(完整word版)苯与甲苯的化工填料精馏塔设计(word文档良心出品)
精馏塔苯和甲苯
齐齐哈尔大学化工原理课程设计题目苯—甲苯精馏学院食品与生物工程学院专业班级食工145学生姓名鲁聿指导教师佟白成绩2016 年11 月23 日摘要本次课程设计是利用板式精馏塔分离苯-甲苯，采取连续精馏已得到纯度较高的馏出物，根据已给出的设计条件，我们操作条件选取了泡点进料，操作压力选为4Kpa，具体设备选取筛板塔，筛板塔具有结构简单，造价低，效率高等优点，但易堵塞，不宜处理粘性大、脏的和带固体粒子的料液。
设计过程中根据要求对精馏塔的结构尺寸进行了准确计算和相关流体力学校核，以及接管尺寸的计算，绘制出了装配图。
工业上对塔设备的主要要求: (１) 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。
(２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。
(３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。
对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。
(４) 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。
(５) 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。
(６) 塔内的滞留量要小。
实际上,任何塔设备都难以满足上述要求,因此,设计者应根据塔型特点,物系性质,生产工艺条件,操作方式,设备投资.操作与维修费用等技术经济评价以及设计经验等因素,依矛盾的主次,综合考虑,选择适宜的塔型。
关键词：苯甲苯分离过程：精馏塔AbstractThis course is designed for separation of benzene and methylbenzene by distillation column, taking distillate continuous distillation has high purity, according to the design conditions have been given, we select the operating conditions of bubble point feed operation pressure is 4Kpa, the specific equipment selection of sieve plate tower, plate tower has the advantages of simple structure, low cost, efficiency the advantages, but not easy to be blocked, the viscous, dirty and solid particles of liquid. According to the requirements of the design process, the structure size of the distillation column was calculated and correlated with the fluid mechanics and the calculation of the nozzle size.The main requirements of tower equipment industry: (1) gas (steam), liquid processing capacity, production capacity is large, still without entrainment, a liquid blocking or flooding damage operation phenomenon. (2) the operation stability, flexibility, i.e. when the tower equipment gas (steam), liquid loading of a wide range of changes, still can stabilize the operation in the mass transfer efficiency under the conditions of high reliability and should ensure long-term continuous operation must have the.(3) the fluid flow resistance is small, the fluid flow through the device of the small pressure drop, which will greatly reduce the power consumption, thereby reducing operating costs. For vacuum distillation operation, too much pressure drop will make the entire system can not maintain the necessary vacuum degree, the ultimate failure of the operation of the system. (4) the structure is simple, the material consumption is small, and the manufacture and installation are easy. (5) corrosion resistance and not easy to plug, convenient operation, adjustment and maintenance. (6) retention tower to be small.目录摘要 (1)Abstract (2)第1章绪论......................................... 错误!未定义书签。
苯―甲苯精馏分离板式塔设计
板式精馏塔设计任务书设计者：班级学号：指导老师：日期：一、设计题目：苯―甲苯精馏分离板式塔设计设计一座苯―氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯28000吨，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，原料液中含氯苯30%（以上均为质量分数）二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（氯苯）20000吨/年塔顶馏出液含氯苯≤2%塔顶馏出液含苯%≥98塔底釜残液含氯苯%≥998.塔底釜残液含苯%≤2.0产品纯度99.8%操作周期7200小时/年进料组成50%塔效率60%2、操作条件操作压力常压（表压）进料热状态泡点进料回流比 2塔底加热蒸气压力0.5MP（表压）单板压降：≤0.7 kPa3、塔板类型筛板4、工作日每年300天每天24小时连续运行5、厂址三、设计内容：1、精馏塔的物料衡算；2、塔板数的确定；3、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5、塔板主要工艺尺寸的计算；6、塔板的流体力学验算；7、塔板负荷性能图；8、精馏塔接管尺寸计算；9、绘制生产工艺流程图；10、绘制精馏塔设计条件图；11、绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）；12、对设计过程的评述和有关问题的讨论。
四、设计基础数据其他物性数据可查相关手册目录1.精馏塔的概述 (4)1.1塔设备的类型 (4)1.2塔设备的性能指标 (4)1.3 板式塔与填料塔的比较 (5)1.4精馏原理 (5)2．设计标准 (6)3.设计方案的分析和拟订 (6)4.各部分结构尺寸的确定和设计计算 (6)4.1.设计方案的确定 (6)4.2.精馏塔的物料衡算 (8)4.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (9)4.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9)4.2.3物料衡算 (9)4.3.塔板数的确定 (10)4.3.1理论板层数NT的求解 (10)4.3.2实际板层数的求取 (12)4.4.精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)4.4.1 精馏段操作压力计算 (12)4.4.2提馏段操作压力的计算 (12)4.4.3操作温度计算 (13)4.4.4平均摩尔质量计算 (13)4.4.5平均密度的计算 (14)4.4.6液体平均表面张力计算 (15)4.4.7液体平均黏度的计算 (16)4.5.精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (16)4.5.1.塔径的计算 (16)4.5.2精馏塔有效高度的计算 (18)4.6.塔板主要工艺尺寸的计算 (18)4.6.1溢流装置计算 (18)4.6.2塔板布置 (19)4.7.筛板的流体力学验算 (21)4.7.1塔板压降 (21)4.7.2液面落差 (22)4.7.3液沫夹带 (22)4.7.4液漏 (22)4.7.5.液泛 (23)4.8.塔板负荷性能图 (23)4.8.1漏液线 (23)4.8.2液沫夹带线 (24)4.8.3液相负荷下限线 (25)4.8.4液相负荷上限线 (25)4.8.5液泛线 (25)五、设计小结 (28)六、参考资料 (29)设计说明书一、精馏塔的概述1.1塔设备的类型设备塔是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的汽液传质设备。
