苯氯苯板式精餾塔設計

1、天津科技大學2012屆本科生畢業(yè)設計１第一章緒論一個國家化工產業(yè)的發(fā)展程度在很大意義上衡量著這個國家的工業(yè)水平和國防實力。精餾塔是化工生產中必不可少的塔設備。精餾塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據操作方式又可分為連續(xù)精餾塔與間歇精餾塔。20世紀初，隨著煉油工業(yè)的發(fā)展和石油化學工業(yè)的興起，塔設備開始被廣泛采用，并逐漸積累了有關設計、制造、安裝、操作等方面的數據和經驗。當時，煉油工業(yè)中多用泡

2、罩塔，無機酸堿工業(yè)則以填料塔為主，則篩板塔因當時尚無精確的設計方法和操作經驗，故未能廣泛使用。20世紀中期，為了適應各種化工產品的生產和發(fā)展，不僅需要新建大量的塔，還得對原有得塔設備進行技術改造，故而陸續(xù)出現了一批能適應各方面要求的新塔型。精餾塔作為石油化工行業(yè)最常用的化工設備之一，在當今工業(yè)中發(fā)揮了極其重要的作用。精餾塔通過物質的傳質傳熱，將塔的進料中的物質分離，從而在塔頂和塔底分別獲得人們需要的高濃度物質。苯與氯苯的分離，必須經過各

3、種加工過程，煉制成多種在質量上符合使用要求的產品。氯苯的作用是涉及國防和民生的各個領域。染料、醫(yī)藥工業(yè)用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有機中間體。橡膠工業(yè)用于制造橡膠助劑。農藥工業(yè)用于制造DDT，涂料工業(yè)用于制造油漆。輕工工業(yè)用于制造干洗劑和快干油墨，化工生產中用作溶劑和傳熱介質，分析化學中用作化學試劑。事實上，作為傳統(tǒng)工業(yè)中發(fā)展較為成熟的技術之一，精餾塔設計分離技術發(fā)展至今，已經相當成熟，并且早已付諸實踐和應用。為了完成本課程設

4、計，筆者參閱了大量文獻，參考了精餾系統(tǒng)的設計范例、權威設計手冊、多種國家標準，，力求設計結果的合理性和實用性。工業(yè)上最早出現的板式塔是篩板塔和泡罩塔。篩板塔出現于1830年，很長一段時間內被認為難以操作而未得到重視。泡罩塔結構復雜，但容易操作，自1854年應用于工業(yè)生產以后，很快得到推廣，直到20世紀50年代初，它始終處于主導地位。第二次世界大戰(zhàn)后，煉油和化學工業(yè)發(fā)展迅速，泡罩塔結構復雜、造價高的缺點日益突出，而結構簡單的篩板塔重新受到

5、重視。通過大量的實驗研究和工業(yè)實踐，逐步掌握了篩板塔的操作規(guī)律和正確設計方法，還開發(fā)了大孔徑篩板，解決了篩孔容易堵塞的問題。因此，50年代起，篩板塔迅速發(fā)展成為工業(yè)上廣泛應用的塔型。與此同時，還出現了浮閥塔，它操作容易，結構也比較簡單，同樣得到了廣泛應用。而泡罩塔的應用則日益減少，除特殊場合外，已不再新建。60年代以后，石油化工的生產規(guī)模不斷擴大，大型塔的直徑已超過10m。為滿足設備大型化及有關分離操作所提出的各種要求，新型塔板不斷出現

6、，已有數十種。天津科技大學2012屆本科生畢業(yè)設計３第二章設計方案確定與說明2.12.1精餾流程精餾流程精餾裝置包括精餾塔，原料預熱器，再沸器，冷凝器，釜液冷卻器和產品冷卻器等為保持塔的操作穩(wěn)定性，流程中用泵直接送入塔原料，苯、氯苯混合原料液經預熱器加熱至泡點后，送入精餾塔。塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝后經分配器一部分回流，一部分經過冷卻器后送入產品儲槽，塔釜采用間接蒸汽再沸器供熱，塔底產品經冷卻后為冷卻水循環(huán)利用。圖21板式精餾塔的工藝

7、流程簡圖2.22.2設計方案的特點及確定設計方案的特點及確定塔板是板式塔的主要構件，分為錯流式塔板和逆流式塔板兩類，工業(yè)中以錯流式為主，常用的錯流式塔板有：泡罩塔板，篩孔塔板，浮閥塔板。泡罩塔板是工業(yè)上應用最早的塔板，其主要的優(yōu)點是操作彈性較大，液氣比范圍較大，不易堵塞；但由于生產能力及板效率底，已逐漸被篩孔塔板和浮閥塔板所替代。篩孔塔板優(yōu)點是結構簡單，造價低，板上液面落差小，氣體壓強底，生產能力大；其缺點是篩孔易堵塞，易產生漏液，導致