苯氯苯连续精馏筛板塔的设计课程设计
化工原理课程设计--苯-氯苯连续精馏塔的设计
滨州学院化工原理课程设计题目苯-氯苯连续精馏塔的设计系（院）化学与化工系专业班级学生姓名学号指导教师职称讲师2013 年 12 月 25 日化工原理课程设计任务书目录第一章、产品与设计方案简介 (6)（一）产品性质、质量指标 (6)（二）设计方案简介 (6)（三）工艺流程及说明 (7)第二章、工艺计算及主体设备设计 (7)（一）全塔的物料衡算 (8)1）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (8)2）平均摩尔质量 (8)3）料液及塔顶底产品的摩尔流率 (8)（二）塔板数的确定 (8)1）理论塔板数的求取 (8)2）实际塔板数 (9)（三）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算 (10)1）平均压强 (10)2）平均温度 (10)3）平均分子量 (10)4）平均密度 (11)5）液体的平均表面张力 (11)6）液体的平均粘度 (12)（四）精馏段的汽液负荷计算 (12)（五）塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (12)1）塔径 (13)2）塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (13)（六）塔板上的流体力学验算 (14)1)浮阀数及排列方式 (14)2）校对 (15)3）气体通过浮阀塔板的压力降(单板压降) (15)4）干板阻力 (15)5）板上充气液层阻力 (15)6）由表面张力引起的阻力 (16)7）雾沫夹带验算 (16)8）漏液的验算 (17)9）液泛验算 (17)第三章、塔板负荷性能图 (18)（一）雾沫夹带线（1） (18)（二）液泛线（2） (18)（三）液相负荷上限线（3） (19)（四）漏液线（气相负荷下限线）（4） (19)（五）液相负荷下限线（5） (20)第四章、对设计过程的评述和感受 (22)一、前言课程设计是本课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实际的桥梁，是使学生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，要求学生能综合利用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，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。
苯和氯苯精馏塔课程设计
苯和氯苯精馏塔课程设计一、引言苯和氯苯是常见的有机化合物，它们在工业生产中有广泛的应用。
苯和氯苯精馏塔是一种有效的分离方法，可以将两者分离出来。
本课程设计旨在探究苯和氯苯精馏塔的原理、设计方法、操作技巧和安全注意事项。
二、原理1. 精馏塔原理精馏是一种利用液体混合物中各组分沸点差异进行分离的物理过程。
精馏塔是一种基于精馏原理设计的设备，通常由填料层和板层组成。
填料层通常由多孔性材料制成，可增加液体与气体之间的接触面积，促进挥发性组分从液相向气相转移；板层则通过板孔将液体和气体分开，使得液体在不同板层之间反复蒸发和凝结，从而实现组分之间的分离。
2. 苯和氯苯之间的沸点差异苯（C6H5）的沸点为80.1℃，而氯苯（C6H5Cl）的沸点为131℃。
因此，在适当温度下，苯和氯苯可以通过精馏塔进行分离。
三、设计方法1. 精馏塔的选择根据物料性质和生产要求，选择合适的精馏塔类型。
常见的精馏塔类型有平板式、填料式、螺旋板式等。
2. 填料的选择填料是影响精馏效果的重要因素之一。
常用的填料有金属网、陶瓷球、聚合物球等。
填料的选取应考虑到其表面积、孔径大小、耐腐蚀性和可再生性等因素。
3. 操作参数的控制在操作过程中，应根据实际情况控制温度、压力和进出料量等参数。
通常情况下，应将温度控制在苯和氯苯沸点之间，并适当增加进出料量以提高分离效率。
4. 填充率的控制填充率是指填料所占据空间与总容积之比。
填充率过高会导致液体无法顺畅流动，从而影响分离效果；而填充率过低则会导致液体在塔内停留时间不足，也会影响分离效果。
一般来说，填充率应控制在50%~70%之间。
四、操作技巧1. 开始操作前应检查设备是否正常运转，并进行必要的维护保养。
2. 在进料前，应先将塔内空气排出，以避免氧化反应和爆炸事故。
3. 操作过程中应注意控制温度、压力和进出料量等参数，并及时调整。
4. 如果发现液位过高或过低，应及时采取措施调整液位。
5. 操作结束后，应清洗设备并进行必要的维护保养。
化工课程设计-苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
课程设计说明书题 目：苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计课程名称： 化工原理课程设计学 院： 化学与环境工程学院学生姓名： 袁 海 梅学 号： 201105010023专业班级： 化学工程与工艺一班指导教师： 路 有 昌2013年 11月22日成绩课程设计任务书设计题目苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计学生姓名袁海梅所在学院化学与环境工程学院专业、年级、班化学工程与工艺11-1设计要求：1.处理能力;产纯度为99.8%的氯苯4t/h2.设备形式：板式精馏塔3.塔顶压强4kPa（表压）；4.进料热状况，自选；5.回流比，自选；6.塔釜加热蒸汽压力506kPa（表压）；7.单板压降不大于0.7kPa学生应完成的任务：通过一系列的工艺计算来确定设备主体的设计尺寸附加详细的计算过程设计流程简图1A设备大图工作计划：先仔细的计算出设计的各项数据参考各项数据画大图任务下达日期：2013 年11 月18 日任务下达日期：年月日指导教师（签名）：学生（签名）：苯-氯苯板式精馏塔工艺设计摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。
实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。
与泡罩塔相比，板式精馏塔具有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。
化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
苯氯苯板式精馏塔课程设计
苯氯苯板式精馏塔课程设计精馏塔是现代工业中最重要的设备，在各种工业行业中都非常常见，如石油、化工、食品、制药等行业，广泛应用于分离、回收和精炼各种液体或气体的各种反应和分离工艺中。
本文对苯氯苯板式精馏塔的课程设计进行研究，以期能使学生们更全面地了解该设备的性能特点、运行原理及应用方法。
一、精馏塔的基本性能特点1.精炼性能：苯氯苯板式精馏塔能够实现高效精炼，其特点为高温高压，处理材料粒径非常小，因此有很高的精炼效果。
2.操作安全性：苯氯苯板式精馏塔的操作简单，操作过程安全可靠，不容易发生危险的事故。
3.抗腐蚀性：苯氯苯板式精馏塔的内部构造设计得当，能够抵抗反应溶液的腐蚀性能极好，从而提高产品的应用寿命和可靠性。
4.维护方便：苯氯苯板式精馏塔具有便捷的维护结构，易于拆卸维护，可以降低维护成本和工作量。
二、苯氯苯板式精馏塔的运行原理1.水平精馏：苯氯苯板式精馏塔采用水平精馏的原理，在反应溶液在精馏塔中流动的过程中，利用温度的变化来对反应溶液的成分进行分离，从而达到精炼液体的目的。
2.温度变化：苯氯苯板式精馏塔的温度梯度是一个非常重要的因素，大小决定着液体的分离效果，所以必须根据反应溶液的特性，确定最佳的温度梯度。
3.压力变化：苯氯苯板式精馏塔的压力也是一个很关键的参数，它决定着反应溶液中各种成分的析出速率，因此对于苯氯苯板式精馏塔来说，压力的变化一定要在一定的范围内，否则可能会影响精炼效果。
