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化工原理课程设计报告苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计.doc
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化工原理课程设计报告苯-氯苯分离精馏塔——浮阀塔设计.doc
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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
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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〕设计容
1〕.设计说明书的容
1) 精馏塔的物料衡算;
2) 塔板数确实定;
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:
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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。
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目录
前 言..........................................................................................................................................................5
1.设计方案的思考.............................................................................................................................5
2.设计方案的特点................................................................................................................................6
3.工艺流程确实定.............................................................................................................................6
一.设备工艺条件的计算........................................................................................................................8
1.设计方案确实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
.................................................................................................9
3.塔板数确实定.................................................................................................................................9
3.1
理论塔板数的求取
.....................................................................................................................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
...................................................................................................................................13
3.5
实际塔板数〔近似取两段效率一样〕
...................................................................................14
4.操作工艺条件及相关物性数据的计算.......................................................................................14
4.1
平均压强
...................................................................................................................................14
4.2
平均温度
...................................................................................................................................15
4.3
平均分子量
...............................................................................................................................15
4.4
平均密度
...................................................................................................................................16
4.5
液体的平均外表力
...................................................................................................................17
4.6
液体的平均粘度
.......................................................................................................................18
4.7
气液相体积流量
.......................................................................................................................19
6 主要设备工艺尺寸设计..................................................................................................................20
6.1
塔径
...........................................................................................................................................20
7 塔板工艺构造尺寸的设计与计算..................................................................................................22
7.1
溢流装置
...................................................................................................................................22
7.2
塔板布置
...................................................................................................................................25
二 塔板流的体力学计算........................................................................................................................27
1 塔板压降..........................................................................................................................................27
2 液泛计算..........................................................................................................................................29
3 雾沫夹带的计算...............................................................................................................................31
4 塔板负荷性能图...............................................................................................................................32
4.1
雾沫夹带上限线
.......................................................................................................................32
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4.2
液泛线
.......................................................................................................................................33
4.3
液相负荷上限线
.......................................................................................................................35
4.4
气体负荷下限线〔漏液线〕
...................................................................................................35
4.5
液相负荷下限线
.......................................................................................................................35
三 板式塔的构造与附属设备................................................................................................................38
1 塔顶空间..........................................................................................................................................38
2 塔底空间..........................................................................................................................................38
3 人孔数目..........................................................................................................................................38
4 塔高..................................................................................................................................................39
浮阀塔总体设备构造简图:..................................................................................................................40
5 接收...................................................................................................................................................40
5.1
进料管
.......................................................................................................................................40
5.2
回流管
.......................................................................................................................................41
5.3
塔顶蒸汽接收
...........................................................................................................................41
5.4
釜液排出管
...............................................................................................................................42
5.5
塔釜进气管
...............................................................................................................................42
6 法兰...................................................................................................................................................43
7 筒体与封头......................................................................................................................................43
7.1
筒体
...........................................................................................................................................43
7.2
封头
...........................................................................................................................................43
7.3
裙座
...........................................................................................................................................44
8 附属设备设计..................................................................................................................................44
8.1
泵的计算及选型
.......................................................................................................................44
8.2
冷凝器
.......................................................................................................................................45
8.3
再沸器
.......................................................................................................................................46
四 计算结果总汇....................................................................................................................................46
五 完毕语................................................................................................................................................47
六 符号说明:........................................................................................................................................48
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
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