苯与甲苯的精馏塔设计
苯与甲苯的精馏塔设计苯与甲苯是常见的有机化工原料，其精馏塔设计是化工工程中的重要环节之一首先，我们需要确定设计的目标和要求。
在苯与甲苯的精馏过程中，一般的设计目标是实现高纯度的苯和甲苯产品，并且在经济效益上达到最佳。
第二步，需要进行物性参数测定和实验数据收集。
包括苯和甲苯的蒸气压、沸点、密度等物性参数，以及其在不同温度下的相平衡数据等。
接下来，可以运用精馏塔设计的经典方法，如麦凯布-塔克方法或史密斯方法，进行精馏塔的初步设计。
在初步设计中，首先确定塔顶和塔底的操作压力，即以什么方式进行冷凝和加热。
其中，冷凝方式可以通过冷凝器来进行，而加热可以通过加热器来实现。
然后，可以根据塔底的更容易凝结的成分，例如甲苯，选择合适的塔底冷凝器类型。
常见的塔底冷凝器类型包括冷却盘、冷凝卷管和冷凝器。
接下来，进行塔板的设计。
塔板的设计包括确定板间距、塔板孔径、塔板的有效蒸汽速度等参数。
这些参数对于实现塔板上液相和气相的充分搅拌、易于负荷和操作都非常重要。
在塔板设计完成后，可以进行塔塞的设计。
塔塞的设计包括塔塞的形状、大小以及布置在塔板上的位置。
塔塞的作用是增加交换效果，提高分离效果。
在塔板和塔塞设计完成后，可以进行填料的设计。
填料的设计包括填料的材料选择、填料的形状和尺寸。
填料的作用是增加表面积，提高蒸馏效率。
最后，进行精馏塔的热力学计算和模拟。
可以通过现有的化工流程模拟软件，如Aspen Plus，对精馏塔进行热力学计算和性能预测。
这可以帮助我们更好地了解在不同操作条件下，塔的性能如何，以及它能否满足设计要求。
总结起来，苯与甲苯的精馏塔设计是一项复杂且精细的工程，需要综合考虑物性参数、操作要求和经济效益等因素。
通过前期的物性参数测定和实验数据收集，结合经典的精馏塔设计方法和现代化工流程模拟软件的应用，可以设计出高效、可靠的精馏塔。
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔本文将针对化工原理课程设计，探讨苯与甲苯精馏塔的工艺设计。
一、工艺流程苯与甲苯精馏塔的工艺流程如下：苯与甲苯混合物在进入塔后，首先通过反应塔抽收制冷剂进行冷却，从而达到冷却效果，然后通过塔顶进入预分离器进行处理，将其中的气相成分与液相成分分离，剩余的液相通过进料口进入塔体，反复上升和下降，与上部的气相进行平衡沸腾，不断提高纯度，最后在顶部凝结出高纯度的甲苯。
二、设计考虑因素1.塔型塔型应根据生产规模和成本考虑。
一般而言，小型的塔型适合处理小流量、高品质的混合物，而大型的塔型则适合处理大流量、低品质的混合物。
2.动力学参数在设计苯与甲苯精馏塔时，要考虑动力学参数，如液相和气相的流速、物料的热量传递效应等等。
这些参数将直接影响塔的效率和产品品质。
3.填料和操作条件由于苯与甲苯混合物具有一定的粘度和密度差异，因此应在填料和操作条件上进行制约，以避免不同成分之间发生混合或分离出现问题。
三、设计基础1.填料设计填料是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，是决定塔效率和塔高的关键因素。
填料材料应具有良好的性能，如高效的传质、良好的气体液体接触、稳定的抗攻击性等等。
常见的填料材料有氧化铝、陶瓷、合金等。
2.除塔器设计除塔器是苯与甲苯精馏塔的一个重要设计组成部分。
它的主要作用是在塔底处收集返回的液相，防止溢出和保持塔内的可控性。
除塔器的设计应根据填料类型、流量、操作温度和压力等多个因素进行综合考虑，以确保塔的正常运行。
3.塔底设计塔底是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，主要用于收集精馏出的液态产品。
由于反应塔存在高温、高压等因素，因此需要考虑塔底的材料和设计。
常见的材料有碳钢、不锈钢、合金等。
此外，塔底还应配备可靠的排放和泄压装置，以确保塔的安全性。
四、结论苯与甲苯精馏塔是一种常见的化工装置，其设计应考虑多种因素，如塔型、填料、动力学参数等等。
从而确保塔的高效、稳定和可靠性。
苯甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计班级：化学工程系2011级1班姓名：学号：指导老师：贾鑫老师完成时间：2014年6月26日化工系常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计一、前言1.1设计任务及条件：泡点进料（q=1），塔顶进入全凝器，塔釜间接蒸汽加热，塔板压降:(0.5-0.7)KPa1.2物系用途及性质(1)苯的性质：摩尔质量78.11g/mol，密度0.8786 g/mL，相对蒸气密度(空气=1)：2.77，蒸汽压（26.1℃）：13.33kPa，临界压力：4.92MPa，熔点278.65 K (5.51 ℃)，沸点353.25 K (80.1 ℃)，在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水，标准摩尔熵So（298.15K）：173.26 J/mol·K，标准摩尔热容 Cpo：135.69 J/mol·K (298.15 K)，闪点 -10.11℃（闭杯），自燃温度 562.22℃，结构：平面六边形，最小点火能：0.20mJ，爆炸上限（体积分数）：8%，爆炸下限（体积分数）：1.2%，燃烧热：3264.4kJ/mol，溶解性：微溶于水，可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。
它有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。
苯可燃，有毒。
苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。
苯是一种石油化工基本原料。
苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。
（2）苯在工业上的用途：苯是工业上一种常用溶剂，主要用于金属脱脂。
苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂。
苯在工业上最重要的用途是做化工原料。
苯可以合成一系列苯的衍生物：苯与乙烯生成乙苯，后者可以用来生产制塑料的苯乙烯与丙烯生成乙丙烯，后者可以经乙丙苯法莱生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚，制尼龙的环己烷，合成顺丁烯二酸酐，用于制作苯胺的硝基苯，用于农药的各种氯苯，合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯，合成氢醌、蒽醌等化工产品。
精馏塔课程设计--苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计
第一章绪论1.1精馏的特点与分类精馏是分离液体混合物的典型单元操作。
它是通过加热造成气液两相物系，利利用物系中各组分挥发度的不同的特性来实现分离的。
按精馏方式分为简单精馏、平衡精馏、精馏和特殊精馏。
1.1.1蒸馏分离具有以下特点（1）通过蒸馏分离，可以直接获得所需要的产品。
（2）适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。
（3）蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。
（4）蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。
1.1.2平衡蒸馏将混合液在压力p1下加热，然后通过减压阀使压力降低至p2后进入分离器。
过热液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的气、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。
1.1.3简单蒸馏原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之部分汽化，产生的蒸气进入冷凝器中冷凝，冷凝液作为馏出液产品排入接受器中。
在一批操作中，馏出液可分段收集，以得到不同组成的馏出液。
1.1.4连续精馏操作流程化工生产以连续精馏为主。
操作时，原料液连续地加入精馏塔内，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（称为釜残液）；部分液体被汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。
塔顶蒸气进入冷凝器被全部冷凝，将部分冷凝液用泵（或借重力作用）送回塔顶作为回流液体，其余部分作为塔顶产品（称为馏出液）采出。
1－精馏塔 2－全凝器3－储槽 4－冷却器5－回流液泵 6－再沸器 7－原料液预热器图1连续精馏装置示意图1.2精馏塔的踏板分类1.2.1塔板的结构形式1.泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管与泡罩构成。
泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。