三、苯氯苯板式精馏塔的应用方法1.调节剂：苯氯苯板式精馏塔在调节剂的应用方面也较为常见，它能够调节反应溶液的压力变化，从而抑制反应溶液中的成分析出，实现精炼液体的目的。
2.清洗：苯氯苯板式精馏塔也可以用来进行清洗操作，反应溶液在塔体内流动时，温度和压力的变化能够把溶液中的各种杂质抽出，从而达到清洗的目的。
3.料液分离：苯氯苯板式精馏塔也可以用于不同质的料液的分离，只要改变温度和压力，就可以把不同的液体分开，从而达到合理的分离效果。
化工原理课程设计---苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
课程设计题目——苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计一、设计题目某化工厂每天需将75吨含苯45%的苯—氯苯混合物用连续蒸馏方法分离成含苯96%的馏出液及含氯苯98%的釜液(均为质量百分数)供有机合成之用。
试设计一精馏塔来完成该分离任务；原料温度为20℃。
二、操作条件1.塔顶压强4kPa （表压）；2.20℃进料；3.回流比自定（取2.4R min ）；4.塔釜加热蒸汽压力506kPa （表压）；5.单板压降不大于0.7kPa ；6.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.设计计算结果一览表；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i p （mmHg ） 温度，（℃）80 90 100 110 120 130 131.8ip苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯148205293400543719760注：1mmHg=133.322Pa 2.组分的液相密度ρ（kg/m 3）温度，（℃）80 90 100 110 120 130 ρ苯 817 805 793 782 770 757 氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯 t A 1886.113.912-=ρ 氯苯 t B 0657.14.1124-=ρ 式中的t 为温度，℃。
3.组分的表面张力σ（mN/m ）温度，（℃） 80 85 110 115 120 131 σ苯 21.2 20.6 17.3 16.8 16.3 15.3 氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算：AB B A BA m x x σσσσσ+=（B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率）4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 。
苯与氯苯筛板精馏塔课程设计
苯与氯苯筛板精馏塔课程设计
本次课程设计主题为“苯与氯苯筛板精馏塔”。
该设计涉及到化
工流程、设备和操作等多个方面，旨在培养学生的实际操作能力和分
析/解决问题的能力。
本次课程设计的主要内容包括以下几个方面：
1. 设计苯与氯苯筛板精馏塔的工艺流程。
该流程需要考虑到苯和
氯苯的特性、溶液组分比例和物理特性等因素，以及精馏塔的操作策
略和设备选型等。
2. 在此基础上，进行化工传热与传质的计算和模拟。
通过计算分析，确定最佳的操作条件，为后续实验操作提供参考。
3. 进行苯与氯苯的实验精馏。
在实验中，学生需要掌握基本的化
工实验操作技能，如计量、调整反应条件、观察参数变化、记录数据等。
4. 对实验数据进行处理和分析。
根据实验结果，学生需要进行数
据处理和分析，分析提炼出数据背后的物理化学机制和规律。
5. 进行实验结论的讨论与总结。
通过实验课程的学习和实际操作，学生可以更深入地了解化工实践的复杂性和实现过程。
在结论与总结中，学生可以对实验结果进行评价，并提出建议和展望。
本次课程设计旨在帮助学生建立化工知识体系，提高操作技能和
实际分析/解决问题的能力，为将来的专业发展奠定基础。
苯和氯苯课程设计筛板塔
苯和氯苯课程设计筛板塔一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握苯和氯苯的基本性质，理解其在有机化学中的重要性；2. 学生能够描述苯和氯苯的制备方法，并了解其反应机理；3. 学生能够解释苯和氯苯在工业筛板塔中的应用原理。
技能目标：1. 学生能够运用化学实验技能，进行苯和氯苯的制备和性质研究；2. 学生能够运用批判性思维和分析能力，解决与苯和氯苯相关的实际问题；3. 学生能够运用数据和图表分析，评估筛板塔中苯和氯苯的分离效果。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对化学实验的兴趣，增强科学探究的精神；2. 学生能够认识到化学知识在实际工业应用中的价值，提高学习的积极性；3. 学生能够养成合作学习的习惯，培养团队协作和沟通能力。
课程性质：本课程为有机化学实验课程，结合理论知识与实际操作，注重培养学生的实验技能和实际问题解决能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，已具备一定有机化学基础，具有较强的实验操作能力和探究欲望。
教学要求：教师需引导学生通过实验观察、数据分析、团队合作等方法，深入理解苯和氯苯的性质及应用，提高学生的实践能力和科学素养。
教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 苯和氯苯的基本性质- 苯的结构与化学键特点- 氯苯的制备方法及其与苯性质对比- 苯和氯苯的物理性质、化学性质2. 苯和氯苯的制备与反应机理- 氯代反应原理及实验操作- 苯与氯气反应的机理探讨- 实验室制备氯苯的方法及注意事项3. 筛板塔在苯和氯苯分离中的应用- 筛板塔的构造及工作原理- 苯和氯苯在筛板塔中的分离过程- 影响筛板塔分离效果的因素分析4. 实践操作与数据分析- 设计并实施苯和氯苯的制备实验- 观察实验现象，记录数据，进行数据分析- 探讨提高筛板塔分离效果的方法教学大纲安排：第一课时：苯和氯苯的基本性质，介绍相关概念和性质，引导学生进行性质对比；第二课时：苯和氯苯的制备与反应机理，讲解反应原理，指导学生进行实验室制备；第三课时：筛板塔在苯和氯苯分离中的应用，讲解筛板塔原理，分析影响分离效果的因素；第四课时：实践操作与数据分析，学生分组进行实验，教师指导并解答疑问，共同探讨实验结果。
苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计课程设计
课程设计说明书目 录一、苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计任务书..................................................................... - 1 -设计题目 .............................................................................................................................. - 1 - 操作条件 .............................................................................................................................. - 1 - 塔设备型式 .......................................................................................................................... - 1 - 设备工作日 .......................................................................................................................... - 