化工原理分离苯—氯苯混合物精馏塔设计
化工原理课程设计-苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计
化工原理课程设计苯－氯苯分离过程板式精馏塔设计设计题目：设计者：学号：专业：石油与化工学院班级：化工本141 班指导教师：设计时间：2016年12月20日目录一、概述 (4)1、精馏与塔设备简介 (4)2、筛板塔的特点 (5)3、体系介绍 (6)4、设计要求 (6)二、设计说明书 (6)(1)设计单元操作方案简介 (6)(2)筛板塔设计须知 (7)(3)筛板塔的设计程序 (7)(4)塔板操作情况的校核计算一一作负荷性能图及确定确定操作点7三•设计计算书 (7)1. 设计参数的确定 (7)1.1进料热状态 (7)1.2加热方式 (8)1.3回流比(R)的选择 (8)1.4塔顶冷凝水的选择 (8)2. 流程简介及流程图 (8)2.1流程简介 (8)2.2流程简介图 (9)3. 理论塔板数的计算与实际板数的确定 (10)3.1理论板数的确定 (10)3.1.1物料恒算 (10)3.1.2 q线方程 ....................................................... 错误!未定义书签。
3.1.3平衡线方程 (10)3.1.4 R min 和R 的确定 (12)3.1.5精馏段操作线方程 (13)3.1.6 提镏段操作线方程 (13)3.1.7图解法求理论塔板数 (13)3.2实际塔板数确定 (14)4. 精馏塔工艺条件计算 (14)4.2操作温度的计算 (14)4.3塔内物料平均分子量、张力、流量及密度的计算 (15)4.4热量衡算 (20)4.5热量衡算 (21)4.6塔径的确定 (22)4.7塔有效高度....................................................... 错误!未定义书签。
4.8整体塔高 (25)5. 塔板主要参数确定 (25)5.1溢流装置 (25)5.2塔板布置及筛孔数目与排列 (27)6. 筛板的流体力学计算 (28)6.1塔板压降 (28)6.2 雾沫夹带量e V的计算 (30)6.3漏液的验算 (31)6.4液泛验算 (31)7. 塔板负荷性能图 (32)7.1液沫夹带线 (32)7.2液泛线 (33)7.3液相负荷上限线 (34)7.4液相负荷下线 (35)8. 辅助设备及零件设计 (38)8.1 塔 (38)8.2塔的接管 (39)8.4塔的附属设计 (41)9. 参考文献及设计手册 (42)请参考课42 四、设计感想各级标题的层次不对程设计课本165 页标题的设置方法，另外每章的表和图要按照顺序进行命名。
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。
苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计
课程设计说明书课程名称：化工原理课程设计设计题目：苯-氯苯分离过程筛板式精馏塔设计院系：学生姓名：学号：专业班级：指导教师：2010年11月19日目录一、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、工艺计算及主体设备设计 (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)（三）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1）操作压力的计算 (8)2）操作温度的计算 (8)3）平均摩尔质量计算 (8)4）平均密度计算 (10)5）液相平均表面张力 (10)6）液相平均粘度计算 (11)四、精馏段的塔体工艺尺寸的计算 (11)（一）塔径的计算 .................................. 11 （二） 精馏塔有效高度的计算 ....................... 11 五、塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (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v e 的验算 .......................... 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、筛板式精馏塔设计计算结果 ............................ 19 九、主要符号说明 ....................................... 20 十、结果与结论 ...................................................................................... 21 十一、收获与致谢 (21)p h p p Δ《化工原理》课程设计任务书一、设计题目——苯-氯苯二元物系板式连续精馏塔设计一座苯-氯苯板式连续精馏塔,要求年产36432吨纯度为99%的苯,塔底釜液中苯含量为1%,原料液中含苯69%（以上均为质量百分数)。
化工原理课程设计苯-氯苯精馏塔
化工原理课程设计苯-氯苯精馏塔
苯-氯苯精馏塔是一种常用的化学反应装置，它的主要作
用是分离混合物中的不同组分。
该装置利用液体的沸点来实现分离，可以有效地调节不同物质的比例。
它的基本结构包括精馏塔的体积、高度、温度和压力等参数，以及控制系统和气体供应系统。
苯-氯苯精馏塔的工作原理是将混合物加入到精馏塔中，
混合物中的不同物质会按照它们的沸点从低温到高温依次进行分离。
在精馏塔中，混合物会在蒸汽和冷却水的作用下，进行分离，蒸汽会使低沸点的物质从塔底升至塔顶，而高沸点的物质会沿着塔体下降到塔底，最终实现分离。
苯-氯苯精馏塔具有结构简单、操作方便、操作安全、运
行可靠、成本低等优点，在化工生产中具有重要的应用价值。
苯-氯苯精馏塔的设计要考虑许多因素，包括塔体的体积、高度、温度和压力，以及控制系统和气体供应系统。
精馏塔的体积太小或太大都会影响分离效果，而温度和压力也是影响分离效果的重要因素，控制系统和气体供应系统也必须考虑进去。
苯-氯苯精馏塔是一种常用的化学反应装置，它可以有效
地调节不同物质的比例，在化工生产中具有重要的应用价值。
在设计精馏塔时，要考虑到精馏塔的体积、高度、温度和压力，以及控制系统和气体供应系统，以确保精馏塔的正常运行。
化工原理分离苯—氯苯混合物精馏塔设计.