泡罩有φ80mm、φ100mm和φ150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。
泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。
泡罩在塔板上为正三角形排列。
它的优点是操作弹性适中塔板不易堵塞。
缺点是生产能力与板效率较低结构复杂、造价高。
图2泡罩塔板（a)操作示意图 (b)塔板平面图 (c)圆形泡罩2.筛孔塔板筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。
分离苯与甲苯精馏塔设计
W = 25.58kmol / h
式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量
1.2 理论塔板的计算
（1）由手册查得苯一甲苯物系的气液平衡数据 表 1 苯与甲苯汽液平衡数据
温度℃ 液相 x 气相 y
110.6 0 0
106.1 0.088 0.212
102.2 0.2 0.37
一、流程图的选择
图 1 工艺流程图 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。由于对物料没有特殊的要求，可以在常 压下操作。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。设计中采用泡点进料， 将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔内。塔顶上升蒸气采用全凝器冷 凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。 该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的 1.5 倍。 塔底设置再沸器采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
四、设计要求
1
1、设计程序简练清楚，结果准确并有汇总表。 2、计算公式、图表正确并注明来源，符号和单位要统一。 五、设计时间：二周 注意事项： 1、写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源； 2、每项设计结束后，列出计算结果明细表 3、图、表分别按顺序编号 4、按规定的时间进行设计，并按时完成任务
2
3
二、塔板的工艺设计
1.1 精馏塔全塔物料衡算
年处理量为 26000t
查ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ据得
26000000 ms = 300× 24 = 3611.11 ≈ 3620kg / h
M A = 78.11kg / kmol
M B = 92.13kg / kmol (1)原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
则由公式
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计湖南科技大学化工原理课程设计——苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计专业班级：应用化学二班姓名：李钰冰学号： 1006020221指导老师：杨明平、仇明华、刘和秀2012年12月24日~2013年1月4日10级应用化学专业板式精馏塔设计任务书一、设计题目：苯——甲苯连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件1 、进精馏塔料液含苯38% （质量），其余为甲苯2 、产品中苯含量不得少于96% （质量）3 、釜液中苯含量不得高于4% （质量）4 、生产能力：5.5 吨/ 小时5 、操作条件：(1) 精馏塔顶压强：4.5kPa （表压）(2) 进料热状态：自选(3) 加热蒸气：600kPa （表压）的饱和蒸气(4) 回流比：自选(5) 单板压降：≯0.7kPa三、设备型式：筛板塔四、厂址：湘潭地区（年平均水温20 ℃）五、设计内容（设计基础数据参见设计指导书）1 、设计方案的确定及流程说明2 、塔的工艺计算3 、塔和塔板主要工艺尺寸的计算⑴塔板、塔径及塔板结构尺寸的确定⑵塔板的流体力学验算⑶塔板的负荷性能图4 、设计结果概要或设计一览表5 、换热器的选型与计算6 、生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图及筛板布置图7 、对本设计的评述或有关问题的分析讨论六、按要求编制相应的设计说明书七、主要参考资料化工原理、化工原理课程设计指导书、化工工艺设计手册、物理化学手册八、指导老师组织人：刘和秀指导老师：杨明平、仇明华、刘和秀九、时间2012.12.24----2013.1.4前言化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品几乎都是有若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。
生产中为了满足储存、运输、加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或纯态的物质。
芳香族化合物是化工生产中的重要的材料，可用来制备染料、树脂、农药、合成药物、合成橡胶，合成纤维和洗涤等等；苯与甲苯都是重要的化工原料，苯- 甲苯混合溶液的分离技术一直是一个重要的课题。
分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计—化工原理课程设计正文终稿
四川大学化学工程学院化工原理课程设计四川大学化工原理课程设计任务书一、设计任务：设计题目：分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计给定条件：原料液：苯-甲苯混合物组成：x F = 0.32（摩尔分率，下同）处理量：F = 12400 kg/h温度：29 o C馏出液：组成：x D = 0.93残液：组成：x W = 0.02操作压力：常压二、设计内容：设计说明书一份，其内容包括目录题目及数据工艺流程选择论证及说明、流程图主要设备的设计（塔板数、塔径、塔板结构元件及尺寸，流体力学交校核）塔板布置图，负荷性能图主要辅助设备的选用与计算（塔顶冷凝器）三、参考资料：化工原理设计导论，成都科技大学《化工原理设计导论》编写组，成都科技大学出版社，1994 化工原理，下册，叶世超夏素兰易美桂杨雪峰等编，科学出版社，2002化工原理（第二版），下册，陈敏恒等，化学工业出版社，2000化工设备设计基础，化工设备设计基础编写组，上海科学技术出版社，1987化学工程师手册，机械工业出版社，1999PERRY化学工程手册（第六版），化学工业出版社，1984化学工程手册（第二版），时钧等，化学工业出版社，1996化学工程师简明手册，邓忠等，机械工业出版社，1997化工生产流程图解，化学工业出版社，精馏设计、操作和控制，吴俊生等，中国石化出版社，1997塔型设备基础设计，石油化学工业部编，1975塔设备设计，上海科学技术出版社，1988塔的工艺计算，石油化学工业部设计院，1977\目录第一章方案选定1.1操作条件的确定1.1.1 操作压力 (4)1.1.2 进料状态 (4)1.1.3 加热方式 (4)1.1.4 冷却剂与出口温度 (4)1.1.5 回流比的选择 (4)1.2设备的选择1.2.1 塔设备的选择 (4)1.2.2 再沸器，冷凝器等附属设备的安排 (4)1.3流程的确定1.3.1 物料的储和输送 (5)1.3.2 参数的检测和调控 (5)1.4 热能的利用第二章总体工艺设计计算2.1物料衡算与操作线方程2.1.1 原料及产品组成 (x F, x D, x W, F) (6)2.1.2 全塔总物料衡算 (6)2.1.3 操作温度 (6)2.1.4 使进料达到泡点，预热原料液所需热 (6)2.1.5 相对挥发度( ) (7)) (7)2.1.6 最小回流比(Rmin2.1.7 精馏塔的气、液相负荷及操作线方程 (8)2.2 塔板数的确定2.2.1 理论塔板数 (8)2.2.2 实际塔板数 (10)2.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算2.3.1 平均摩尔质量 (10)2.3.2 平均密度 (11)2.3.3 液相平均表面张力 (12)2.3.4 液相平均黏度 (13)2.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算2.4.1 塔径的计算 (14)2.4.2 精馏塔有效高度计算 (15)2.5 塔板主要工艺尺寸的计算2.5.1 溢流装置计算 (15)2.5.2 塔板布置及浮阀数目与排列 (16)2.6 塔板流体力学验算2.6.1 气相通过浮阀塔板的压降 (17)2.6.2 淹塔 (18)2.6.3 雾沫夹带 (18)2.7 塔板负荷性能图2.7.1 雾沫夹带线 (19)2.7.2 液泛线 (20)2.7.3 液相负荷上限线 (21)2.7.4 漏液线 (21)2.7.5 液相负荷下线限 (21)2.8 计算结果汇总2.9 工艺流程图第三章附属设备计算3.1 换热器热量计算3.1.1 塔顶冷却所需热 (24)3.1.2 原料液加热到泡点所需热量 (24)3.1.3 塔釜加热所需热量 (24)3.2 塔顶冷凝器3.2.1 物性参数 (25)3.2.2 传热面积 (25)3.2.3 工艺尺寸结构 (26)3.3进料预热器3.3.1 设计方案的确定 (27)3.3.2 物性数据 (27)3.3.3 传热面积估算 (28)3.3.4 工艺尺寸结构 (28)3.4 塔底再沸器3.4.1 设计方案的确定 (29)3.4.2 物性数据 (29)3.4.3 传热面积的估算 (30)3.4.4 工艺尺寸结构 (31)3.5 接管与法兰3.5.1 塔顶蒸汽出口管径 (32)3.5.2 回流液管径 (32)3.5.3 进料管直径 (32)3.5.4 釜液排出管径 (33)3.6 筒体与封头3.6.1 筒体 (33)3.6.2 封头 (33)3.7 人孔主要参考文献设计心得体会第一章方案选定1.1操作条件的确定1.1.1操作压力根据生产要求，本设计选择常压下的连续蒸馏。