1 - 厂址...................................................................................................................................... - 1 - 主要设计内容 ...................................................................................................................... - 1 - 1.7 基础数据 ....................................................................................................................... - 2 - 二、产品与设计方案简介 .......................................................................................................... - 3 -1.产品性质、质量指标 ....................................................................................................... - 3 - ............................................................................................................................................. - 4 - 三、工艺计算及主体设备设计 .................................................................................................. - 4 -............................................................................................................................................. - 4 -1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ................................................................ - 4 - ...................................................................................................................................... - 5 - ............................................................................................................................................. - 5 -T N 的确定 .................................................................................................................. - 5 -p N ...................................................................................................................................... - 7 -...................................................................................................................................... - 7 - ...................................................................................................................................... - 8 - ............................................................................................................................................. - 8 -...................................................................................................................................... - 8 - ...................................................................................................................................... - 8 - .................................................................................................................................... - 10 - .................................................................................................................................... - 10 - .................................................................................................................................... - 11 - .................................................................................................................................... - 12 -四、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 ............................................................................................ - 13 -........................................................................................................................................... - 13 -1.1精馏段的气、液相体积流率 .............................................................................. - 13 - 1.2提馏段的气、液相体积流率 .............................................................................. - 14 - ........................................................................................................................................... - 15 -.................................................................................................................................... - 15 - .................................................................................................................................... - 15 -五、塔板工艺结构尺寸的设计与计算 .................................................................................... - 15 -........................................................................................................................................... - 16 -1.1溢流堰长（出口堰长）w l ................................................................................. - 16 -ow L w h h h -= ........................................................................................................... - 16 -d W 和降液管的面积f A ........................................................................................... - 16 -.................................................................................................................................... - 16 -o h ............................................................................................................................... - 16 -........................................................................................................................................... - 17 - .................................................................................................................................... - 17 -c W 与安定区宽度s W ................................................................................................ - 17 - a A ............................................................................................................................. - 17 -n 和开孔率 .................................................................................................................... - 17 -六．塔板上的流体力学验算 .................................................................................................... - 18 - ........................................................................................................................................... - 18 -l h ............................................................................................................................... - 18 - σh .............................................................................................................................. - 19 -1.4气体通过每层筛板的压降（单板压降）p h 和p p Δ ........................................ - 19 -v e 的验算 ........................................................................................................................... - 19 -........................................................................................................................................... - 19 - ........................................................................................................................................... - 20 - 七、塔板负荷性能图 ................................................................................................................ - 21 -1.