化工原理课程设计 苯-甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计(苯-甲苯精馏塔设计)
课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯分离过程板式精馏塔设计二、课题条件（原始数据）一、设计方案的选定原料：苯、甲苯年处理量：55000t原料组成（甲苯的质量分率）：、0.65料液初温： 30℃操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：饱和液体进料塔顶产品浓度：98.5%塔底釜液含甲苯量不低于97%（质量分率）塔顶采用全凝器，泡点回流塔釜：饱和蒸汽间接/直接加热塔板形式：筛板生产时间：330天/年，每天24h运行冷却水温度：20℃～35℃设备形式：筛板塔厂址：武汉地区三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸等根据目录列出大标题即可）1设计方案的选定2精馏塔的物料衡算3塔板数的确定4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度、比热、导热系数）5精馏塔塔体工艺尺寸的计算6塔板主要工艺尺寸的计算7塔板的流体力学验算8塔板负荷性能图（精馏段）9换热器设计10馏塔接管尺寸计算11制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸）12绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件）（手绘，A1图纸）13撰写课程设计说明书一份设计说明书的基本内容⑴课程设计任务书⑵课程设计成绩评定表⑶中英文摘要⑷目录⑸设计计算与说明⑹设计结果汇总⑺小结⑻参考文献14 有关物性数据可查相关手册15 注意事项●写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源●每项设计结束后列出计算结果明细表●设计最终需装订成册上交四、进度计划（列出完成项目设计内容、绘图等具体起始日期）1.设计动员，下达设计任务书0.5天2.收集资料，阅读教材，拟定设计进度1-2天3.初步确定设计方案及设计计算内容5-6天4.绘制总装置图2-3天5.整理设计资料，撰写设计说明书2天6.设计小结及答辩1天指导教师（签名）：年月日学科部（教研室）主任（签名）：年月日说明：1．学生进行课程设计前，指导教师应事先填好此任务书，并正式打印、签名，经学科部（教研室）主任审核签字后，正式发给学生。
化工原理课程设计苯甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计苯甲苯精馏塔设计化工原理是化学工程专业的基本课程之一，涵盖了化学反应、传热传质、流体力学等方面的知识。
在课程设计中，学生需要通过理论知识和实验操作来模拟化工生产过程，掌握正确的生产方法和流程。
本篇文档将重点介绍一种化工原理课程设计，即苯甲苯精馏塔设计。
1. 实验背景苯甲苯精馏塔是一种用于分离苯甲腾、苯和甲苯的设备，广泛应用于化工、医药、石油等领域。
这种设备可以通过调节进出口流量、塔板数等参数来实现不同组分的分离和纯化。
其中，精馏塔的设计是非常重要的，它直接影响到设备的性能和效率。
2. 实验目的本次课程设计的主要目的是让学生通过理论分析和实验操作，了解苯甲苯精馏塔的设计原理、计算方法和优化手段，进而掌握化工生产过程的基本技能。
3. 实验内容实验内容主要分为以下几个方面：（1）整体流程设计。
学生需要综合考虑工艺流程、设备选择和流量控制等因素，确定苯甲苯精馏塔的基本参数和结构设计。
（2）塔板设计。
学生需要针对不同组分的物理性质和传热特性，选择合适的塔板类型和数量，制定塔板布置图。
（3）塔底设计。
学生需要考虑热交换、温度调节、泵送和排放等问题，设计合适的塔底结构和管路连接。
（4）操作优化。
学生需要通过模拟操作和实验验证，寻找最佳的操作条件，比如塔板数、进出口流量、温度控制等。
4. 实验流程本次课程设计的具体流程如下：（1）定义苯甲苯精馏塔的物理和化学性质。
（2）确定生产需求和工艺流程。
（3）选择合适的设备和材料。
（4）估算物料特性参数和传热、传质性能。
（5）计算理论塔板数和进出口流量。
（6）制定塔板布置图和塔底结构。
（7）模拟实验和调整操作参数。
（8）完成实验报告和总结，总结设计经验和教训。
5. 实验要求本次课程设计要求学生具备一定的化工原理知识和操作技能，可以独立完成实验流程和报告撰写。
具体要求如下：（1）熟悉苯甲苯精馏塔的物理和化学性质。
（2）掌握塔板设计和布置的基本原理。
（3）理解热力学和传热传质的基本概念。
[理学]化工原理课程设计_苯——甲苯
![[理学]化工原理课程设计_苯——甲苯](https://img.taocdn.com/s3/m/781659783b3567ec102d8a84.png)
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-甲苯精馏塔设计
资料前言化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。
塔设备一般分为阶跃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。
筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于10.5%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。