目录设计任务书 (3)设计计算书 (4)设计方案的确定 (4)精馏塔物料衡算 (4)塔板数的确定 (5)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)塔体工艺尺寸计算 (13)塔板主要工艺尺寸 (15)塔板流体力学验算 (17)浮阀塔的结构 (20)精馏塔接管尺寸 (23)产品冷却器选型 (25)对设计过程的评述和有关问题的讨论 (25)附图：生产工艺流程图精馏塔设计流程图设计任务书（一）题目试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度98%的氯苯30000吨，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯45%（以上均为质量分数）。
操作回流比取最小回流比的2倍。
（二）操作条件（1）塔顶压力4kPa（表压）；（2）进料热状况泡点；（3）进料方式泡点进料（4）塔顶压强4kPa（表压）；（5）单板压降≤0.7 kPa；（三）塔板类型筛板塔板（四）工作日每年按300天工作计，每天连续24小时运行(五) 进度安排1．第一周布置任务并进行主要设备的工艺计算；2．第二周绘图并进行成绩评定（六）基本要求1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。
设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。
应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。
设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。
2. 图纸1套：包括工艺流程图(1号图纸)。
教研室主任签名：年月日设计计算书一、设计方案的确定本任务是分离苯—氯苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，本设计采用板式塔连续精馏。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送进精馏塔内。
化工原理课程设计_11
《化工原理》课程设计报告设计题目: 苯-氯苯分离过程板式精馏塔2014-09-14（一）设计任务书: 苯—氯苯精馏塔设计（二）设计题目（三）要求: 试设计一座苯-氯苯连续精馏塔, 要求产量纯度为99.8%的氯苯3.0吨/小时, 塔顶流出液中含氯苯不得高于2%, 原料液中含氯苯38%（均为质量分数）, 其他条件见下面（二）至（五）。
（四）另外, 在确定一些自选操作参数或结构参数时（如进料状况、回流比、冷却水出口温度、板间距等）, 应选取两个不同数值（产生两种局部或整体方案）, 进行适当比较分析, 确定优选方案, 以便建立经济、节能、环保等设计意识。
主要内容见下页（六）。
（五）操作条件（1）塔顶压力4kPa（表压）（2）进料热状况自选（3）回流比R=1.6Rmin（4）塔底加热蒸汽压强 0.5MPa（表压）（5）单板压降≤0.7kPa（六）塔板类型塔设备型式为板式塔（错流筛板塔）（七）设备工作日（八）每年300天, 每天24小时连续运行（九）厂址选在天津地区（十）设计内容1 设计方案简介2 精馏塔的物料衡算3 精馏塔塔板数确定4 精馏塔工艺条件及有关物性数据计算5 精馏塔主要工艺尺寸（塔高、塔径及塔板结构尺寸）计算6 精馏塔的流体力学验算7 精馏塔塔板的负荷性能图8 精馏塔辅助设备选型与计算9 设计结果一览表10 带控制点的生产工艺流程及精馏塔的主体设备条件图11设计总结和评述一、 设计方案简介本次设计的内容是分离苯-氯苯的板式精馏塔, 基本流程是原料由管道运送到原料罐之后, 由泵打入精馏塔, 其间要经过一个原料预热器, 从塔顶出来的组分由管道通过冷凝器之后, 一部分作为产品输送到产品罐, 一部分回流作为塔内的下降液体；塔底的部分液体在经过再沸器气化之后成为塔内上升蒸汽, 部分液体存在塔底, 一部分液体由管道流出作为氯苯的产品, 并由泵输送至氯苯储罐。
其中冷凝器的冷却水可以采用自来水, 原料可以使用塔底液体进行预热, 再沸器的加热蒸汽来自锅炉房。
化工课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计
化工课程设计苯氯苯分离过程板式精馏塔设计化工工程涉及到化学、物理、材料、机械等多个领域，是一个综合性极强的学科。
其中，课程设计是化工教育中不可或缺的一部分，它旨在培养学生综合运用所学知识和技能解决工程问题的能力。
本文将以苯氯苯分离过程的板式精馏塔设计为例，探讨化工课程设计的重要性以及如何进行有效的设计。
一、苯氯苯分离过程简介苯氯苯是一种有机化合物，化学式为C6H5Cl，分子量为112.56。
苯氯苯广泛应用于化工、医药、杀虫剂等领域。
苯与氯苯不能直接通过蒸馏进行分离，需要通过精馏等技术进行分离。
板式精馏塔属于一种常用的分离设备，用于高效地分离液体混合物中的组分。