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔
化工原理课程设计：苯与甲苯精馏塔简介本文主要探讨化工原理课程设计中的苯与甲苯精馏塔。
通过对苯和甲苯进行精馏分离，我们可以获得纯度较高的苯和甲苯产品。
在本文中，我们将从以下几个方面展开讨论：1.背景和目的2.设计流程3.塔设计4.精馏原理5.实验操作6.结果和讨论背景和目的苯和甲苯是常用的工业化学品，广泛应用于加工、涂料、塑料等行业。
苯和甲苯在某些工艺中需要纯度较高，因此需要进行精馏分离。
本课程设计旨在设计一个能有效分离苯和甲苯的精馏塔。
设计流程为了设计一个合适的苯与甲苯精馏塔，我们需要进行以下几个步骤：1.确定原料2.确定塔的类型和结构3.进行塔的热力学计算4.进行实验验证塔设计塔是精馏过程中最关键的组件之一，它可以通过蒸汽冷凝回收馏分。
在苯和甲苯的精馏中，一般采用板式塔。
塔类型在板式塔中，我们可以选择不同的塔类型，如：•始料塔•落料塔•浓差塔•强化塔塔结构塔的结构包括：1.塔筒：用于装载填料或板2.助塔装置：用于改善塔内气液分布精馏原理精馏是利用不同物质的沸点差异进行分离的过程。
在苯与甲苯的精馏过程中，由于苯和甲苯的沸点差异较大，可以有效地进行分离。
实验操作进行苯与甲苯精馏的实验时，我们需要注意以下几个操作步骤：1.准备好实验所需设备和试剂2.开启冷却水，确保设备冷却3.将苯和甲苯加入精馏塔中4.开启加热源，控制温度5.收集馏出的苯和甲苯样品结果和讨论通过实验操作，我们可以得到苯和甲苯的纯度和收率。
根据实验结果，我们可以评估精馏塔的效果，并对塔的设计进行改进。
在进行课程设计时，我们要求学生深入了解苯与甲苯的精馏原理，并通过实验进行验证。
此外，在设计塔的结构和操作过程时，也需要考虑到实际工业生产的要求。
通过本次课程设计，学生不仅能够更好地理解化工原理，还能够培养实验操作和实际问题解决能力。
这对于他们将来的工作和研究具有重要意义。
总结起来，本文对苯与甲苯精馏塔的设计和实验操作进行了详细的讨论。
从背景和目的到实验结果和讨论，我们提供了一个全面的指导，希望能对读者有所帮助。
精馏塔设计
目录1 课程设计的目的 (3)2 课程设计题目描述和要求 (3)3 课程设计报告内容 (4)4 对设计的评述和有关问题的讨论 (22)5 参考书目 (22)1苯-甲苯连续精馏浮阀塔设计1．课程设计的目的2 课程设计题目描述和要求本设计的题目是苯-甲苯连续精馏浮阀塔的设计，即需设计一个精馏塔用来分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作方式，需设计一板式塔，板空上安装浮阀，具体工艺参数如下：原料苯含量：质量分率= (30+0.5*学号)%原料处理量：质量流量=（10-0.1*学号）t/h [单号]（10+0.1*学号）t/h [双号]产品要求：质量分率：xd=98%，xw=2% [单号]xd=96%，xw=1% [双号]工艺操作条件如下：常压精馏，塔顶全凝，塔底间接加热，泡点进料，泡点回流，R=（1.2～2）Rmin。
3．课程设计报告内容3.1 流程示意图冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器← → 塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯3.2 流程和方案的说明及论证3.2.1 流程的说明首先，苯和甲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泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。
因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。
气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的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，这个过程就叫做回流。
液相混合物就从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，完成苯与甲苯的分离。
精馏塔设计说明书(最全)
引言塔设备是化学工业，石油化工，生物化工，制药等生产过程中广泛采用的传质设备。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
板式塔为逐级接触式气液传质设备，塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡形式或喷射形式通过塔板上的液层，正常条件下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，它具有结构简单，安装方便，压降低，操作弹性大，持液量小等优点，被广泛的使用。
本设计的目的是分离苯—甲苯的混合液，故选用板式塔。
设计方案的确定和流程说明1.塔板类型精馏塔的塔板类型共有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。
浮阀塔板具有结构简单，制造方便，造价低等优点，且开孔率大，生产能力大，阀片可随气流量大小而上下浮动，故操作弹性大，气液接触时间长，因此塔板效率较高。
本设计采用浮阀塔板。
2. 加料方式加料方式共有两种：高位槽加料和泵直接加料。
采用泵直接加料，具有结构简单，安装方便等优点，而且可以引入自动控制系统来实时调节流量及流速。
故本设计采用泵直接加料。
3. 进料状况进料方式一般有两种：冷液进料及泡点进料。
对于冷液进料，当进料组成一定时，流量也一定，但受环境影响较大；而采用泡点进料，不仅较为方便，而且不受环境温度的影响，同时又能保证精馏段与提馏段塔径基本相等，制造方便。
故本设计采用泡点进料。
4. 塔顶冷凝方式苯与甲苯不反应，且容易冷凝，故塔顶采用全凝器，用水冷凝。
塔顶出来的气体温度不高，冷凝后的回流液和产品无需进一步冷却，选用全凝器符合要求。
5. 回流方式回流方式可分为重力回流和强制回流。
本设计所需塔板数较多，塔较高，为便于检修和清理，回流冷凝器不适宜塔顶安装，故采用强制回流。
6. 加热方式加热方式分为直接蒸气和间接蒸气加热。
直接蒸气加热在一定回流比条件下，塔底蒸气对回流液有稀释作用，从而会使理论塔板数增加，设备费用上升。
故本设计采用间接蒸气加热方式。
7. 操作压力苯和甲苯在常压下相对挥发度相差比较大，因此在常压下也能比较容易分离，故本设计采用常压精馏。
苯-甲苯体系板式精馏塔设计
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载苯-甲苯体系板式精馏塔设计地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容化工原理课程设计设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计化工原理课程设计任务书设计任务分离含苯 35% ，甲苯65%的二元均相混合液，要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。
（以上均为质量分率）物料处理量： 20000吨/年。
（按300天/年计）物料温度为常温（可按20℃计）。
设计内容设计一常压下连续操作的板式精镏塔，设计内容应包含：方案选择与流程设计；工艺计算（物料、热量衡算，操作方式与条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）；主体设备设计，塔板选型与布置，流体力学性能校核，操作负荷性能图，附属设备选型；绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图；（设计图纸可手工绘制或CAD绘图）计算机辅助计算要求物性计算①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序；②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。
气液相平衡计算①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序；②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。
精馏塔计算①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序；②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。
