华夏学院化学与制药工程系。
课程设计书。
题目：苯—氯苯分离过程填料精馏塔设计。
专业 ：制药工程（药物制剂方向）
班级 ： 组长 ：
组员 ： 前言。
塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一，他可以使气（或汽）或液液两相紧密接触，达到相际及传热的目的。在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。
塔设备中常见的单元操作：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却和**、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和减湿等。
最常见的塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气（汽）液两相能充分接触，以获得高的传质效率。此外，为满足工业的需要，塔设备还必须满足一下要求：
1、生产能力大；2、操作稳定，弹性大；3、流体流动阻力小；4、结构简单、材料耗用量少，制造和安装容易；5、耐腐蚀和不易阻塞，操作方便，调节和检修容易。本次课程设计在大家的辛苦努力之下终于完成，本次课程设计中各成员主要负责工作安排如下：
组长我们主要负责第七章和第九章，除沫器以及塔底冷却器的选择、计算及其设备图的绘制，还有后期电子版修改工作；
副组长我们主要负责第二章、第三章、第四章和第九章，主要内容包括热量衡算、部分附件的计算、预热器的选型计算及其设备图的绘制；
我们主要第二章、第三章和第九章，主要是负责物料衡算、塔工艺计算、部分附件的计算及塔的设备图绘制；
我们主要负责第十章，包括带控制点工艺流程图的绘制与优化和工程概算；
我们主要负责第八章，包括前期打印部分以及再沸器的选择、计算及其设备图的绘制；
我们主要负责第三章、第六章和第九章，主要包含塔工艺核算以及塔顶冷却器的选择、计算及其设备图绘制；
我们主要负责第三章、第五章和第九章，包括塔工艺核算以及全凝器的选择、计算及其设备图的绘制；
我则林主要负责第九章，包括离心泵的选型计算。
华夏学院化学与制药工程系。
课程设计任务书。
一、设计课题。
在常压连续填料精馏塔中精馏分离含氯苯40%（质量分数）的氯苯、苯混合液，要求塔顶馏出液中氯苯含量不得高于2%（质量分数），釜液中氯苯纯度为99%（质量分数）。
二、设计内容和条件。
1. 设计内容。
1）主要设备及主要附属设备计算、选型、设计（包括筛板塔、预热器、冷凝器、再沸器等）
2）带控制点的工艺流程图绘制、各设备的工艺条件图。
3）工程概算。
2. 设计条件。
1）年处理量为14万吨，年工作日320天。
2）操作条件
a) 精馏塔顶压强 4kpa（表压）
b) 进料热状况泡点进料。
c) 回流比自选。
3）建厂地址武汉
3. 指导教师：文艳霞。
三、设计任务。
1．文献检索及调研；
2．工艺流程设计，工艺流程图；
3．物料衡算、热量衡算
4．主要设备及主要附属设备计算、选型、设计（包括筛板塔、预热器、冷凝器、再沸器等）
5. 设计结果一览表、工程概算。
6．客观、公正的评价设计内容和设计成果；
7．绘制带控制点的工艺流程图（2#）、各设备的工艺条件图（1#
四、设计所需技术参数的获取。
参考《化工工艺设计手册》（上、下）、《化学工程设计手册》、《化工设备设计全书-塔设备》、《化工设备设计全书-管道》《化工设备设计全书-压力容器》、《化工设备设计全书-换热器》等资料。
五、设计说明书内容。
封面、设计任务书、前言、目录、正文、附录、参考文献。
正文部分是设计的核心部分，按照总-分-总的顺序进行排列，首先确定总的设计方案和工艺流程，再分别设计不同的设备，最后对整个设计进行工程概算和评述。
每个设备按如下顺序设计：
1. 设计方案的确定。
2. 设备的工艺计算。
3. 设备的结构设计
4. 设计结果一览表。
5. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
6.附录。7. 参考文献。
六、进度计划。
1.2014.6.13 下达设计任务书，遴选设计负责人，并自愿分组，与负责人见面。
2.2014.6.16～17 熟悉设计课题，分派设计任务，拟定设计方案。
3.2014.6.18～20 查阅相关资料，了解设计流程，进行设备工艺计算和结构设计。
4.2014.6.23～2014.6.24 汇总设计成果，进行工程概算，评价设计优劣。
5.2014.6.25～2014.6.27 绘制工艺条件图，和带控制点的工艺流程图，对组员做出的贡献进行公正评价。
七、成绩评定方式。
成绩由四个部分组成：自评15%+座谈会表现20%+设计任务完成情况50%+组长评分15%
指导教师（签名年月日
系主任（签名年月日。
第一章设计方案和流程确定6
第一节装置流程确定6
第二节加料方式6
第三节进料状况6
第四节塔顶冷却器6
第五节回流方式以及回流比的选择6
第六节加热方式7
第七节工艺流程图及说明7
第二章塔工艺计算10
第一节操作条件及物性数据10
第二节精馏塔工艺计算10
第三节精馏塔主要尺寸的设计计算16
第三章预热器24
第四章全凝器29
第五章塔顶冷却器33
第六章塔底冷却器38
第七章再沸器44
第八章管件与其他附件50
第一节管件50
第二节其他附件51
一、泵51二、除沫器52
三、液体分布器53
四、填料支撑板54
五、裙座54
六、人孔54
七、筒体与封头55
八、塔顶与塔底设计55
第九章工程概算56
设计评述与总结59
附录62符号**说明62
参考文献64
第一章设计方案和流程确定。
第一节装置流程的确定。
精馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜（再沸器）、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经过多次部分汽化与部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将热量带走，完成整个流程，从而达到精馏分离的效果。
第二节加料方式。
加料方式有两种：高位槽加料和泵直接加料。采用高位槽加料通过控制液位的高度，可以得到稳定的流量和流速。
通过重力加料，可以节省一笔动力费用，但由于多了高位槽，建造费用相应增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质速率，但结构简单，安装方便。本次试验采用高位槽加料。
第三节进料状况
进料状况一般有q>1时冷液进料及q=1时的泡点进料。对于冷液进料，当组成一定时，流量一定，对分离有利，节省加热费用，但冷液进料受环境影响较大，对于武汉地区来说，存在较大温差，冷液进料会增加塔底蒸汽上升量，增大建设费用。采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受季节温度影响。
综合考虑，设计上采用泡点进料。泡点进料时，基于恒摩尔假定，精馏段和提馏段上升蒸汽的摩尔流量相等，故精馏段和提馏段塔径基本相等，制造上较为方便。
第四节塔顶冷凝方式。
冷凝器一般分为全凝器和分凝器两种，一般塔顶分凝器对上升蒸汽虽有一定的增浓作用，但在获取液相产品时往往采用全凝器，以便于准确地控制回流比。因此，在苯-氯苯精馏实验中采用全凝器进行冷凝过程操作。
第五节回流方式以及回流比的选择。
回流方式可分为重力回流和强流回流。对于小型塔，回流冷凝器一般安装在塔顶。其优点是回流冷凝器无需支撑结构，其缺点是回流冷凝器回流控制较难，如果需要较高的塔处理量或塔板数较多时，回流冷凝器不宜安装在塔顶，而且塔顶冷凝器不宜安装、检修和清理。
在这种情况下，可采用强制回流，塔顶上升蒸汽采用冷凝器冷却以冷回流流入塔中。由于本次设计为小型塔，故采用重力回流。选择回流比，主要从经济观点出发，力求使设备费用之和最低，一般经验值为r =（1.
12.0）r，此次实验设计选择r的1.5倍。
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