课程设计说明书课程设计名称化工原理课程设计课程设计题目苯-氯苯混合液浮阀式精馏塔设计姓名学号专业班级指导教师提交日期化工原理课程设计任务书(一)设计题目苯-氯苯连续精馏塔的设计(二)设计任务及操作条件设计任务(1)原料液中含氯苯35% (质量)。
(2)塔顶馏出液中含氯苯不得高于2％(质量)。
(3)年产纯度为99.8％的氯苯吨41000吨操作条件(1)塔顶压强4KPa(表压)，单板压降小于0.7KPa。
(2)进料热状态自选。
(3)回流比R=（1.1-3）R min。
(4)塔底加热蒸汽压强506 KPa(表压)设备型式F1型浮阀塔设备工作日：每年330天，每天24小时连续运行。
（三）设计内容1）．设计说明书的内容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) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
9) 辅助设备的设计与选型2．设计图纸要求：1) 绘制工艺流程图2) 绘制精馏塔装置图（四）参考资料1．物性数据的计算与图表2．化工工艺设计手册3．化工过程及设备设计4．化学工程手册5．化工原理苯、氯苯纯组分的饱和蒸汽压数据其他物性数据可查有关手册。
目录前 言 ........................................................................................................................................................ 6 1．设计方案的思考 ............................................................................................................................ 6 2.设计方案的特点 .............................................................................................................................. 6 3．工艺流程的确定 ............................................................................................................................ 6 一．设备工艺条件的计算 ...................................................................................................................... 8 1．设计方案的确定及工艺流程的说明 ............................................................................................ 8 2．全塔的物料衡算 . (8)2.1 料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 ...................................................................................... 8 2.2 平均摩尔质量 .......................................................................................................................... 8 2.3 料液及塔顶底产品的摩尔流率 .............................................................................................. 8 3．塔板数的确定 ................................................................................................................................ 93.1理论塔板数T N 的求取 (9)3.2 确定操作的回流比R ............................................................................................................. 10 3.3求理论塔板数 ......................................................................................................................... 11 3.4 全塔效率T E (12)3.5 实际塔板数pN （近似取两段效率相同） (13)4．操作工艺条件及相关物性数据的计算 (13)4.1平均压强m p (13)4.2 平均温度m t .......................................................................................................................... 14 4.3平均分子量m M .. (14)4.4平均密度m ρ (15)4.5 液体的平均表面张力m σ (16)4.6 液体的平均粘度mL μ, (17)4.7 气液相体积流量 (18)6 主要设备工艺尺寸设计 ................................................................................................................ 19 6.1 塔径 ........................................................................................................................................ 19 7 塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ................................................................................................ 20 7.1 溢流装置 ................................................................................................................................ 20 7.2 塔板布置 .. (23)二 塔板流的体力学计算 ...................................................................................................................... 25 1 塔板压降 . (25)2液泛计算 (27)3雾沫夹带的计算 (28)4塔板负荷性能图 (30)4.1 雾沫夹带上限线 (30)4.2 液泛线 (31)4.3 液相负荷上限线 (32)4.4 气体负荷下限线（漏液线） (33)4.5 液相负荷下限线 (33)三板式塔的结构与附属设备 (35)1塔顶空间 (35)2塔底空间 (36)3人孔数目 (36)4塔高 (36)浮阀塔总体设备结构简图： (37)5接管 (38)5.1 进料管 (38)5.2 回流管 (38)5.3 塔顶蒸汽接管 (39)5.4 釜液排出管 (39)5.5 塔釜进气管 (40)6法兰 (40)7筒体与封头 (41)7.1 筒体 (41)7.2 封头 (41)7.3 裙座 (41)8附属设备设计 (41)8.1 泵的计算及选型 (41)8.2 冷凝器 (42)8.3 再沸器 (43)四计算结果总汇 (44)五结束语 (45)六符号说明： (45)前言1．设计方案的思考通体由不锈钢制造，塔节规格Φ25～100mm、高度0.5～1.5m，每段塔节可设置1～2个进料口/测温口，亦可结合客户具体要求进行设计制造各种非标产品。
整个精馏塔包括：塔釜、塔节、进料罐、进料预热器、塔釜液储罐、塔顶冷凝器、回流比控制器、产品储罐等。
塔压降由变送器测量，塔釜上升蒸汽量可通过采用釜液温度或灵敏板进行控制，塔压可采用稳压阀控制，并可装载自动安全阀。
为使塔身保持绝热操作，采用现代化仪表控制温度条件，并可在室温～300℃范围内任意设定。
同时，为了满足用户的科研需要，每一段塔节内的温度、塔釜液相温度、塔顶气相温度、进料温度、回流温度、塔顶压力、塔釜压力、塔釜液位、进料量等参数均可以数字显示。
2.设计方案的特点浮阀塔由于气液接触状态良好，雾沫夹带量小(因气体水平吹出之故)，塔板效率较高，生产能力较大。
浮阀塔应用广泛，对液体负荷变化敏感，不适宜处理易聚合或者含有固体悬浮物的物料，浮阀塔涉及液体均布问题在气液接触需冷却时会使结构复杂板式塔的设计资料更易得到，便于设计和对比，而且更可靠。
浮阀塔更适合，塔径不是很大，易气泡物系，腐蚀性物系，而且适合真空操作。
3．工艺流程的确定原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热后送入连续板式精馏塔F1型浮阀塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却至后送至产品槽；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。
以下是浮阀精馏塔工艺简图一．设备工艺条件的计算1．设计方案的确定及工艺流程的说明本设计任务为分离苯-氯苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。
设计中采用泡点进料（q=1），将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。