采用上述程序对设计题目进行计算报告要求设计结束，每人需提交设计说明书（报告）一份，说明书格式应符合毕业论文撰写规范，其内容应包括：设计任务书、前言、章节内容，对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明，必要时可附程序清单；说明书中各种表格一律采用三线表，若需图线一律采用坐标纸（或计算机）绘制；引用数据与计算公式须注明出处（加引文号），并附参考文献表。
苯与甲苯混合物精馏塔设计方案
苯与甲苯混合物精馏塔设计方案一、概述化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。
生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质. 芳香族化合物是化工生产中的重要的原材料，而苯和甲苯是各有其重要作用。
苯是化工工业和医药工业的重要基本原料，可用来制备染料，树脂，农药，合成药物，合成橡胶，合成纤维和洗涤剂等等；甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂，而且可以合成异氰酸酯，甲酚等化工产品，同时也可以用来制造三硝基甲苯，苯甲酸，对苯二甲酸，防腐剂，染料，泡沫塑料，合成纤维等。
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。
实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔，实现苯——甲苯的分离。
苯——甲苯体系比较容易分离，待处理料液清洁。
因此用筛板塔。
筛板塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。
与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。
二、设计方案的确定本设计任务为分苯—甲苯的混合物，对于二元混合物的分离，应采用连续常压精馏流程。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至贮罐。
该物系属于易分离物系，故操作回流比取为2.7。
塔底采用直接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至贮罐。
三、精馏塔的物料衡算⒈ 原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量为： 78.11/kg kmol甲苯的摩尔质量为： 92.13/kg kmol 0.55/78.110.590.55/78.110.45/92.13F x ==+ 0.995D x =0.01W x =⒉ 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量 0.5978.11(10.59)92.1383.86/F M kg kmol =⨯+-⨯=0.99578.11(10.995)92.1378.18/D M kg kmol =⨯+-⨯=0.0178.11(10.01)92.1391.99/W M kg kmol =⨯+-⨯=⒊物料平衡原料处理量 600071.55/83.86F kmol h ==总物料衡算 71.55D W =+苯物料衡算 71.550.590.9950.01D W ⨯=+联立解得 42.13/D kmol h =29.42/W kmol h =四、塔板数的确定⒈ 理论板层数N T 的求取①因为苯—甲苯属于理想物系，可采用图解法求解理论板层数②操作回流比 1.8R =③求精馏塔的气、液相负荷1.842.1375.83/L RD kmol h ==⨯=(1) 2.842.13117.96/V R D kmol h =+=⨯=75.8371.55147.38/L L qF L F kmol h =+=+=+= 117.96/V V kmol h ==④求操作线方程精馏段操作线方程为75.8342.130.9950.6430.357117.96117.96D LDy x x x x V V =+=+⨯=+提馏段操作线方程为 147.3829.420.01 1.2490.0025117.96117.96W LWy x x x x V V ''''=-=-⨯=-⑤图解法求理论塔板层数采用图解法求理论板层数，求解结果为总理论板层数 18.5T N =(包括再沸器)进料板位置 10F N =⒉ 理论板层数T N 的求取精馏段实际板层数 9/70%12.8613N ==≈精提馏段实际板层数 9.5/70%13.6714N ==≈提五、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算⒈ 操作压力的计算操作为常压操作，所以 101.3P KPa =⒉ 操作温度的计算依据安托因方程苯 1206.35log 6.023220.24o A P t =-+甲苯 1343.94log 6.078219.58o B P t =-+又 o oA AB B P P x P x =+所以 塔顶温度 80.3D t =℃进料板温度 91.0F t =℃塔底温度 110.2W t =℃精馏段平均温度 80.391.085.652m t +==℃提馏段平均温度 91.110.2'100.62m t +==℃⒊ 平均摩尔质量的计算塔顶平均摩尔质量计算由10.995D x y ==查平衡曲线得 10.985x =0.99578.11(10.995)92.1378.18/VDm M kg kmol=⨯+-⨯= 0.98578.11(10.985)92.1378.32/LDm M kg kmol=⨯+-⨯= 进料板平均摩尔质量计算由0.742F y = 查平衡曲线得 0.535F x =0.74278.11(10.742)92.1381.73/VFm M kg kmol =⨯+-⨯=0.53578.11(10.535)92.1384.63/LFm M kg kmol=⨯+-⨯= 塔底平均摩尔质量计算由20.01W x y == 查平衡曲线得 20.004x =0.0178.11(10.01)92.1391.99/VWm M kg kmol =⨯+-⨯=0.00478.11(10.004)92.1392.07/LWm M kg kmol=⨯+-⨯= 精馏段平均摩尔质量 78.1881.7379.96/2Vm M kg kmol +== 78.3284.6381.48/2Lm M kg kmol +==提馏段平均摩尔质量81.7391.99'86.86/2Vm M kg kmol +== 84.6392.07'88.35/2Lm M kg kmol +==⒋ 平均密度的计算⑴气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即精馏段气相平均密度3101.379.962.72/8.3145(85.65273.15)m VmVm m P M kg m RT ρ⨯===⨯+提馏段气相平均密度3'101.386.86' 2.83/'8.314(100.6273.15)m Vm Vm m PM kg m RT ρ⨯===⨯+⑵液相平均密度计算液相平均密度依下式计算，即 1i Lm ia ρρ=∑塔顶液相平均密度的计算由80.3D t =℃，查手册得3814.7/A kg m ρ= 3809.7/B kg m ρ= 31814.67/(0.995/814.80.005/809.7)LDm kg m ρ==+进料板液相平均密度的计算由91.0F t =℃，查手册得3802.8/A kg m ρ= 3799.2/B kg m ρ=进料板液相的质量分率0.53578.110.4940.53578.110.46592.13A a ⨯==⨯+⨯31800.97/(0.494/802.80.506/799.2)LFm kg m ρ==+塔底液相平均密度的计算由110.2W t =℃，查手册得3780.1/A kg m ρ= 3780.1/B k g m ρ=塔底液相的质量分率0.00478.110.00340.00478.110.99692.13AW a ⨯==⨯+⨯31780.1/(0.0034/780.10.9966/780.1)LWm kg m ρ==+精馏段液相平均密度为 3814.67800.97807.82/2Lm kg m ρ+==提馏段液相平均密度为 3800.97780.1'790.54/2Lm kg m ρ+==⒌ 液体平均表面张力的计算液相平均表面张力依下式计算 即Lm i i x σσ=∑塔顶液相平均表面张力的计算由80.3D t =℃，查手册得21.23/A mN m σ= 21.66/B mN m σ=0.99521.230.00521.6621.23/LDm mN mσ=⨯+⨯= 进料板液相平均表面张力的计算由91.0F t =℃，查手册得19.94/A mN m σ= 20.53/B mN m σ=0.53519.940.46520.5320.21/LFm mN m σ=⨯+⨯=塔底液相平均表面张力的计算由110.2W t =℃，查手册得17.65/A mN m σ= 18.4/B mN m σ=0.0117.650.9918.418.39/LWm mN m σ=⨯+⨯=精馏段液相平均表面张力 21.2320.2120.72/2Lm mN m σ+==提馏段液相平均表面张力20.2118.39'19.30/2Lm mN m σ+==⒍ 液体平均粘度的计算液相平均粘度依下式计算 即lg lg Lm i i x μμ=∑塔顶液相平均粘度的计算由80.3D t =℃，查手册得0.307A mPa s μ=⋅ 0.310B mPa s μ=⋅lg 0.995lg0.3070.005lg0.310LDm μ=⨯+⨯解出 0.307LDm mPa s