产5万吨氯苯工艺设计毕业论文.doc

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1、年产5万吨氯苯工艺设计Design of Process with An Annual Output of 50000 Tons of Chlorobenzene目录中文摘要、关键词I英文摘要、关键词II引言1第1章 产品与设计方案简介41.1 产品简介41.1.1 产品性质41.1.2 质量指标41.2 设计方案的确定和说明41.2.1装置流程的确定41.2.2操作压力的选择51.2.3进料热状况的选择51.2.4加热方式的选择51.2.5回流比的选择51.2.6塔设备的选取6第2章 工艺计算及主体设备设计72.1 全塔的物料衡算72.1.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率72.1.2平均摩尔

2、质量72.1.3原料液及塔顶底产品的摩尔流率72.2塔板数的确定72.2.1理论塔板数的求取72.2.2实际塔板数92.3 塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算102.3.1平均压强102.3.2平均温度102.3.3平均分子量102.3.4 平均密度102.3.5液体的平均表面张力112.3.6 液体的平液均粘度122.4 塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算122.4.1平均压强122.4.2平均温度122.4.3平均分子量122.4.4 平均密度132.5 塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算142.5.1 塔径142.5.2 精馏塔有效高度的计算152.5.3塔板工艺结构尺寸的设

3、计与计算152.6 塔板上的流体力学验算162.6.1 气体通过筛板压降和的验算162.6.2 液面落差的验算172.6.3 雾沫夹带量的验算172.6.4 漏液的验算182.6.5 液泛的验算182.7 塔板负荷性能图182.7.1 雾沫夹带线182.7.2 液泛线192.7.3 液相负荷上限线202.7.4 漏液线202.7.5 液相负荷下限线202.8 精馏塔的设计计算结果汇总一览表21第3章 精馏塔的结构设计233.1 封头233.2 塔底空间233.3 人孔233.4塔顶空间233.5 裙座233.6 塔总体高度设计24第4章 附属设备设计254.1接管254.1.1 塔顶蒸汽出料管

4、 254.1.3 进料管254.1.4 塔釜出料管264.1.5 塔釜进气管 264.2 换热器的设计264.2.1设计任务264.2.2确定物性数据264.2.3计算总传热系数284.2.4工艺结构尺寸29结论31致谢32参考文献3331年产5万吨氯苯工艺设计摘要:本设计提出节能型苯和氯苯的精馏装置工艺,采用筛板式精馏塔。设计中采用泡点进料,其精馏是利用多次部分汽化和多次部分冷凝分离液体混合物的过程,在工业生产中,要求将大量混合液进行较为彻底分离进,须采用连续精馏,将原料液经原料预热器加热到指定的温度,进入精馏塔的中部,在塔内进行精馏。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

5、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。其优点是操作稳定,能保持塔内部分温度及组成均不变,自动化程度高,处理能力大,回流比较大。本设计对精馏塔的一些主要设计参数进行了演算。关键词：筛板式精馏塔 连续精馏 全凝器 再沸器 饱和过热水蒸汽 泡点 Design of Process With An Annual Output of 50000 Tons of ChlorobenzeneAbstract:The design proposes rectifying device technology of benzene

6、and chlorobenzene of energy saving type , using the sieve plate distillation column. Used in the design of bubble point feeding, the distillation is the liquid mixture separation process of the use of repeated many of vaporization and condensation . In the industrial production , the demand of a lar

7、ge number of mixed liquid separation into more thoroughly, must use the continuous distillation . The raw material liquid raw material preheater heating to a specified temperature, enters the middle of the rectifying tower ,in the column for distillation . Steam with full condenser condensation, con

8、densate in the bubbling under partial reflux to the tower, the remaining part of the product is sent to the condenser cooling tank. The tower kettle reboiler heating water to saturated water vapor state, which is sent to the tower, the product of tower reactor and tower bottom after cooling is sent

9、to storage tanks. The utility model has the advantage of stable operation,the maintain of the temperature and composition of the tower , a high degree of automation, large processing ability, the relatively large return. The design calculates the main design parameters of distillation colum . Key wo

10、rds: sieve plate distillation column; continuous distillation ; full condenser; reboiler ; saturated steam over water vapor ; bubble point引言 塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的1。常见的塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸、和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 化工厂或炼油厂中，塔设备的性能对于整个装置的产品

11、质量、质量、 产能力和消耗定额，以及三废处理和环保等各个方面，都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例（见表1.1）。它所好用的刚才重量在各类工艺设备中也属较多（见表1.2）。因此，塔设备的设计和研究，受到化工、炼油等行业的极大重视。表1.1 化工生产装置中各类工艺设备所占投资的比例【2】装置名称 工艺设备类别搅拌设备反应设备换热设备塔设备合计化工和石油化工6.1522.1945.5525.39100%炼油和煤化工2.6313.0219.5034.85100%人造纤维12.192.3040.1644.90100%药物和制药33.1630.6025.929

12、.87100%油脂工业19.588.9950.9420.49100%油漆和涂料53.6622.0312.9111.40100%橡胶15.3812.0457.4715.11100%表1.2 化工生产装置中塔设备所占的重量比例化工装置名称塔设备重量所占百分比250万吨/年常压蒸馏16.9250万吨/年常减压蒸馏45.560及120万吨/年催化裂化48.911.5及30万吨/年乙烯25.028.37及16万吨/年芳烃抽提21.027.010万吨/年苯38.34.5万吨/年丁二烯54.08万吨/年氯乙烯33.3 工业上最早出现的板式塔是筛板塔和泡罩塔。筛板塔出现于1830年【3】，很长一段时间内被认为

13、难以操作而未得到重视。泡罩塔结构复杂，但容易操作，自1854年应用于工业生产以后，很快得到 推广，直到20世纪50年代初，它始终处于主导地位。第二次世界大战后，炼油和化学工业发展迅速，泡罩塔结构复杂、造价高的缺点日益突出，而结构简单的筛板塔重新受到重视。通过大量的实验研究和工业实践，逐步掌握了筛板塔的操作规律和正确设计方法，还开发了大孔径筛板，解决了筛孔容易堵塞的问题。因此，50年代起，筛板塔迅速发展成为工业上广泛应用的塔型。与此同时，还出现了浮阀塔，它操作容易，结构也比较简单，同样得到了广泛应用。而泡罩塔的应用则日益减少，除特殊场合外，已不再新建。60年代以后,石油化工的生产规模不断扩大,大

14、型塔的直径已超过10m。为满足设备大型化及有关分离操作所提出的各种要求，新型塔板不断出现，已有数十种。 工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形排列。上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层，形成气液密切接触的泡沫层（或喷射的液滴群）。筛板塔是1932年提出的，当时主要用于酿造，其优点是结构简单，制造维修方便，造价低，气体压降小，板上液面落差较小，相同条件下生产能力高于浮阀塔，塔板效率接近浮阀塔。其缺点是稳定操作范围窄，小孔径筛板易堵塞，不适宜处理粘性大的、脏的和带固体粒子的料液。但设计良好的筛板塔仍具有足够的操作弹性，对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板，故近年我国对筛板的应用日益增多，所以在本设计中设计该种塔型。 第1章 产品与设计