二、板式精馏塔的设计板式精馏塔是一种复杂的设备，其中包括塔体、填料、板子、壳程、管程等组成部分。
在设计时需要考虑塔内物质的传质和传热，以及热力学和流体力学等方面的问题。
以下是板式精馏塔设计的主要步骤：1.确定分离过程的条件。
在确定分离条件之前，需要了解原料液体的性质，如密度、黏度、表面张力等。
根据要分离的混合物，选取正确的塔型，即确定塔的高度、直径等参数。
2.选择合适的填料。
填料的选择是影响精馏塔效率的重要因素之一。
常用的填料有网状填料、环状填料、波纹填料等。
不同的填料对于不同的物质有不同的分离效果。
3.确定板式精馏塔的操作和控制条件。
操作和控制条件包括流量、压力、温度等方面的参数。
经过一些实验和调节，最终确定合适的操作和控制条件。
4.进行模拟和计算。
在进行设计之前，需要进行模拟和计算，以验证分离效果。
这里以流体力学为例，采用计算流体力学（CFD）软件对流体在塔内的流动进行数值模拟。
5.确定板式精馏塔的材料和结构。
根据流体化学和物理性质，确定塔的材料。
选择合适的材料能够确保精馏过程稳定可靠。
三、化工课程设计的重要性通过本次课程设计，学生将会了解到化工工程的实际应用。
设计涉及到多个学科的知识和技能，要求学生在理论和实践上都要具备扎实的基础和综合的能力。
化工原理课程设计苯和氯苯的精馏塔塔设计苯氯苯化工精馏塔塔设计课程设计精馏塔设计精馏塔的苯与氯苯精馏精
大庆师范学院《化工原理》课程设计说明书设计题目学生姓名指导老师学院专业班级完成时间目录第一节前言............................................ 错误!未定义书签。
1.1填料塔的主体结构与特点.......................... 错误!未定义书签。
1.2填料塔的设计任务及步骤.......................... 错误!未定义书签。
1.3填料塔设计条件及操作条件........................ 错误!未定义书签。
第二节填料塔主体设计方案的确定 ......................... 错误!未定义书签。
2.1装置流程的确定.................................. 错误!未定义书签。
2.2 吸收剂的选择................................... 错误!未定义书签。
2.3填料的类型与选择.................................. 错误!未定义书签。
2.3.1 填料种类的选择............................ 错误!未定义书签。
2.3.2 填料规格的选择............................ 错误!未定义书签。
2.3.3 填料材质的选择............................ 错误!未定义书签。
2.4 基础物性数据.................................... 错误!未定义书签。
2.4.1 液相物性数据............................. 错误!未定义书签。
2.4.2 气相物性数据............................. 错误!未定义书签。
2.4.3 气液相平衡数据........................... 错误!未定义书签。
苯与氯苯化工原理课程设计
苯与氯苯化工原理课程设计荆楚理工学院化工与药学院化工原理课程设计说明书设计题目：苯—氯苯分离过程板式精馏塔设计专业：化学工程与工艺班级： 08化学工程与工艺1班学号： 2008402010132 学生姓名：董彪指导教师：许维秀年月日目录一．任务书 (4)1.1 设计任务 (4)1.2 操作条件 (4)1.3 设备型式 (4)1.4 厂址 (4)二.设计内容 (5)2.1设计方案的选择及流程说明 (5)2.2工艺计算 (5)2.2.1精馏塔物料衡算 (5)2.2.2物料衡算 (6)三.精馏段的设计 (7)3．1精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)3.2精馏段主要设备工艺尺寸设计 (10)3.2.1.塔径的计算 (10)3.2.2.精馏塔有效高度的计算 (11)3.2.3.精馏段塔板主要工艺尺寸计算 (12)3.2.4.塔板布置 (12)3.3精馏段塔板的流体力学校核 (13)3.3.1.塔板压降 (15)3.3.2.液面落差 (15)3.3.4．漏液 (15)3.3.5．液泛 (15)3.4 精馏段汽液负荷性能图 (15)3.4.1．漏液线 (15)3.4.2．液沫夹带线 (16)3.4.3．液相符合下限线 (16)3.4.4．液相符合上限线 (16)3.4.5．液泛线 (15)四．提馏段的设计 (18)4.1提留段的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)4.2提镏段主要设备工艺尺寸设计 (21)4.2.1.提镏段塔径的计算 (21)4.2.2提馏段塔板主要工艺尺寸计算 (20)4.2.3.塔板布置............................... 错误!未定义书签。