μ=⋅进料板平均粘度的计算由91.0F t =℃，查手册得0.277A mPa s μ=⋅ 0.284B mPa s μ=⋅lg 0.494lg0.2770.506lg0.284LFm μ=⨯+⨯解出 0.280LFm mPa s μ=⋅由110.2W t =℃，查手册得0.232A mPa s μ=⋅ 0.252B mPa s μ=⋅lg 0.01lg0.2330.99lg0.252LWm μ=⨯+⨯解出 0.252L W m m P a s μ=⋅精馏段平均粘度0.3070.2800.2942Lm mPa s μ+==⋅提馏段平均粘度0.2800.252'0.2662Lm mPa s μ+==⋅六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算由上面可知精馏段 75.83/L kmol h =117.96/V kmol h =⒈ 塔径的计算精馏段的气、液相体积流率为3117.9679.960.963/36003600 2.72Vms Vm VM V m s ρ⨯===⨯ 375.8381.480.00212/36003600807.82Lm s Lm LM L m sρ⨯===⨯由max u =式中，负荷因子0.220()20L C C σ=由史密斯关联图查得20C ，图的横坐标为1/21/20.002123600807.82()()0.03790.9633600 2.72s L s V L V ρρ⨯=⨯=⨯ 取板间距0.40T H m =，板上清液层高度取0.06L h m =，则0.34T L H h m -=由史密斯关联图，得知 200.072C =气体负荷因子 0.20.22020.72()0.072()0.07252020LC C σ==⨯=max 0.0725 1.250/u m s == 取安全系数为0.7，则空塔气速为max 0.70.7 1.2500.875/u u m s ==⨯=1.184D m === 按标准塔径圆整后为 1.2D m =塔截面积为 221.134T A D m π==实际空塔气速为 0.9630.852/1.13u m s == 提馏段的气、液相体积流率为3117.9686.86' 1.006/36003600 2.83Vm s Vm VM V m s ρ⨯===⨯ 3147.3888.35'0.00458/36003600790.54Lm s Lm LM L m s ρ⨯===⨯由max u =式中，负荷因子0.220()20L C C σ=由史密斯关联图查得20C ，图的横坐标为1/21/2'0.004583600790.54()()0.0761' 1.0063600 2.83s L s V L V ρρ⨯=⨯=⨯ 取板间距0.45T H m =，板上清液层高度取0.06L h m =，则0.39T L H h m -=由史密斯关联图，得知 200.081C =气体负荷因子 0.20.22019.30()0.081()0.08042020L C C σ==⨯=max 0.0804 1.34/u m s == 取安全系数为0.7，则空塔气速为max 0.70.7 1.340.938/u u m s ==⨯=1.17D m === 按标准塔径圆整后为 1.2D m =塔截面积为 221.134T A D m π==实际空塔气速为 1.0060.89/1.13u m s == ⒉ 精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为 (1)(131)0.4 4.8T Z N H m =-=-⨯=精精提馏段有效高度为 (1)(141)0.45 5.85T Z N H m =-=-⨯=提提在进料板上方开一个人孔，其高度为0.55m故精馏塔有效高度为0.5511.2Z Z Z m =++=精提七、塔板主要工艺尺寸的计算⒈ 溢流装置计算精馏段：因塔径 1.2D m =，所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔苯与甲苯精馏塔是化工原理课程设计中常见的研究对象之一。
精馏是一种常用的分离技术，通过利用物质的不同挥发性，将混合物中的组分分离出来。
在苯与甲苯精馏塔的设计中，需要考虑到不同物质的挥发性、沸点以及相互作用力等因素。
本文将从苯与甲苯的性质、精馏原理、塔板设计以及操作参数等方面进行探讨。
我们来了解一下苯和甲苯的基本性质。
苯是一种无色液体，具有特殊的芳香气味，可以溶于大多数有机溶剂，不溶于水。
甲苯是一种无色透明的液体，有芳香气味，可以溶于大多数有机溶剂，与水微溶。
苯和甲苯在温度和压力下都可以发生挥发，而且甲苯的沸点要高于苯。
精馏是利用不同组分的挥发性差异，通过加热混合物使其部分蒸发，然后再将蒸汽冷凝回液体，从而实现组分的分离。
在苯与甲苯的精馏过程中，苯和甲苯会根据其不同的挥发性分别在塔中的不同高度达到平衡。
较容易挥发的组分会向上升到较高的位置，而较不容易挥发的组分则会下降到较低的位置。
通过在塔中设置塔板，可以增加接触面积，提高分离效果。
塔板是精馏塔中的重要组成部分，其设计需要考虑到传质效果和传热效果。
塔板上的孔洞可以增加气液接触面积，使得组分之间更容易进行传质。
此外，还需要考虑到塔板上的液相和气相的分布均匀性，以及塔板的密度和孔洞的尺寸等参数。
通过合理的塔板设计，可以提高精馏塔的分离效率。
在苯与甲苯精馏塔的操作中，还需要考虑到一些重要的参数。
例如，塔顶温度、塔底温度、进料流量、回流比等都会对精馏效果产生影响。
塔顶温度和塔底温度可以通过调节塔顶和塔底的回流比来控制，进料流量则可以通过调节进料阀门的开度来控制。
合理选择这些操作参数，可以提高精馏塔的分离效率。
苯与甲苯精馏塔的设计需要考虑到苯和甲苯的挥发性差异、沸点差异以及塔板的设计和操作参数的选择等因素。
通过合理的设计和操作，可以实现苯和甲苯的有效分离。
精馏技术在化工领域中具有广泛的应用，不仅可以用于分离有机物，还可以用于提纯化学品、回收溶剂等。
苯-甲苯精馏塔的工艺设计
苯-甲苯精馏塔的工艺设计摘要在化工生产中，精馏是最常用的单元操作,，是分离均相液体混合物的最有效方法之一。
塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。
70年代初能源危机的出现，突出了节能问题。
随着石油化工的发展，填料塔日益受到人们的重视，此后的20多年间，填料塔技术有了长足的进步，涌现出不少高效填料与新型塔。
苯和甲苯的分离对于工业生产具有重要的意义。
本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏装置有精馏塔，再沸器，冷凝器等设备。
热量从塔釜输入，物料在塔内进行精馏分离，余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走，为了减少热量，能量的损失，我们在进料前设置了节能器，把塔底热产品先与进料进行交换，然后在冷却。
本文是筛板精馏塔及其预热的设计，分离摩尔分数为0.42的苯-甲苯溶液，使塔顶产品苯的摩尔含量到达95％，塔底釜液摩尔分数为2％。
综合工艺操作方便、经济及安全等多方便考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分离提纯，按照逐板计算求得理论板数为14。
根据经验式算得全塔效率为0.50.塔顶使用全凝器，部分回流。
精馏段实际板数为14，提馏段实际板数为14。
实际加料位置在第6板块。
精馏段弹性操作为3.391。
通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。
关键词：苯;甲苯;精馏塔目录摘要 (1)目录 (2)前言 (4)1.文献综述 (5)1.1苯 (5)1.1.1苯的来源 (5)1.1.2苯的物理性质 (6)1.1.3苯的化学性质 (6)1.1.4苯的工业用途 (6)1.2甲苯 (7)1.2.1甲苯的来源 (7)1.2.2甲苯的物理性质 (7)1.2.3甲苯的化学性质 (8)1.2.4甲苯的作用与用途 (8)1.3精馏塔的介绍 (10)1.4精馏原理 (11)1.5精馏技术的进展 (11)2. 设计部分 (13)2.1设计任务 (13)2.2设计方案的确定 (13)2.2.1装置流程的确定 (13)2.2.2操作压力的选择 (14)2.2.3进料热况的选择 (14)2.2.4加热方式的选择 (15)2.2.5回流比的选择 (15)2.3精馏塔的工艺计算 (16)2.3.1精馏塔的物料衡算 (16)2.3.2理论板层数N的求取 (16)T2.3.3实际板层数的求取 (18)2.3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)2.3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21)2.3.6塔板主要工艺尺寸的计算 (22)2.3.7筛板的流体力学验算 (24)2.3.8塔板负荷性能图 (27)3. 结论 (31)参考文献 (33)附录 (34)致谢 (38)前言精馏是化工、石油化工、炼油生产中应用极为广泛的传质传热过程，其目的是将混合物中各组分分离，达到规定的纯度。
[理学]化工原理课程设计_苯——甲苯
