苯-氯苯分离精馏塔设计

苯-氯苯分离精馏塔设计内容摘要：

精）精） 提馏段 平均摩尔质量 k m olkgMk m olkgMLmVm/ / ((提）提） 兰州大学化学化工精馏塔设计 9 平均密度计算 气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算，即 3((3((/ / mkgRT MPmkgRT MPmVmmVmmVmmVm  ）（）（（提）提）（提）提）（精）精）精）（精） 液相平均密度计算 液相平均密度依 下 式 计算，即 1/ /Lm i i 塔顶液相平均密度 的 计算 由 Ctd  ，查 《化学化工物性数据手册》得 33 / 0 4 0,/ 1 3 mkgmkg BA   ，所以 3/)( 1 mkgL d m  进料板液相平均密度的计算 由 Ctf  ，查 《化学化工物性数据手册》得 33 / 0 1 8,/ 9 2 mkgmkg BA   进料板液相的 质量分率 3/) 0 1 8/(1)( mkgL f mA  塔底液相平均密度的计算 由 Ctw  ，查 《化学化工物性数据手册》得 33 / 8 3,/ 5 5 mkgmkg BA   3/)( 1 mkgL w m  精馏 段 液相平均密度为 兰州大学化学化工精馏塔设计 10 3( / 732 22 mkgLm 精） 提馏段 液相平均密度为 3( / 12 4 mkgLm 提） 液体平均表面张力计算 液相平均表面张力依 下 式 ，即 Lm i ix 塔顶液相平均表面张力 的 计算 由 Ctd  ，查 《化学化工物性数据手册》得 mmNmmN BA /,/   mmNL d m /  进料板 液相平均表面张力 的 计算 由 Ctf  ，查 《化学化工物性数据手册》得 mmNmmNmmNL f m BA /)( /,/    塔底液相平均表面张力的计算 由 Ctw  ，查 《化学化工物性数据手册》得 mmNmmNmmNL w m BA / /,/    精馏 段 液相平均表面张力为 mmNLm / ( 精） 提馏段 液相平均表面张力为 mmNLm / ( 提） 液体平均粘度计算 液相平均粘度依 下 式计算，即  iiLm x  塔顶液相平均粘度 的 计算 兰州大学化学化工精馏塔设计 11 由 Ctd  ，查 《化学化工物性数据手册》得 sm Pasm Pasm PaL d m BA   ,  进料板 液相平均粘度 的 计算 由 Ctf  ，查《化学化工物性数据手册》得 sm P asm P asm P aL f m BA     ， 塔底液相平均粘度的计算 由 Ctw  ， 查 《化学化工物性数据手册》得 sm Pasm Pasm PaL w m BA   ,  精馏 段 液相平均表面张力为 sm P aLm  3 3 ( 精） 提馏段 液相平均表面张力为 sm P aLm  ( 提） 6 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 塔径的计算 精馏段塔径 精馏段的气、液相体积流率为 smMqqsmMqqL l mLmnLsLVmVmnVVs/00 00 00/ 00 003,3((（精）（精）（精）（精）精）精） 由VVLCu   max ,式中 C 由 20  CC 计算 ， 其中 C20由 图 3 筛板塔泛点关联图查 图横坐标 02 5 0 ,  （精）（精）（精）（精） VmLmsV sLLV qqF  兰州大学化学化工精馏塔设计 12 图 3 筛板塔泛点关联图 初选板间距  ， 取板上液层高度 mhL  ，故 0 .4 0 0 .0 6 0 .3 4TLH h m    查关联图得， C 07 3  CC smCuVVL / 7 3 a x    取安全系数为 ，则空塔气速为 smuu /8 8 6 m a x  所以， muqD sV ,   （精）（精） 塔径圆整为 塔截面积为 222 38 mDA T   实际空塔气速为 smAqu TsV /7 2 8 2 8 ,  （精）（精） 兰州大学化学化工精馏塔设计 13 提馏段塔径 提馏段气、 液相体积流率为 smMqqsmMqqL l mLmnLsLVmVmnVVs/0 0 1 7 6 0 0 6 0 0/ 6 0 0 6 0 03,3((（提）（提）（提）（提）提）提） 由VVLCu   max ,式中 C 由 20  CC 计算， 其中 C20 由 图 3 筛板塔泛点关联图查 图横坐标 10 3 1 ,  （提）（提）（提）（提） VmLmsV sLLV qqF  初选板间距  ， 取板上液层高度 mhL  ，故 0 .4 0 0 .0 6 0 .3 4TLH h m    查关联图，得 C 0 6  CC smCuVVL / a x    取安全系数为 ，则空塔气速为 smuu / m a x  所以， muqD sV (,   提）（提） 塔径圆整为 塔截面积为 222 38 mDA T   实际空塔气速为 smAqu TsV / ,  （提）（提） 兰州大学化学化工精馏塔设计 14 精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为 3 . 