4.3塔板的流体力学校核 (22)4.3.1.塔板压降 (22)4.3.2.液面落差 (23)4.3.3．液沫夹带 (24)4.3.4．漏液 (24)4.3.5．液泛 (24)4．4塔板的负荷性能图 (25)4.4.1．漏液线 (25)4.4.3．液相符合下限线 (25)4.4.4．液相符合上限线 (25)4.4.5．液泛线 (25)五.总塔高、总压降及接管尺寸的确定 (27)5．1接管 (27)5.2．筒体与封头 (27)5.3．除沫器 (28)5.4．裙座 (28)5.5．吊住 (28)5.6．人孔 (28)5.7．塔总体高度的设计 (28)六.辅助设备选型与计算 (29)6．1冷凝器的选择 (29)6.2再沸器的选择 (29)七、设计结果汇总 (30)八.总结...........................................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. (31)九.符号说明与表格数据.................．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (32)苯—氯苯混合液精馏分离板式塔设计一．任务书1.1 设计任务生产能力（进料量）： 14000 吨／年操作周期： 300 天／年= 40%（质量分率，下同）进料组成：XF塔顶产品组成：X=98%D=0.2%塔底产品组成：XW1.2 操作条件操作压力：自选（表压）进料热状态：泡点进料 (q=1)单板压降：≯0.7 kPa回流比： R=(1.1～2.0)Rmin 由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为：0.61.3 设备型式：自选1.4 厂址：荆门地区二.设计内容2.1设计方案的选择及流程说明本设计任务为分离苯—氯苯混合液。
化工原理课程设计苯_氯苯
目录第1章设计方案的确定 (2)1.1 ................................................................. 精馏操作2 1.2工艺流程的确定.. (2)1.3 操作条件的确定 (3)1.3.1操作压力的确定 (3)1.3.2进料的热状况 (4)1.3.3 精馏塔加热与冷却介质的确定 (4)1.3.4热能的利用情况 (4)第2章浮阀精馏塔的工艺设计 (5)2.1物料衡算 (5)2.2实际塔板数的计算 (6)2.2.1回流比的选择 (6)2.2.2理论塔板数和实际塔板数的确定 (8)2.2.3工艺条件物性数据 (9)2.3 浮阀塔主要尺寸的设计计算 (11)2.3.1塔的有效高度和板间距的初选 (11)2.3.2塔径 (11)2.4 塔板结构及计算 (11)2.4.1塔板参数 (11)2.4.2浮阀数目与排列 (12)2.4.3塔板流体力学验算 (13)2.4.3塔板流体力学验算 (14)2.4.4塔板负荷性能图 (16)第3章精馏装置的附属设备设计 (19)3.1原料预热器 (19)设计结果评价及自我总结 (26)附录A符号说明 (27)附录B带控制点的工艺流程图 (29)第1章设计方案的确定1.1精馏操作本次设计的物系是苯和氯苯，由于两物系的沸点不同，加热后会造成气液两相，利用两组分的相对挥发度的不同可将两组分分离。
因此本次设计采用板式精馏塔操作完成分离任务。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易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，实现原料混合液中各组分的分离。
典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、塔底再沸器、塔顶全凝器/冷凝器。
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目录设计任务书 (3)设计计算书 (4)设计方案的确定 (4)精馏塔物料衡算 (4)塔板数的确定 (5)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)塔体工艺尺寸计算 (13)塔板主要工艺尺寸 (15)塔板流体力学验算 (17)浮阀塔的结构 (20)精馏塔接管尺寸 (23)产品冷却器选型 (25)对设计过程的评述和有关问题的讨论 (25)附图：生产工艺流程图精馏塔设计流程图设计任务书（一）题目试设计一座苯—氯苯连续精馏塔，要求年产纯度98%的氯苯30000吨，塔顶馏出液中含氯苯不得高于2%，原料液中含氯苯45%（以上均为质量分数）。
操作回流比取最小回流比的2倍。
