl
112.5
131.8
359.2
4520
2.苯-氯苯的气液相平衡数据
表1.2苯-氯苯的气液相平衡数据
沸点温度
t ℃
苯的组成
液相
气相
80.02
1
120
0.129
0.378
90
0.69
0.916
130
0.0195
0.0723
100
0.447
0.785
110
0.267
0.61
3.组成饱和蒸气压
表1.3苯-氯苯的组成饱和蒸气压
温度℃
80
mmhg苯
760
1025
1350
1760
2250
2840
2900
mmhg氯苯
148
205
293
400
543
719
4.液相密度
表1.4苯-氯苯的液相密度
苯
817
805
793
782
770
757
氯苯
1039
1028
1018
1008
997
985
5.液相粘度µ
表1.5苯-氯苯液体粘度µ
温度(℃)
60
140
苯(mP.s)
0.381
0.308
0.255
0.215
0.184
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 化工 原理 课程设计 氯苯 分离 过程 板式 精馏塔 设计