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化工原理课程设计任务书1.设计题目 ： 苯——甲苯二元物系板式精馏塔的设计2.设计条件 ：常 压： 1p atm （绝压） 处理 量： 100kmol/h 进料组成： F x =0.45 馏出液组成：D x =0.98釜液组成： W x =0.035 （以上均为摩尔分率） 塔顶全凝器 泡点回流回流比： R =(1.1-2.0)R min 加料状态： q =0.96 单板压降： ≤0.7kpa 3.设 计 任 务 ：1.完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算）.2．绘制带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图、精馏塔设备条件图. 3．撰写精馏塔的设计说明书（包括设计结果汇总）.课程设计是化工原理课程的一个非常重要的实践教学内容。
不仅能够培养学生运用所学的化工生产的理论知识，解决生产中实际问题的能力，还能够培养学生的工程意识。
健全合理的知识结构可发挥应有的作用。
此次化工原理设计是精馏塔的设计。
精馏塔是化工生产中十分重要的设备。
精馏塔内装有提供气液两相逐级接触的塔板，利用混合物当中各组分挥发度的不同将混合物进行分离。
在精馏塔中，塔釜产生的蒸汽沿塔板之间上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔内实现多次接触，进行传质传热过程，轻组分上升，重组分下降，使混合物达到一定程度的分离。
精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。
本设计我们使用筛板塔。
其突出优点为结构简单，造价低板上液面落差小，气体压强低，生产能力较大，气体分散均匀，传质效率较高。
筛板塔是最早应于手工业生产的设备之一。
合理的设计和适当的操作筛板塔能够满足要求的操作弹性而且效率高。
采用筛板塔可解决堵塞问题适当控制漏夜实际操作表明，筛板在一定程度的漏液状态下，操作是板效率明显降低，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的筛板塔其操作弹性仍可达到标准。
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔1.引言苯和甲苯是广泛应用于化工工业的有机化合物。
苯用于生产塑料、橡胶、染料、医药等领域，甲苯则用于生产苯酚、甲醇、马来酸酯等有机化合物。
为了从苯和甲苯的混合物中获得高纯度的目标物质，需要进行精馏过程。
本次课程设计将设计苯与甲苯的精馏塔。
2.设计目标本次设计的目标是设计一个能够将苯和甲苯混合物中的甲苯分离出来，获得高纯度的甲苯产品的精馏塔。
设计要求如下：(1)产物中甲苯的纯度大于99%；(2)若需要，可考虑对废气回收的技术。
3.设计步骤(1)确定温度、压力和流量条件：根据实际情况，确定苯与甲苯的蒸馏温度和压力范围，以及流量要求。
(2) 确定理论塔板数：根据精馏物质的性质，使用McCabe-Thiele图来确定理论塔板数。
假设有N个塔板，输入混合物的进料温度T1，塔底温度T2，塔顶温度T3、若有Q个馏出物从塔顶进入回流相，那么Q个馏出物中，有αQ个进入塔顶，(1-α)Q个进入回流液，并且最终得到的进料液中含有αQ个甲苯。
通过计算可得到，苯与甲苯的含量变化和温度分布情况，进而确定塔板数。
(3)安装塔床和设备：根据设计要求，选择合适的填料和塔板，进行塔床的安装。
确定合适的进料方式和回流液的流量。
(4)进行操作条件和算例计算：根据输入的温度、压力和流量条件，进行操作条件的预测。
利用模拟软件或手工计算，进行塔板上的组分计算和流量平衡计算，以确定最佳操作条件。
(5)安全措施：在设计过程中，需要考虑安全措施，包括防爆、监测和报警系统的设置。
4.结果与讨论通过精心的设计和计算，得到了一个满足要求的苯与甲苯精馏塔。
该塔能够将苯和甲苯的混合物中的甲苯分离出来，并获得高纯度的甲苯产品。
在设计过程中，需要考虑到流量、温度和压力等因素对操作效果的影响，以确保塔的性能和安全运行。
5.结论本次设计实现了苯与甲苯精馏塔的设计，满足了高纯度甲苯产品的要求。
通过合理的操作条件和安全措施，确保了塔的性能和安全运行。
苯甲苯课程设计
化工原理课程设计﹎苯—甲苯连续精馏筛板塔的设计专业年级:姓名：指导老师设计任务书一、设计题目：苯甲苯连续精馏筛板塔的设计二、设计任务(1)原料液中苯含量：质量分率＝52%质量)，其余为甲苯。
(2)塔顶产品中苯含量不得低于91% (质量)。
(3)残液中苯含量不得高于7%(质量)。
(4苯甲苯混合液处理量3t/h三、操作条件(1)精馏塔顶压强：4.0kPa(表压) (2)进料热状态：自选(3)回流比：自选。
(4)单板压降压：≯0.7Kpa四、设计内容及要求(1)设计方案的确定及流程说明(2)塔的工艺计算(3)塔和塔板主要工艺尺寸的设计塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定；塔板的流体力学验算；塔板的负荷性能图。
(4)编制设计结果概要或设计一览表(6)绘制塔设备结构图：采用绘图纸徒手绘制五筛板塔也是传塔板的类型为筛板塔精馏，筛板塔塔板上开有许多均布的筛孔，孔径一般为3～8mm，筛孔在塔板上作正三角形排列质过程常用的塔设备，它的主要优点有：(１) 结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。
(２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。
(３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。
(４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。
筛板塔的缺点是：(１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。
(２) 操作弹性较小(约2～3)。
(３) 小孔筛板容易堵塞。
六苯和甲苯的物理性质如下表表3液体的粘度表4Antoine表5苯与甲苯的液相密度表6常温下苯-甲苯的汽液平衡数据设计计算1、精馏塔的物料衡算D x =92.013.92911.789111.7891=+ 08.013.929311.78711.787=+=W x 平均相对分子质量28.8413.92*)56.01(11.78*56.0=-+=F M =D M 0.92*78.11+(1-0.92)*92.13=79.26 26.9113.92)08.01(11.78*08.0=-+=W M 物料衡算 F=D+WD*0.92+W*0.08=0.56*F联立两式得：D=20.43 W=15.26 F=35.60 塔板数的确定1）理论板层数NT 的求取苯一甲苯属理想物系，可采逐板计算求理论板层数。
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长沙学院课程设计说明书题目苯—甲苯填料精馏塔设计系(部) 生物工程与环境科学系专业(班级) 营养1班姓名曾成都学号2011032133指导教师李晋波起止日期2013/5/20—2013/5/31目录长沙学院 (1)第1章设计流程的确定和说明 (4)1.1设计任务 (4)1.2 设计方案的确定 (5)1.2.1 装置流程的确定 (5)1.2.2 操作压力的选择 (7)1.2.3 加料的方式 (7)1.2.4 进料的方式 (7)1.2.5塔顶冷凝方式 (8)1.2.6回流比的选择 (8)1.2.7加热方式 (8)第2章精馏塔的物料衡算 (9)2.2 产品的摩尔分率、平均摩尔质量及处理量 (9)第3章精馏塔的理论板数和物性参数的计算 (11)3.1 塔顶、塔底、塔釜温度的求算 (11)3.2 理论板数的求取 (12)3.3 塔顶条件下的流量及物性参数 (13)3.4 进料条件下的流量及物性参数 (13)3.5 塔底条件下的流量及物性参数 (14)3.6 提馏段的流量及物性参数 (15)3.7 精馏段的流量及物性参数 (15)第4章精馏塔的塔体尺寸的计算 (16)4.1 填料的选择 (16)4.2 塔径的计算 (17)4.2.1 提馏段塔径的计算 (17)4.2.2精馏段塔径的计算 (17)4.3填料层高度的计算 (18)第5章精馏塔的热量衡算 (19)5.1加热介质和冷却剂的选择 (19)5.2冷凝器的热负荷的计算 (19)5.3 冷却介质消耗量的计算 (20)5.4加热器的热负荷及全塔热量衡算 (20)第6章精馏塔附属设备选型及计算 (22)6.1 冷凝器 (22)6.1.1 冷凝器的选型 (22)6.1.2 传热面积的计算 (22)6.2 加热器 (22)6.2.1 加热器的选型 (22)6.2.2 传热面积的计算 (23)第7章精馏塔附件的选型及计算 (23)7.1塔接管的计算及选择 (23)7.1.1进料管 (23)7.1.2 回流管 (23)7.1.3塔釜出料 (23)7.1.4 塔顶蒸汽接管 (24)7.2 液体分布器的选型 (24)7.2.1 回流也分布器的计算 (24)7.2.2 进料液分布器的计算 (24)7.3 填料及支撑板的选择 (25)7.4塔釜设计 (25)7.5除沫器 (25)第8章结语 (25)8.1致谢 (26)参考文献 (26)第1章设计流程的确定和说明1.1设计任务化工原理课程设计任务书系主任张建社指导老师李晋波学生曾成都一、设计题目：苯-甲苯填料精馏塔设计二、设计条件1.处理量：5200吨/年；2.料液组成（质量分数）：苯含量为68%的常温液体；3.塔顶产品组成(质量分数)：塔顶苯含量不低于（不高于）97%；4..塔底产品组成(质量分数)：塔底苯含量不高于3%5.年工作生产时间：300天三、设计内容1、设计方案的确定：（1）进料状态，自选（2）加热方式，自选（3）热能的利用2、工艺计算: (1)物料衡算；（2）热量衡算；（3）回流比的确定；（4）理论塔板数的确定。
