1、苯-氯苯連續精儲塔的工藝設計方案一 .設計題目苯-氯苯連續精儲塔的設計二 .設計任務及操作條件1.進精儲塔的原料液含苯38%(質量%下同)，其余為氯苯;2 .產品含苯不低于97%釜液苯含量不高于2%3 .生產能力為96噸/day(24h)原料液。4 .操作條件(1)塔頂壓強4kPa(表壓)；(2)進料熱狀態自選；(3)回流比自選；(4)塔底加熱蒸汽壓力：0.5MPa(5)單板壓降 w0.7kPa。二.操作條件1.塔頂壓強4kPa(表壓)；2 .進料熱狀況，自選；3.回流比，自選;4 .塔底加熱蒸汽壓力0.5MPa（表壓）；5,單板壓降不大于0.7kPa;三.設備形式：篩板塔四,有關物性參數相對

2、分子質量：苯：78.11;氯苯：112.56序號12345678910111213溫度/K404.85401.15394.15389.55384.45379.55374.05370.05365.95360.65356.65355.35353.25X00.0350.1020.1610.2320.3150.4190.5060.6080.7550.8820.921Y00.1460.3350.4640.5750.6780.770.8280.8810.9350.970.981未港容節用的蒸氣田（1）kn衲.22U4U6(?HOLOUJ4UJtuISO0?.、370103產52IQ101口iac1*3?1

3、：2.61011袁生亂？液態期是的酒氣壓（）（）KPaJtli-SCiEOt110l014019.8316.1261F4?0ciL.O以郭3 卻24djana悴城工統6例I4.0T”門，用R.J2恒,72424fi:奧或1.J183t1?3SOTlfi.93打.58Hi.eITS與4|0J,13H7.Pw.何石a1力制7J.J2iti12班RJJO.S4r7*6盯I950noi五.設計內容（一）設計方案的確定及流程說明（二）精儲塔的物料衡算（三）塔板數的確定1、理論塔板數計算2、實際塔板數計算（四）塔體工藝尺寸計算1、塔徑的計算2、塔的有效高度計算（五）塔板主要工藝尺寸的計算（1）溢流裝置計算

4、（堰長、堰高、弓形降液管寬度和截面積、降液管底隙高度）（2）塔板布置（邊緣區寬度確定、開孔區面積計算、篩孔計算及排列）（3）塔板的流體力學驗算（4）塔板的負荷性能圖（六）設計結果概要或設計一覽表（七）輔助設備選型與計算（八）繪制生產工藝流程圖及精微塔的工藝條件圖（九）對設計過程的評述和有關問題的分析討論設計方案此塔為板式塔，通體由不銹鋼制造。整個精儲塔包括：塔釜、塔節、進料罐、進料預熱器、塔釜液儲罐、塔頂冷凝器、回流比控制器、產品儲罐等。塔壓降由變送器測量，塔釜上升蒸汽量可通過采用釜液溫度或靈敏板進行控制，塔壓可采用穩壓閥控制，并可裝載自動安全閥。為使塔身保持絕熱操作，采用現代化儀表控制溫度條

5、件，并可在室溫300c范圍內任意設定。同時，為了滿足需要，每一段塔節內的溫度、塔釜液相溫度、塔頂氣相溫度、進料溫度、回流溫度、塔頂壓力、塔釜壓力、塔釜液位、進料量等參數均可以數字顯示。工藝流程原料液由高位梢即原料儲罐中引出，在預熱器中預熱后送入連續板式精儲塔（篩板塔），塔頂上升蒸汽流采用強制循環式列管全凝器冷凝后一部分作為回流液，其余作為產品經冷卻至后送至產品梢；塔釜采用熱虹吸立式再沸器提供氣相流，塔釜殘液送至廢熱鍋爐。苯-氯苯板式精儲塔的工藝計算書一.設計方案的確定及工藝流程的說明本設計任務為分離苯-氯苯混合物。對于二元混合物的分離，應采用連續精儲過程。設計中采用泡點進料，將原料液通過預熱器