漏液线（气相负荷下限线） ......................................................................................... - 21 - ........................................................................................................................................... - 21 - ........................................................................................................................................... - 23 - ........................................................................................................................................... - 23 - ........................................................................................................................................... - 23 - 八、精馏塔接管尺寸计算 ........................................................................................................ - 26 -........................................................................................................................................... - 26 - ........................................................................................................................................... - 26 - ........................................................................................................................................... - 27 - ........................................................................................................................................... - 27 - ........................................................................................................................................... - 27 - 九、产品冷却器选型 ................................................................................................................ - 28 - 十、筛板塔设计计算结果一览表 ............................................................................................ - 29 - 十一、评述................................................................................................................................ - 31 - 十二、附录................................................................................................................................ - 32 -参考文献 ............................................................................................................................ - 32 - 主要符号说明 .................................................................................................................... - 33 -一、苯-氯苯分离过程板式精馏塔的设计任务书设计题目要求：设计一座苯－氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯17280吨/年，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯38%（以上均为质量分数）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
苯氯苯连续精馏筛板塔的设计课程设计苯-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 (8)3.1 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83.1.2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10N113.2.1.4实际塔板数P3.3 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264.1再沸器的选择264.1.1 再沸器的热量衡算264.1.2饱和蒸汽用量264.1.3再沸器的加热面积264.2 冷凝器的选择274.2.1全凝器热量衡算274.2.2冷却水用量274.2.3冷凝器的选择274.3塔内其他构件284.3.1进料管284.3.2回流管284.3.3塔顶蒸汽管284.3.4塔底出料速度29 5设计数据列表296 设计评述30 7参考文献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：4.0KPa （表压） （2）进料热状态：泡点 （3）回流比：R =1.5min R （4）单板压降压：≯0.7KPa （5）冷凝器冷却剂：水，冷却剂温度：1t =25 C ︒；2t =40 C ︒（6）再沸器加热剂：饱和水蒸气，加热剂温度：P =2at （表压）热损失：1Q =5%B Q 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－阀孔的鼓泡面积m2AαA－降液管面积 m2f－塔截面积 m2ATb －操作线截距c －负荷系数（无因次）－流量系数（无因次）cD －塔顶流出液量 kmol/hD －塔径 md－阀孔直径 m－全塔效率（无因次）ETE －液体收缩系数（无因次）e－物沫夹带线 kg液/kg气vF －进料流量 kmol/h－阀孔动能因子 m/sFg －重力加速度 m/s2－板间距 mHTH －塔高 mH－清液高度 md－与平板压强相当的液柱高度 mhc－与液体流径降液管的压降相当液柱高度 mhdh－与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度 m r－板上鼓泡高度 mhf－板上液层高度 mhL－降液管底隙高度 mh－堰上液层高度 mh02v－与板上压强相当的液层高度 mhp－与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度 m hσ－溢液堰高度 mh2vK －物性系数（无因次）L－塔内下降液体的流量 m3/ss－溢流堰长度 mLwM －分子量 kg/kmolN －塔板数－实际塔板数NpN－理论塔板数TP －操作压强 PaΔP－压强降 Paq －进料状态参数R －回流比－最小回流比Rminu －空塔气速 m/sw －釜残液流量 kmol/h－边缘区宽度 mwcw－弓形降液管的宽度 md－脱气区宽度 mwsx －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α－相对挥发度μ－粘度 Cpρ－密度 kg/m3σ－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：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、筛板塔：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，最终本次分离任务选择筛板精馏塔。