（二）操作条件（1）塔顶压力4kPa（表压）；（2）进料热状况泡点；（3）进料方式泡点进料（4）塔顶压强4kPa（表压）；（5）单板压降≤0.7 kPa；（三）塔板类型筛板塔板（四）工作日每年按300天工作计，每天连续24小时运行(五) 进度安排1．第一周布置任务并进行主要设备的工艺计算；2．第二周绘图并进行成绩评定（六）基本要求1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。
设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。
应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点的工艺流程图。
设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。
2. 图纸1套：包括工艺流程图(1号图纸)。
教研室主任签名：年月日设计计算书一、设计方案的确定本任务是分离苯—氯苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程，本设计采用板式塔连续精馏。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送进精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分冷却后送至储物罐。
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，且在常压下操作。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储物罐。
二、精馏塔物料衡算（以轻组分计算）1．原料液及塔顶、塔釜产品的摩尔分率苯的摩尔质量： k m o l /kg 11.78=A M 氯苯的摩尔质量： k mo l/kg 5.112=B M 028.05.112/98.011.78/02.011.78/02.09860.05.112/02.011.78/98.011.78/98.0728.05.112/35.011.78/65.011.78/65.0=+==+==+=W D F x x x2．原料液及塔顶、塔釜产品的平均摩尔质量kmol/kg 5.1115.112)02855.01(11.7802855.0kmol /kg 59.785.112)9860.01(11.789860.0kmol /kg 47.875.112)7279.01(11.787279.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯==⨯-+⨯=W D F M M M3．物料衡算原料处理量： h /37.369kmol 5.11224300100029100=⨯⨯⨯=W总物料衡算： 37.369+=D F苯物料衡算： 37.36902855.09860.07279.0⨯+=D F 联立解得：h/10.06kmol h/27.31kmol ==F D三、塔板数的确定1．理论板数N T 的求取（1）由手册查得苯—氯苯物系的气液平衡数据，绘出x —y 图，见图1。
C /o T80 90 100 110 120 130 131.8 kPa /o A p 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 kPa /o B p148205293400543719760oo o BA B p p p p x --= 1.000 0.6768 0.4418 0.2647 0.1271 0.01933 0.000x pp y A o =1.000 0.9128 0.7848 0.6130 0.3763 0.07224 0.000图3.1 图解法求最小回流比（2）由于泡点进料q=1，在图上作直线9860.0=D x 交对角线于a 点，作直线7279.0=F x 交平衡线于q 点，连接a 、q 两点，过q 点作横轴的平行线交纵轴于一点，读得图1 （X-Y 图）9320.0=q x ，因为q F x x =，则最小回流比如下：2646.07279.09320.09320.09860.0min =--=R取操作回流比为5292.02646.022min =⨯==R R（3）求精馏塔的气、液相负荷（4）求操作线方程精馏段操作线方程 6448.04613.09860.0150.298.22150.298.51+=⨯+=+=x x x V D x V L y D提馏段操作线方程 006890.0242.102855.0150.236.25150.25.186-'=⨯-'='-'''='x x x V W x V L y W （5）图解法求理论板层数如附图1，将x=0.7279带入精馏段操作线方程，得出y=0.905，在图中找出该点记为d ，连接ad 两点即得精馏段操作线；在对角线上找到c 点（0.02847，0.02847），连接cd 两点即得提馏段操作线。
自a 点开始在操作线和平衡线之间作阶梯线。