6、加熱至泡點后送入精儲塔內。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝液在泡點下一部分回流至塔內，其余部分經產品冷卻器冷卻后送至儲罐。該物系屬易分離物系，最小回流比較小，故操作回流比取最小回流比的2倍。塔釜采用間接蒸汽加熱，蒸汽流量由控制器控制，塔底產品經冷卻后送至儲罐。塔主體設計設計任務及操作條件：1.進精儲塔的原料液含苯38%(質量%下同)，其余為氯苯;2 .產品含苯不低于97%釜液苯含量不高于2%3 .生產能力為96噸/day(24h)原料液。4 .操作條件(1)塔頂壓強4kPa(表壓)；(2)進料熱狀態泡點進料；(3)回流比自選；(4)塔底加熱蒸汽壓力：0.5MPa(5)單板壓降 w0.7kPa。

7、根據設計要求可得：輕組分摩爾分數：進料原液：=46.9%同理可求塔頂產品97.6%;塔釜平衡曲線的確定：1.根據苯-氯苯的相平衡數據作圖序號12345678910111213溫度404.85401.15394.15389.55384.45379.55374.05370.05365.95360.65356.65355.35353.25X00.0350.1020.1610.2320.3150.4190.5060.6080.7550.8820.921Y00.1460.3350.4640.5750.6780.770.8280.8810.9350.970.981由于泡點進料=0.469由圖查得=0.80

8、5回流比：利用公式可求得=0.509取R=2=1.18平均摩爾質量：=78.11X0.469+(1-0.469)X112.56=96.40kg/kmol=78.11X0.976+(1-0.976)X112.56=78.94kg/kmol=78.11x0.029+(1-0.029)x112.56=111.56kg/kmol由于生產能力為96噸/day(24h)原料液。即為F=96噸/day=4000kg/h;F=4000/96.40=41.49Kmol/hXAxisTitlecrLTPXAYB B解得所以D=1515.79/78.94=19.21Kmol/h;W=2484.21/111.56=2

9、2.27Kmol/h由此可得精儲塔的汽、液相負荷L=RD=1.18X19.21=22.67kmol/hV=(R+1)D=(1.18+1)x19.21=41.88kmol/hL=L+F=22.67+41.49=64.16kmol/hV=V=41.88kmol/h進而可求操作線方程：精儲段：提留段：查化學化工物性數據手冊80c時苯蒸汽壓：=110kpa;氯苯蒸汽壓：=19.66;kpa140c時苯蒸汽壓：=480kpa;氯苯蒸汽壓：=126.1kpa;可求；可以確定在4.705左右。將進料點帶入平衡方程其中y=0.805,x=0.469;解得因此相平衡方程為理論塔板數的確定：現已知：由此進行逐板法

10、求理論塔板數：（設塔頂處為第一塊板向塔釜標注）=0.976所以第一塊板：第二塊板:0.749依次計算列入下表:板數yx備注10.9760.897精儲段20.9330.749精儲段30.8530.555精儲段40.7480.389提留段50.6100.251提留段60.3990.124提留段70.2060.052提留段80.0960.022提留段90.0490.011第4塊板進料經作圖法驗證理論塔板數為8塊基本合理塔頂、塔釜、進料板溫度及其他物性參數的計算內差法計算溫度：根據查得的氣液平衡與溫度關系表塔頂：解得=353.880K=80.730C進料板：解得=371.751K=98.601C塔釜：

11、解得=401.314K=128.164C同理用內差法查各處粘度、密度及表面張力:各溫度下參數（化學化工物性參數手冊）80.000100.000120.000140.000密度苯815.000792.500768.900744.100氯苯1042.0001091.000996.400972.900粘度 mPa*s苯0.3080.2550.2150.184氯苯0.4280.3630.3130.274表面張力（mN/m苯21.27018.85016.49014.170氯苯23.75021.57019.42017.320用內差法計算得:溫度/C=80.730=98.601=128.164t 塔=104

12、.497t 精=89.67密度苯814.179794.151758.777774.206804.121氯苯1043.7891097.617986.8071017.6711030.880粘度 mPa*s苯0.3060.2580.2020.2240.282氯苯0.4260.3660.2970.3240.397表面張力（mN/m苯21.18219.01515.54317.02120.100氯苯23.67021.72018.56319.90322.696全 塔 平 均 溫 度 為 :(80.730+128.164)+2=104.497C=0.224X0.496+0.324乂0.504=0.274mPa