本次课程设计为年处理含苯质量分数36%的苯-甲苯混合液4万吨的筛板精馏塔设计，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。
在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。
节省能源，综合利用余热。
经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。
另一方面影响到所需传热面积的大小。
即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。
目录第一章绪论 (1)1.1 精馏条件的确定 (1)1.1.1 精馏的加热方式 (1)1.1.2 精馏的进料状态 (1)1.1.3 精馏的操作压力 (1)1.2 确定设计方案 (1)1.2.1 工艺和操作的要求 (2)1.2.2 满足经济上的要求 (2)1.2.3 保证安全生产 (2)第二章设计计算 (3)2.1 设计方案的确定 (3)2.2 精馏塔的物料衡算 (3)2.2.1 原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (3)2.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3)2.2.3 物料衡算 (3)2.3 塔板计算 (4)2.3.1 理论板数NT的求取 (4)2.3.2 全塔效率的计算 (6)2.3.3 求实际板数 (7)2.3.4 有效塔高的计算 (7)2.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)2.4.1 操作压力的计算 (8)2.4.2 操作温度的计算 (8)2.4.3 平均摩尔质量的计算 (8)2.4.4 平均密度的计算 (10)2.4.5 液体平均表面张力的计算 (11)2.4.6 液体平均黏度的计算 (12)2.4.7 气液负荷计算 (13)2.5 塔径的计算 (13)2.6 塔板主要工艺尺寸的计算 (15)2.6.1 溢流装置计算 (15)2.6.2 塔板布置 (18)2.7 筛板的流体力学验算塔板压降 (19)2.7.1 精馏段筛板的流体力学验算塔板压降 (19)2.7.2 提馏段筛板的流体力学验算塔板压降 (21)2.8 塔板负荷性能图 (23)2.81 精馏段塔板负荷性能图 (23)2.82 提馏段塔板负荷性能图 (26)第三章设计结果一览表 (30)第四章板式塔结构 (31)4.1 塔顶空间 (31)4.2 塔底空间 (31)4.3 人孔 (31)4.4 塔高 (31)第五章致谢 (34)参考文献 (35)第一章绪论1.1 精馏条件的确定本精馏方案适用于工业生产中苯-甲苯溶液二元物系中进行苯的提纯。
苯—甲苯精馏塔设计化工原理课程设计书.doc
化工原理课程设计书苯—甲苯精馏塔设计目录（一）化工原理设计任务书 (3)（二）概述 (4)一、精馏基本原理 (5)二、设计方案的确定 (5)（三）塔工艺计算 (6)一、精馏塔物料衡算 (6)二、塔板数确定 (8)三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)四、精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (15)五、塔板主要工艺尺寸计算 (17)六、筛板的流体力学验算 (19)七、塔板负荷性能图 (23)八、设计结果一览表 (29)（四）辅助设备的设定 (30)（五）设计评述心得 (32)（六）参考书目及附表 (33)（一）化工原理设计任务书一、设计名称：苯-甲苯精馏塔设计二、设计条件：在常压连续精馏塔中精馏分离含苯35% （质量 %，下同）的苯 - 甲苯混合液，要求塔顶流出液中苯的回收率为97% ，塔底釜残液中含苯不高于2% 。
处理量：17500 t/a，料液组成（苯质量分数）： 35% ，塔顶产品组成（质量分数）： 97% ，塔顶易挥发组分回收率：99% ，每年实际生产时间：300 天三、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，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、基础数据或其他操作条件所需数据自己查阅资料或根据资料确定五、设计说明书内容1目录2概述（设计方案的确定和流程说明、精馏基本原理等）3.塔的物料恒算、塔板数的确定、塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4.塔和塔板的主要工艺尺寸的设计：（1 ）塔体工艺尺寸的计算；（2 ）塔板主要工艺尺寸的计算；（3 ）塔板的流体力学验算；（4 ）塔板负荷性能图。
5.设计结果概要或设计一览表6.辅助设备的选型——对再沸器进行设计，对预热器进行选型7.参考文献8.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
（二）概述一、精馏基本原理精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。
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书