3、填料精馏塔设备设计：填料的选择、填料层压降的计算、液体分布器简要设计、填料层高度的计算、精馏塔接管尺寸的计算、填料支承板的选择、除沫器等4、流体力学的计算及有关水力性质的校核。
5、填料精馏塔的辅助设备的选型6、手工绘制主要设备的设计条件图（A2图纸）7、编写设计说明书。
10Pa）四、厂址：长沙地区（1.01×5五、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔设备的设计条件图，编写设计说明书。
六、设计时间安排2013.5.10-----2013.5.311.2 设计方案的确定在化工生产中，精馏是最常用的单元操作,，是分离均相液体混合物的最有效方法之一，在炼油、化工、石油化工等工业中得到广泛应用。
塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。
随着石油化工的发展，填料塔日益受到人们的重视，填料塔技术有了长足的进步，涌现出不少高效填料与新型塔。
苯和甲苯的分离对于工业生产具有重要的意义填料塔是塔设备的一种。
塔内填充适当高度的填料，以增加两种流体间的接触表面。
结构较简单，检修较方便。
广泛应用于气体吸收、蒸馏、萃取等操作。
据有关资料报道塔设备的资料费用占整个投资的费用的较大比例。
因此，塔设备的设计和研究，受到化工和炼油行业的极大重视。
根据设计任务书，此塔设计为填料精馏塔。
1.2.1 装置流程的确定冷却器设备。
蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。
连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点，适合小规模，多品种或多组分物系的初步分离。
蒸馏装置包括精馏塔, 原料预热塔, 蒸馏釜,冷凝器,釜液器,釜液冷却器和产品蒸馏是通过物料在塔内的多次部分汽化和多次部分冷凝实现分离的，热量自塔釜输入，由冷凝器冷却器中的冷却介质将余人热带走。
在此过程中，热能利用很低，为此，在确定装置流程时应考虑余热的利用。
譬如，用原料做为塔顶产品冷却器的冷却介质，即可将原料预热，有可节余冷却介质。
另外，为保持塔的稳定性，流程中初用泵送入塔原料外也可采用高位槽入料，以免受泵操作波动的影响。
塔顶冷凝装置可采用全凝器，分冷器—全冷器两种不同的设置。
工业上以采用全凝器为主，以便于准却的控制回流比。
塔顶分凝器对上升蒸气有一定的增浓作用，若后继装置使用气态物料，则应用分凝器。
总之，确定流程时要教全面合理的兼顾设备、操作费用、操作控制及安全等因素。
1.2.2 操作压力的选择塔内操作压力的选择不仅牵涉到分离问题，而且与塔顶和塔底温度的选取有关。
根据所处理的物料性质，兼顾技术上的可行性和经济上的合理性来综合考虑，一般有下列原则：一、压力增加可提高塔的处理能力，但会增加塔身的壁厚，导致设备费用增加；压力增加，组分间的相对挥发度降低，回流比或塔高增加，导致操作费用或设备费用增加。
因此如果在常压下操作时，塔顶蒸气可以用普通冷却水进行冷却，一般不采用加压操作。
操作压力大于1.6MPa才能使普通冷却水冷却塔顶蒸气时，应对低压、冷冻剂冷却和高压、冷却水冷却的方案进行比较后，确定适宜的操作方式。
二、考虑利用较高温度的蒸气冷凝热，或可利用较低品位的冷源使蒸气冷凝，且压力提高后不致引起操作上的其他问题和设备费用的增加，可以使用加压操作。
三、真空操作不仅需要增加真空设备的投资和操作费用，而且由于真空下气体体积增大，需要的塔径增加，因此塔设备费用增加。
1.2.3 加料的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，通过控制液位高度，可以得到稳定的流量和流速。
通过重力加料，可以节约一笔动力费用，但由于多了高位槽，建设费用增加；采用泵加料，受泵的影响，流量不太稳定，流速也忽大忽小，从而影响了传质效率，但结构简单、安装方便；本次设计选用高位槽加料。
1.2.4 进料的方式本设计任务为分离苯-甲苯溶液混合物，对于二元混合物的分离应选用连续精馏操作，本设计中的进料方式为泡点回流，也就是将原料液通过加热器加热到泡点后送入精馏塔内，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受春夏秋冬因为进料温度的变化而造成塔的不稳定。
1.2.5塔顶冷凝方式塔顶采用全冷凝器，用水冷凝，塔顶出来的气体温度不高，冷凝后回流液和产品温度不高，无需进一步冷却。
此次分离选用全冷凝器。
1.2.6回流比的选择该物系属于易分离物系，最小回流比也比较小，故使操作回流比取最小回流比的2倍。
最小回流比的选取关系着塔板数的个数，要想达到理想的分离效果，如果回流比越小，塔板数就会越大，从而减少操作成本，但是精馏塔制造的固定成本提高，相反，回流比越大，塔板数就越小，操作成本高但是制造成本低。
1.2.7加热方式加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热，本设计采用间接蒸汽加热，间接加热是通过加热器使釜液产生汽化，上升蒸汽与回流下来的冷液进行传质。
采用间接蒸汽加热可以使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以此可以减少理论板数。
缺点是增加加热装置。
第2章 精馏塔的物料衡算2.1 原料的摩尔分率、平均摩尔质量及处理量苯的摩尔质量 M A =78.11kg/kmol甲苯的摩尔质量 M B =92.13 kg/kmol由已知条件得知，料液组成为68%，从而可求原料的摩尔分率和原料的平均摩尔质量x F =13.92/32.011.78/68.011.78/68.0+=0.715 M F = 0.715⨯78.11+(1-0.715)⨯92.13=82.11kg/kmol又由已知的处理量为5200吨/年，可得原料处理量：F=2430010005200⨯⨯=722.22g/h 即 F==722.22/82.11=8.8kmol/h2.2 产品的摩尔分率、平均摩尔质量及处理量由已知条件，塔顶产品组成为97%，可求塔顶组成的摩尔分率及平均摩尔质量。
x D =13.92/03.011.78/97.011.78/97.0+=0.9744 M D =0.9744⨯ 78.11+（1-0.9744）⨯92.13=78.47kg/kmol塔釜产品为3%，可求塔釜组成的摩尔分率及平均摩尔质量。
x W =13.92/97.011.78/03.011.78/03.0+=0.035 M W =0.035⨯78.11+(1-0.035) ⨯92.13=91.64kg/kmol又已知F=D+WFx F =Dx D +Wx w即8.8=D+W8.8⨯ 0.733=D ⨯ 0.9744+W ⨯0.035联立以上两式 D=6.368kmol/hW=F －D=8.8－6.368=2.432kmol/h物料中塔顶产品的平均相对分子质量：M=78.11× 0.9744+92.13×（1－0.9744）=78.47kg/kmol塔顶产品流量：D=6.368×78.47=498.16kg/h塔釜产品的平均相对分子质量：M=78.11×0.035+92.13×（1－0.035）=2.432kg/kmol塔底流量：W=2.432×91.64=224.06kg/hF=D+W=722.22kg/h物料衡算结果（表2-1）单位进料F 塔顶D 塔釜W 物料流量Kg/h 722.22 498.16 224.06 Kmol/h 8.8 6.368 2.432 组成质量分率68% 97% 3%摩尔分率0.715 0.9744 0.035第3章精馏塔的理论板数和物性参数的计算3.1 塔顶、塔底、塔釜温度的求算由《化工原理课程设计》刘雪暖汤景凝主编查得苯——甲苯的气液平衡数据表4-1常压下苯——甲苯的气液平衡数据温度t ℃液相中苯的摩尔分率x气相中苯的摩尔分率y110.56 0.00 0.00 109.91 1.00 2.50 108.79 3.00 7.11 107.61 5.00 11.2 105.05 10.0 20.8 102.79 15.0 29.4 100.75 20.0 37.298.84 25.0 44.297.13 30.0 50.795.58 35.0 56.694.09 40.0 61.992.69 45.0 66.791.40 50.0 71.390.11 55.0 75.580.80 60.0 79.187.63 65.0 82.586.52 70.0 85.785.44 75.0 88.584.40 80.0 91.283.33 85.0 93.682.25 90.0 95.981.11 95.0 98.080.66 97.0 98.880.21 99.0 99.6180.01 100.0 100.0根据汽液平衡表（x-y-t）利用内插法求以下几个温度a.塔顶温度t LD、t VD3.821003.823.98--=8402.8084--tLD 得t LD = 80.℃ 2.921003.98100--=10811402.80--tVD 得t VD=77.88℃ b 、塔釜温度8.504.20--=108114114--tw 得t W=117.05℃c 、进料温度9.653.739.653.82--=888884--tF 得tF=86.38℃ d 、相对挥发度αt=108℃时，α1=)1()1(Y x x y --=)128.01(058.0)058.01(128.0-⨯-⨯=2.38 t=84℃时 α2=)1()1(Y x x y --=)922.01(823.0)823.01(922.0-⨯-⨯=2.54 3.2 理论板数的求取由于本次设计的相对挥发度是变化的，所以不能用简捷法求得，应用图解法。