2m0 . 41)(91  THNZ ）（ 精精 提馏段有效高度为 mHNZ T )112(1  ）（ 提提 在进料板上方、塔 下 部各开一人孔，其高度为 700mm 则，有效塔高 mZZZ  提精有效 精馏塔实际高度的计算 塔 底空间 取储存液量停留停留 5min mtA MqHmkghk m olqTBBnWBBnW /,/ 3   mHmH BB 1,2~1  故取 塔顶空间 塔顶空间指塔内最上层塔板与塔顶的间距。 为利于出塔气体夹带的液滴沉降，其高度应大于板间距，设计中通常取塔顶间距为（ ~） HT。 故取 mHD 1 取进料板板间距为 ，人孔处的板间距为 ，塔底空间高度为 ，塔顶空间高度为，封头高度为 ，裙座高度为 ，则全塔高为 m HHHHHNHNHNNNZ BDPPFFTPF )12121( )1( 21  7 塔板主要工艺尺寸的计算 溢流装置计算 根据塔径 D= 和液体流量 ,可选用单溢流弓形降液管、平行受液盘及平顶溢流堰。 各项计兰州大学化学化工精馏塔设计 15 算 如下 ： 精馏段溢流装置计算 堰长 Wl 取 mDlW  出口堰高 Wh 由 OWLW hhh  ,并由于选用平顶 溢流堰 ，即 3/2, )(1 0 0 WsLOW lqEh （精） 近似取 1E ,则 mh OW 3 6 000 0 04 0 3/2   取板上清液层高度 60Lh mm 故 mhW  弓形降液管宽度 dW 和截面积 fA 由 DlW 查 图 4 弓形降液管宽度与面积关系图得 兰州大学化学化工精馏塔设计 16 图 4 弓形降液管宽度与面积关系图 得 1 5 ,0 9 4 DWAA dTf 故mDW mAA d Tf 0 3 6 9 4 9 4 2  为使液体中夹带的气泡得以分离，液体在降液管内应有足够的停留时间。 有实践经验可知，液体在降液管内的停留时间不应小于 3~5s， 验算降液管内液体的停留时间  ssq HAsLTf ,（精） 故降液管设计合理 降液管底隙高度 0h 降液管底隙高度0,0 ulqhWsL  （精） 取 smu /  (一般为 smu /~  ) 则 mh 0  mmhh W  故降液管底隙高度设计合理 提馏段溢流装置计算 堰长 Wl 取 mDlW  出口堰高 Wh 由 OWLW hhh  ,并由于选用平顶 溢流堰 ，即 3/2, )(1 0 0 WsLOW lqEh （提） 近似取 1E ,则 mh OW 36 0 000 1 0 3/2   取板上清液层高度 mmhL 60 兰州大学化学化工精馏塔设计 17 故 mhW  弓形降液管宽度 dW 和截面积 fA 由 DlW 查 图 4 弓形降液管宽度与面积关系图得 得 1 5 ,0 9 4 DWAA dTf 故 mDW mAAdTf 0 3 6 9 4 9 4 2  为使液体中夹带的气泡得以分离，液体在降液管内应有足够的停留时间。 有实践经验可知，液体在降液管内的停留时间不应小于 3~5s， 验算降液管内液体的停留时间 ssq HAsLTf 0 1 7 3 6 (,提） 故降液管设计合理 降液管底隙高度 0h 降液管底隙高度0,0 ulqhWsL  （提） 取 smu /  (一般为 smu /~  ) 则 mh 0 0 01 7 0  mmhh W  故降液管底隙高度设计合理 塔板布置 精馏段塔板布置 塔板的分块 由于 mmD 800 ，故塔板采用整块式。 边缘区宽度确定 溢流堰前的安定区宽度 mmWs 100~70 兰州大学化学化工精馏塔设计 18 进口堰后的安定区宽度 mmWs 100~50 对于小塔，边缘区宽度 mmWc 50~30 故取 W m ， cW mm 开孔区面积计算 开孔区面积 aA    rxrxrxA a 1222 s in1 8 02  其中mWDrmWWDxcsd )(2 )(2 故 21222 in180 mA a    筛孔计算及其排列 因本设计所处理的物系有腐蚀性，故取 mm4 的碳钢板，取筛孔直径 mmd 50  筛孔按正三角形排列，取孔中心距 t 为 mmdt 0  塔板上的筛孔数目 n 为 22  t An a 开孔率为 % 220  td 在 8%—12%范围内，故开孔率符合要求。 气体通过筛孔的气速为 smAqu sV / ,0  （精） 提馏段塔板布置 塔板的分块 由于 mmD 800 ，故塔板采用整块式。 边缘区宽度确定 兰州大学化学化工精馏塔设计 19 溢流堰前的安定区宽度 mmWs 100~70 进口堰后的安定区宽度 mmWs 100~50 对于小塔，边缘区宽度 mmWc 50~30 故取 W m ， cW mm 开孔区面积计算 开孔区面积 aA    rxrxrxA a 1222 s in1 8 02  其中mWDrmWWDxcsd )(2 )(2 故 21222 in180 mA a    筛孔计算及其排列 因本。