苯—甲苯精馏塔设计_化工原理课程设计书化工原理课程设计书苯—甲苯精馏塔设计目录（一）化工原理设计任务书 (3)（二）概述 (4)一、精馏基本原理 (4)二、设计方案的确定 (4)（三）塔工艺计算 (5)一、精馏塔物料衡算 (5)二、塔板数确定 (5)三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)四、精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (11)五、塔板主要工艺尺寸计算 (12)六、筛板的流体力学验算 (14)七、塔板负荷性能图 (17)八、设计结果一览表 (23)（四）辅助设备的设定 (24)（五）设计评述心得 (25)（六）参考书目及附表 (25)（一）化工原理设计任务书一、设计名称：苯-甲苯精馏塔设计二、设计条件：在常压连续精馏塔中精馏分离含苯35%（质量%，下同）的苯-甲苯混合液，要求塔顶流出液中苯的回收率为97%，塔底釜残液中含苯不高于2%。
处理量：17500 t/a，料液组成（苯质量分数）：35%，塔顶产品组成（质量分数）：97%，塔顶易挥发组分回收率：99%，每年实际生产时间：300天三、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，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、基础数据或其他操作条件所需数据自己查阅资料或根据资料确定五、设计说明书内容1 目录2 概述（设计方案的确定和流程说明、精馏基本原理等）3.塔的物料恒算、塔板数的确定、塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4.塔和塔板的主要工艺尺寸的设计：（1）塔体工艺尺寸的计算；（2）塔板主要工艺尺寸的计算；（3）塔板的流体力学验算；（4）塔板负荷性能图。
5.设计结果概要或设计一览表6.辅助设备的选型——对再沸器进行设计，对预热器进行选型7.参考文献8.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
（二）概述一、精馏基本原理精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续筛板式精馏塔的设计
0.0045
0.458
0.472
0.489
0.503
由上表数据可作出漏液线1
3.6.2 液沫夹带线
以 为限,求出 关系如下:
由
精馏段:
,
整理得:
在操作范围内,任取几个 值,依上式计算出 值
表2-4
0.0006
0.0015
0.0030
0.0045
2.457
2.362
2.24
2.138
提馏段:
提馏段:
板上不设进口堰，
故在本设计中不会发生液泛现象
3.6.1
由
,
得
精馏段:
=
在操作线范围内,任取几个 值,依上式计算出
表2-2
0.0006
0.0015
0.0030
0.0045
0.564
0.579
0.598
0.613
提馏段:
=4.870
操作线范围内,任取几个 值,依上式计算出
表2-3
0.0006
0.0015
对于进料： =93.52℃
得：
又
精馏段平均相对挥发度：
提馏段平均相对挥发度：
由液体平均粘度公式： 可求得不同温度下苯和甲苯的粘度
对于苯(A)，其中 ， 即：
当 ℃时，
当 ℃时，
对于甲苯(B)，其中 ， 即：
当 ℃时，
当 ℃时
又精馏段的液相组成：
提馏段的液相组成：
精馏段平均液相粘度：
提馏段的平均液相粘度:
塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。
化工原理课设精馏塔设计-苯和甲苯
前言塔设备的工作原理是通过内部结构使气液两相或液液之间充分接触，实现质量传递和热量传递。
它是一种重要的单元操作设备，在石油化工、炼油、医药及环境保护等工业部门应用广泛。
蒸馏装置包括精馏塔，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。
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，工业生产中以连续蒸馏为主。
间歇蒸馏具有操作灵活、适应性强等优点，适合于小规模、多品种或多种组分物系的初步分离。
本设计主要内容，主要是工艺设计部分，塔板的类型和选择、操作压力的选择、精馏塔的物料衡算、确定塔高、塔径、理论塔板数、全塔效率、塔顶及塔底产品的预分配、溢流装置的设计、塔板流体力学验算、气相通过筛板塔的压强降等。
本次设计的题目是苯——甲苯连续精馏塔的工艺设计，选用筛板式塔。
此塔具有生产能力较大、操作弹性大、液面落差也较小、压力降小、结构简单、造价低等特点，发展前途广泛，主要应用于石油、化工、轻工、医药及环境保护等领域。
目录第1章设计方案的论证 (1)1.1 装置流程的确定 (1)1.2操作压力的选择 (1)1.3进料状况和加热方式的选择 (1)1.4回流比的选择 (2)1.5塔板的类型和选择 (2)第2章精馏塔设计任务书 (2)2.1.设计题目 (2)2.2.工艺条件 (2)2.3.设计内容 (3)2.4.设计结果总汇 (3)2.5.参考文献 (3)第3章设计计算 (4)3.1.精馏流程的确定 (4)3.2塔的物料衡算 (4)3.2.1 进料液及塔顶塔底产品的摩尔分数 (4)3.2.2 平均摩尔质量 (4)3.2.3 物料衡算 (4)3.3塔板数的确定 (5)的求法 (5)3.3.1 理论板NT3.3.2 全塔效率 (7)3.4塔工艺条件及物性数据计算 (7)3.4.1精馏段操作压力 (7)3.4.2操作温度 (8)3.4.3平均摩尔质量计算 (9)3.4.4 平均密度计算 (9)3.4.5 液体平均表面张力........................... 错误！未定义书签。