13、*s實際塔板數:aX=4.674X0.274=1.281mPa*s查塔效率關聯圖得:=43%;=0.49=0.49X=0.461實際塔板數為：N17.35;所以實際塔板數為18塊。精微段平均物性參數：由上表參數進行如下計算精微段平均壓強取每層塔板壓降為0.7kPa計算。塔頂：加料板：平均壓強精微段平均溫度已經求得平均溫度為：=(80.730+98.601)-2=89.67C平均分子量=78.11X0.469+(1-0.469)X112.56=96.40kg/kmol=78.11X0.805+(1-0.805)X112.56=84.82kg/kmol=78.11x0.897+(10.897)X1

14、12.56=81.66kg/kmol=78.11x0.976+(1-0.976)x112.56=78.94kg/kmol精儲段：精微段平均密度液相平均密度塔頂：可得進料板：可得精儲段：汽相平均密度精微段液體的平均表面張力塔頂：進料板：精儲段：氯苯的汽化潛熱:純組分的汽化潛熱與溫度的關系式：0.382tct2產 L（氯苯的臨界溫度：tc359.2C）（常壓沸點下的汽化潛熱為35.3x103kJ/kmol。）液體的平均粘度塔頂：進料板：精儲段：塔和塔板主要工藝尺寸的設計:氣液相負荷的計算：汽相摩爾流率kmol/h汽相體積流量汽相體積流量液相回流摩爾流率液相體積流量液相體積流量塔直徑D的確定：設板間

15、距液層高度:查泛點關聯圖：0.125X圓整后D=600mm;操作氣速u=1.171m/s塔高：(人孔取700mmH=(3-1)x600+(5-1)x600+700=4300mm=4.3m塔板設計：采用單流型塔板溢流裝置：溢流堰：堰長m此時故成立堰高降液管：降液管寬查表得D=0.6m所以可求得：=降液管高度：在0.020.25之間滿足要求塔板設計塔板布置開孔面積：據經驗值取D=0.600m代入上式據經驗值：安定區無效區篩孔：據經驗值取：孔徑孔間距t=2.4則t=12mm開孔率：取篩孔數目：開孔面積：驗證：基本符合篩孔氣速：篩板流體力學驗算：塔板壓降：板厚度取查得查得即0.08x9.81X888.

16、1=696pa液沫夾量基本符合漏液點氣速校核基本符合停留時間核算：=塔板負荷性能圖:液沫夾帶線得下表序號1234567Vs0.00010.00030.00050.00070.00090.00120.0016Ls0.46400.44880.43700.42670.41730.40450.3889液泛線令設則得貝U由于則可得則可求得下表序號1234567Vs0.00010.00030.00050.00070.00090.00120.0016Ls0.51680.50550.49540.48520.47470.45760.4315液相上線可求不同值漏液線設則由于則可得則可求得下表序號1234567Vs

17、0.00010.00030.00050.00070.00090.00120.0016Ls0.15620.15890.16090.16270.16430.16650.1691液相下線得下圖Ls操作彈性:精微塔的設計計算結果匯總一覽表項目符號單位計算結果精儲段提儲段平均壓強PmkPa106.2平均溫度tmC89.67平均流量氣相垢m/s0.331-液相五m/s0.00058-實際塔板數%塊18板間距%m0.6塔段的有效高度Hm4.3塔徑Dm0.6空塔氣速um/s1.171塔板液流型式單流型溢流裝置溢流管型式_1弓形堰長4m0.385堰圖m0.061溢流堰寬度m0.075底隙高度m0.051板上清液

18、層局度m0.06孔徑mm5孔間距mm12孔數n個1006開孔回積A2m-0.0197篩孔氣速m/s16.80塔板壓降kPa0.696液體在降液管中的停留時間rS17.58降液管內清液層圖度凡m0.0486霧沫夾帶kg 液/kg氣0.022負荷上限霧沫夾帶控制負荷卜限漏液控制氣相最大負荷4sjm.m/s0.338氣相最小負荷m/s0.200操作彈性1.69項目符號單位計算結果精儲段提儲段平均壓強PmkPa108.1平均溫度tm_1C89.305113.285平均流量氣相m/s0.3550.379液相11五m/s0.0006650.00198實際塔板數5塊9板間距%m0.6塔段的有效高度Hm4.3塔徑Dm0.6空塔氣速um/s0.699塔板液流型式單流型溢流裝置溢流管型式弓形堰長m0.72堰圖瓦m0.0504溢流堰寬度町m0.18底隙高度m0.023板上清液層局度%m0.06孔徑心mm4孔間