2 设计方案确定本设计任务为分离苯-氯苯混合物连续精馏。
设计中采用25℃进料,将原料通过预热器加热至25℃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，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。
塔釜用再沸器加热水至饱和过热水蒸气状态，送至塔内，塔釜塔底产品经冷却后送至储罐。
3 设计计算3.1 精馏塔的物料衡算由于精馏过程的计算均以摩尔分数为准，需先把设计要求中的质量分数转化为摩尔分数 . 3.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量 A M =78.11 kg/kmol 氯苯的摩尔质量 B M =112.56kg/kmol0.65/78.110.7280.65/78.110.35/112.56F x ==+10.72810.2718Fx '=-=0.99/78.110.9930.99/78.110.01/112.56D x ==+10.9930.007Dx '=-=0.01/78.110.01430.01/78.110.99/112.56W x ==+10.01430.9857Wx '=-=3.1.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量0.728*78.110.272*112.5687.48/FM kg kmol =+=0.993*78.110.007*112.5678.35/D M kg kmol=+= 0.0143*78.110.9857*112.56112.07/W M kg kmol=+=3.1.3物料衡算 塔釜产品345600*1075.78/320*24*78.35D kmol h==总物料衡算：F D W =+ 氯苯物料衡算：FDWFx Dx Wx '''=+代入数据解得103.92/75.78/28.14/F kmol h D kmol h W kmol h ===3.2 塔板数的确定3.2.1、理论板层数TN的求取3.2.1.1q值的计算因为泡点进料所以= 3.2.1.2最小回流比的求取：首先全塔平均相对挥发度的求取；根据α=我们先求取塔顶的相对挥发度：（试差法）利用安托因公式：ln 6.94192769.42/(53.26)(,)lg 6.079631419.045/(216.633)(,ABp T MPa Kp t KPa'=--'=-+摄氏度）假设温度为90摄氏度：136.0328.30ABp kpap kpa'='=0.5560Ax=假设温度为80摄氏度：100.9719.76ABp kpap kpa'='=1.0533Ax=假设温度为85摄氏度：1117.4823.72ABp kpap kpa'='=0.8701Ax=假设温度为81.7摄氏度：106.3721.04A Bp kpa p kpa '='=0.9875A x = 与0.993Ax=接近故此时的温度为塔顶的泡点温度；81.7Dt =/ABp p α'''=106.37/21.04 5.056α'==用相同的方法求取塔底的露点温度和相对挥发度：137.5Wt=/450.07/121.84 3.693A B p p α''''===全塔平均相对挥发度为：4.321α===相平衡方程为；/1(1)y x x αα=+- 因为所以0.728e f x x ==代入相平衡方程解得：0.9204e y =min /0.9930.9204/0.92040.7280.3773D e e eR x y y x =--=--=min 1.5 1.50.37730.5660R R ==⨯=3.2.1.3求操作线方程精馏段液体流量 0.566075.7842.89/L RD kmol h ==⨯= 精馏段气体流量(1) 1.566075.78118.67/V R D kmol h=+=⨯=提馏段液体流量42.891103.92146.81/L L qF kmol h =+=+⨯=提馏段气体流量 (1)118.67/V V q F V kmol h =--==可得精馏段操作线方程：10.36140.6386Dn nnDx Ly x x V V+=+=+ 提馏段操作线方程：1 1.23710.0034W n n n Wx Ly x x V V+=-=-3.2.1.4求理论板数：逐板计算法（塔顶全凝器）相平衡方程：/1(1) 4.321/1 3.321y x x x x αα=+-=+ 精馏段操作线方程：10.36140.6386Dn nnDx Ly x x V V+=+=+ 提馏段操作线方程：1 1.23710.0034W n n n Wx Ly x x V V+=-=- 应用精馏方程： 10.993Dy x == 0.728qex x== 0.0143W x =第一块塔板：110.9930.9704D y x x ===第二块塔板：220.98930.9554y x ==第三块塔板：330.9839 0.9340y x = =第四块塔板：440.9761 0.9043y x = =第五块塔板：550.9654 0.8659y x = =第六块塔板：660.9515 0.8195y x = =第七块塔板：770.9348 0.7684y x = =第八块塔板：880.9163 0.7170y x = =因为80.71700.728qx x=<=故第八块为进料板换用提留段方程计算：9 90.8836 0.6372y x ==10100.78490.4578yx==11110.56290.2296yx==12 120.2806 0.0828y x ==13130.09900.0248yx==14140.02730.0064yx==此时140.00640.0143wx x=<=所需要的总的理论板数为：14TN=(包括再沸器)由以上计算结果可知：精馏段的理论板数为73.2.1.5实际塔板数PN板效率的求取查此温度下的相对挥发度为2左右，Aμ=0.737，Bμ=0.850.2450.49(20.808)0.48E -=⨯=所以，精馏段的塔板数为：7/0.4814.5815N ===精块提馏段的塔板数为：7/0.4814.5815N ===提块(含再沸器) 进料板实际位置： 16N =进块3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 3.3.1操作压力计算塔顶操作压力： P D =101.3+4=105.3kPa 每层塔板压降： △P=0.7kPa进料板压力： P F =105.3+0.7×16=116.5kPa 塔釜操作压力： P w =105.3+0.7×30=126.3kPa 精馏段平均压力： P m1=(105.3+116.5)/2=110.9kPa 提馏段平均压力： P m2=(116.5+126.3)/2=121.4 kPa 3.3.2操作温度计算前面已计算出塔顶、进料板及塔釜的泡点温度，分别为81.70C 、94.20C 、137.50C 。