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。
化工原理课程设计(苯～甲苯混合物常压精馏塔设计)
化工原理课程设计——苯～甲苯混合物常压精馏塔设计目录一．标题页 (1)二．目录 (2)三．设计任务书 (3)四．概述 (4)五．设计条件 (7)六．设计过程精馏装置流程及说明 (8)物料衡算 (10)理论板数计算 (10)实际板数计算 (12)物性参数的求取 (12)塔和塔板主要工艺计算 (14)塔板校核 (16)负荷性能图 (18)七．辅助设备及选型 (20)八．设计结果总汇 (24)九．个人评述 (25)十．参考文献 (26)十一．主要符号说明 (27)十二附图：塔板结构图、温度组成图、塔板布置图、塔板作图法图、筛板负荷性能图 (29)设计任务一．设计题目：分离二元体系混合物常压精馏（筛板）塔的工艺计算与设计——苯生产过程精馏塔设计二．设计要求：1．生产能力：年产量D= 30 吨（每年生产日自定）2．原料：进料浓度wF = 70 (质量)%3．产品：塔顶浓度wD= 92 (质量) %塔底浓度wW= 5 (质量) %4．生产条件：原料在泡点下进料5．其它参数可自选三．设计过程包含的内容1．标题页2．目录3．设计任务书4．概述（包括课程介绍、相关专业知识、设计方案等）5．确定精馏装置流程（流程图及相关说明）6．工艺参数的确定（温度、压力、回流比、相对挥发度等）7．基础数据的查取及估算（工艺过程的物料衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板数等。
）8．主要设备的工艺尺寸计算（板间距，塔径，塔高，溢流装置，塔盘布置）9．辅助设备的计算及选型10．绘制精馏流程图、塔板布置图、塔结构示意图、筛板负荷性能图等。
11．设计结果总汇12．个人评述13．主要符号说明14．参考文献四．设计图要求◆在绘图纸上手绘精馏流程图、塔板布置图、塔结构示意图、溶液的相图(温度组成图)、塔板作图法图、筛板负荷性能图◆主视图（设备的主要结构形状及主要零部件间的装配连接关系）◆标明尺寸（表示设备的总体大小规格装配安装等尺寸）◆标明单位、主要参数、图名等概述一．课程设计的目的化工原理课程设计是培养学生综合运用化工原理及先修课程的基本知识进行化工工艺设计的能力，使学生掌握化工设计的基本程序和方法，得到一次化工设计的基本训练，并应着重培养学生以下几方面的能力●查阅技术资料选用公式和搜集数据的能力。
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。
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。
2019苯—甲苯精馏塔设计化工原理课程设计55465898.doc
苯—甲苯精馏塔设计_化工原理课程设计书化工原理课程设计书苯—甲苯精馏塔设计目录（一）化工原理设计任务书 (3)（二）概述 (4)一、精馏基本原理 (4)二、设计方案的确定 (4)（三）塔工艺计算 (5)一、精馏塔物料衡算 (5)二、塔板数确定 (5)三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)四、精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (11)五、塔板主要工艺尺寸计算 (12)六、筛板的流体力学验算 (14)七、塔板负荷性能图 (17)八、设计结果一览表 (23)（四）辅助设备的设定 (24)（五）设计评述心得 (25)（六）参考书目及附表 (25)（一）化工原理设计任务书一、设计名称：苯-甲苯精馏塔设计二、设计条件：在常压连续精馏塔中精馏分离含苯35%（质量%，下同）的苯-甲苯混合液，要求塔顶流出液中苯的回收率为97%，塔底釜残液中含苯不高于2%。
处理量：17500 t/a，料液组成（苯质量分数）：35%，塔顶产品组成（质量分数）：97%，塔顶易挥发组分回收率：99%，每年实际生产时间：300天三、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，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、基础数据或其他操作条件所需数据自己查阅资料或根据资料确定五、设计说明书内容1 目录2 概述（设计方案的确定和流程说明、精馏基本原理等）3.塔的物料恒算、塔板数的确定、塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4.塔和塔板的主要工艺尺寸的设计：（1）塔体工艺尺寸的计算；（2）塔板主要工艺尺寸的计算；（3）塔板的流体力学验算；（4）塔板负荷性能图。
5.设计结果概要或设计一览表6.辅助设备的选型——对再沸器进行设计，对预热器进行选型7.参考文献8.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
（二）概述一、精馏基本原理精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。
化工原理课程设计苯-甲苯精馏塔年处理量3万吨,苯含量40%
化工原理课程设计苯-甲苯精馏塔年处理量3万吨,苯含量40%
根据你提供的信息，我可以帮你设计苯-甲苯精馏塔的年处理量为3万吨，并且苯的含量为40%。
首先，让我们计算一下苯-甲苯混合物中苯和甲苯的质量。