求解结果为：总理论板层数 )(8包括再沸器=T N 进料板位置 4=F N（6）全塔效率245.0)(49.0-=L T E αμ相对挥发度α的计算： 由⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡----=q D q D x x x x R 1)1(11minαα可得124.5=α。
塔顶与塔底平均温度下的液相黏度μ的计算：6.液体粘度计算 ∑=ii m x μμlg lg塔顶C 2.83o =D t 时，查手册得s m Pa 299.0⋅=A μ s m P a 303.0⋅=B μ303.0lg 08.0299.0lg 920.0lg +=LDm μsm Pa 299.0⋅=LDm μ进料板C 3.91o =F t 时，查手册得s m P a 268.0⋅=A μ s m P a 275.0⋅=B μ .2750lg 379.0.2680lg 621.0lg +=LDm μsm P a 271.0⋅=L D m μ故液相平均粘度为s mP a 248.02/)197.0299.0(⋅=+=L μ下式代入将248.0124.5==L μα5233.0)248.0124.5(49.0)(49.0245.0245.0=⨯⨯==--L T E αμ5233.0=T E 故总全塔效率2.实际塔板数P N （近似取两段效率相同）精馏段：733.55233.0/31==P N 块，取6块 提馏段：555.95233.0/52==P N 块，取10块四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算以精馏段为例进行计算 1．操作压力的计算塔顶操作压力 k P a 3.10543.101=+=D P 每层塔板压降 k P a 7.0=∆P进料板压力 09.5kPa 167.033.105=⨯+=F P精馏段平均压力 107.4k P a2/)3.1059.510(=+=m P 2．平均摩尔质量的计算塔顶：由9860.01==D x y ，查平衡曲线得9930.01=xkmol/kg 32.685.112)9930.01(11.789930.0kmol /kg 60.685.112)9860.01(11.789860.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯=LDm VDm M M进料板：由图理论板得9120.0=F y ，查平衡曲线得6740.0=F xkmol/kg 32.895.112)6740.01(11.786740.0kmol /81.14kg 5.112)9120.01(11.789120.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯=LFm VFm M M塔底：由图理论板得230.0=n y ，查平衡曲线得430.0=n xk m o l/5k g .11256.112)100.01(11.78430.0kmol /kg 5.11256.112)003.01(11.78230.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯=LWmVWm M M精馏段平均摩尔质量kmol /kg 84.832/)32.8935.78(kmol /kg 87.792/)14.8160.78(11=+==+=Lm Vm M M提馏段平均摩尔质量kmol/kg 9.1002/)5.11232.89(kmol /kg 82.962/)5.11214.81(22=+==+=Lm Vm M M3．操作温度的计算表4.1温度，（℃） 80 90 100 110 120 130 131.8 ︒i P 苯 760 1025 1350 1760 2250 2840 2900 氯苯 148 205 293 400 543 719 760 两相摩尔分率x 1 0.677 0.442 0.265 0.127 0.019 0 y10.9130.7850.6140.3760.0710204060801001201400.20.40.60.811.2苯氯苯塔底进料塔釜图4.1 苯—氯苯混合液的t-x-y 图查图1-1 当塔顶9930.01=x 时，塔顶温度为83.2℃当进料板处6740.0=F x 时，进料板温度为91.3℃ 当塔底043.0=n x 时，塔底温度为131℃ 精馏段平均温度 87.3℃4．