课程设计题目苯氯苯分离过程板式精馏塔设计
一、设计题目
某化工厂每天需将75吨含苯45的苯氯苯混合物用连续蒸馏方法分离成含苯96的馏
出液及含氯苯98的釜液均为质量百分数供有机合成之用。试设计一精馏塔来完成该分离
任务；原料温度为20℃。
二、操作条件
1塔顶压强4kPa（表压）；
220℃进料；
3回流比自定（取24Rmi
）；
4塔釜加热蒸汽压力506kPa（表压）；
5单板压降不大于07kPa；
6每天24小时连续运行。
三、设计内容
1设计方案的确定及工艺流程的说明；
2塔的工艺计算；
3塔和塔板主要工艺结构的设计计算；
4塔内流体力学性能的设计计算；
5塔板负荷性能图的绘制；
6设计计算结果一览表；
7生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；
8对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、基础数据
1组分的饱和蒸汽压
p
i
（mmHg）
温度，（℃）
80
90
1001101201301318
苯
760102513501760225028402900
p
i
氯苯148205293400543719760
注：1mmHg133322Pa
2组分的液相密度ρ（kgm3）
温度，（℃）
80
90
100
110
120
130
苯
817
805
793
782
770
757
ρ
氯苯
1039
1028
1018
1008
997
985
纯组分在任何温度下的密度可由下式计算
f苯
ρA91123118t86
氯苯
ρB11424106t57
式中的t为温度，℃。
3组分的表面张力σ（mNm）
温度，（℃）
80
85
110
115
120
131
苯
212
206
173
168163153
σ
氯苯
261
257
227
222216204
双组分混合液体的表面张力σm可按下式计算：
σm
σAσBσAxBσBxA
（
xA、xB
为
A、B
组分的摩尔分率）
4氯苯的汽化潜热
常压沸点下的汽化潜热为353×103kJkmol。纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下
式表示：
r2r038
1


tctc
t2t1
038（氯苯的临界温度：tc
3592C）
5其他物性数据可查化工原理附录。
一、设计方案及工艺流程
首先，苯和氯苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到进料温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。塔中气相混合物在精馏塔中上升到塔顶上方的冷凝器中，降温到泡点温度使液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中即回流。而液相混合物在精馏塔中下降至塔底，一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与氯苯的分离。
二、全塔物料衡算
（1）料液及塔顶底r