平均密度的计算 （1）气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算，得 精馏段 31m /kg 851.2)15.2738.88(314.887.794.107=+⨯⨯==m Vm m Vm RT M p ρ 提馏段 32222m /kg 51.3)15.2737.115(314.827.9753.116=+⨯⨯==m Vm m Vm RT M p ρ（2）液相平均密度计算∑=iiLmραρ1塔顶C 2.83o =D t 时，333m /kg 8.82356.1034/06.024.813/94.01m /kg 56.10342.83111.11127m /kg 24.8132.83187.1912=+==⨯-==⨯-=LDm B A ρρρ（3）进料板平均密度计算 进料板C 3.91o =F t 时，95.7993.91187.1912=⨯-=A ρkg/m 31.10224.94111.11127=⨯-=B ρkg/m 3进料板液相的质量分率3m /kg 28.8947.1025/468.07.803/532.01532.05.112379.011.786740.011.786740.0=+==⨯+⨯⨯=LFmA ρα塔底C 131o =W t 时，333m /kg 20.97479.974/998.038.749/002.01m /kg 79.974131111.11127m /kg 38.749131187.1912=+==⨯-==⨯-=LWm B A ρρρ精馏段液相平均密度为31m /kg 04.8592/)28.8948.823(=+=Lm ρ提馏段液相平均密度为32m /kg 24.9342/)20.97428.894(=+=Lm ρ5．液相平均表面张力的计算 ∑=i i Lm x σσ塔顶C 2.83o =D t 时，查《化工原理（上）》，夏清 得附录16液体表面张力---温度关联式BT A -=σm /m N 82.20=A σ m /m N 84.25=B σm /m N 22.2184.2508.082.20920.0=⨯+⨯=LDm σ进料板C 3.91o =F t 时，查得m /m N 35.19=A σ m /m N 57.24=B σ m /m N 32.2157.24379.035.19621.0=⨯+⨯=LFm σ 塔底C 131o =W t 时，查得m /m N 30.15=A σ m /m N 40.20=B σ m /m N 39.2040.20999.030.15001.0=⨯+⨯=LWm σ 精馏段液相平均表面张力为m /m N 27.212/)32.2122.21(1=+=m σ 提馏段液相平均表面张力为m /m N 86.202/)39.2032.21(2=+=m σ 6.液体平均粘度计算 ∑=ii m x μμlg lg塔顶C 2.83o =D t 时，查手册得s m Pa 299.0⋅=A μ s m P a 303.0⋅=B μ303.0lg 08.0299.0lg 920.0lg +=LDm μs m Pa 299.0⋅=LDm μ进料板C 3.91o =F t 时，查手册得s m P a 268.0⋅=A μ s m P a 275.0⋅=B μ .2750lg 379.0.2680lg 621.0lg +=LDm μsm P a 271.0⋅=L D m μ塔底C 131o =W t 时，s m P a 184.0⋅=A μ s m P a 197.0⋅=B μ.1970lg 999.0.1840lg 001.0lg +=LDm μsm P a 197.0⋅=L D m μ精馏段液相平均粘度为m /m N 285.02/)271.0299.0(1=+=m μ 提留段液相平均粘度为m /m N 234.02/)197.0271.0(2=+=m μ全塔液相平均粘度为s mP a 248.02/)197.0299.0(⋅=+=L μ五、塔体工艺尺寸计算1．塔径的计算 （1）精馏段s/m 001409.004.859360084.8398.513600s/m 154.1851.2360087.782.150360031113111=⨯⨯===⨯⨯==Lm Lm S Vm Vm S LM L VM V ρρ由VVL Cu ρρρ-=max 式中C 由公式2.02020⎪⎭⎫⎝⎛=L C C σ计算，其中20C 可由史密斯关联图查出，图的横坐标为02119.0851.204.8593600154.136********.0212111=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛V Lh h V L ρρ 取板间距mm H T 500=，板上液层高度60m m =L h ，则 m 44.006.050.0=-=-L T h H 由史密斯关系图得09850.020=Cs/m 728.1851.2851.204.85909972.009972.02027.2109850.020max 2.02.020=-⨯==⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎭⎫⎝⎛=u C C L σ取安全系数为0.7，则空塔气速为s /m 210.1728.17.07.0max 1=⨯==u um 193.1210.114.3154.144111=⨯⨯==u V D S π统一按照《塔板结构参数系列化标准（单溢流型）》将塔径圆整后取D=1.2m 。