苯的质量 = 年处理量 ×苯的含量 = 3万吨 × 40% = 1.2万吨
甲苯的质量 = 年处理量 × (1 - 苯的含量) = 3万吨 × (1 - 40%) = 1.8万吨
接下来，我们需要确定苯-甲苯混合物的精馏塔的设计参数和操作条件。
1. 确定塔的功能：苯-甲苯精馏塔用于分离和回收苯和甲苯。
分离的原理基于两种组分在不同温度下的沸点差异。
2. 确定塔的操作压力：选择操作压力以确保苯和甲苯在合适的温度范围内分离。
常用的操作压力为大气压或略高于大气压。
3. 确定塔的控制温度：苯的沸点为80.1℃，甲苯的沸点为139℃。
选择控制温度以确保苯和甲苯的汽液平衡，一般选择在苯的沸点以下的温度进行操作。
4. 确定塔的塔板数：塔的塔板数取决于所需的分馏效果，通常采用试验和模拟计算，以满足设计需求。
5. 确定塔的进料位置和回流比：进料位置应选择在塔的合适位
置，以确保良好的塔内质量传递。
回流比则是塔的操作变量之一，可以通过试验和模拟计算确定。
6. 确定塔的冷却方式：塔顶汽液分离后，可以通过冷凝和凝结的方式将顶部的汽相冷却并回流到塔内。
7. 确定塔的产品收集和处理方式：苯和甲苯分别收集并储存，可以通过加工和提纯的方式进一步处理。
以上是基本的设计参数和操作条件，具体的设计还需要更加详细和细致的讨论和计算。
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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： 08级化学工程与工艺姓名：孙可（0804040118）指导老师：陈明燕2011年7 月目录一序言 (3)二板式精馏塔设计任务书五 (4)三设计计算 (5)1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5)1.2 精馏塔的物料衡算 (7)1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)1.6 筛板的流体力学验算 (20)1.7 塔板负荷性能图 (23)四设计结果一览表 (29)五板式塔得结构与附属设备 (30)5.1附件的计算 (30)5.1.1接管 (30)5.1.2冷凝器 (32)5.1.3 再沸器 (32)5.2 板式塔结构 (33)六参考书目 (35)七设计心得体会 (35)八附录 (37)一序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和有关先修课程（《物理化学》，《化工制图》等）所学知识，完成一个单元设备设计为主的一次性实践教学，是理论联系实际的桥梁，在整个教学中起着培养学生能力的重要作用。
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业中得到广泛应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易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，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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，需设计一板式塔将其分离。
二板式精馏塔设计任务书五一、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＝75％(质量)，其余为甲苯。
(2)塔顶产品中苯含量不得低于98％(质量)。
(3)残液中苯含量不得高于8.5％(质量)。
(4)生产能力：90000 t/y苯产品，年开工310天。
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(5)辅助设备选型与计算(6)绘制塔设备结构图：采用绘图纸徒手绘制五、时间及地点安排(1)时间：2011.6.20～2011.7.3(第18周～第19周)(2)地点：明德楼A318（1）教室六、参考书目[1]谭天恩•化工原理(第二版)下册•北京：化学工业出版社，1998[2]何潮洪,冯霄•化工原理•北京：科学出版社，2001[3]柴诚敬,刘国维•化工原理课程设计•天津：天津科学技术出版社，1994[4]贾绍义,柴敬诚•化工原理课程设计•天津：天津大学出版社，2002三设计计算1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集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1.8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。
其中由于蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，热效率比较低，但塔顶冷凝器放出的热量很多，但其能量品位较低，不能直接用于塔釜的热源，在本次设计中设计把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一，充分利用了能量。
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。
筛板塔也是传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。
下图是板式塔的简略图：项目 分子式 分子量M 沸点（℃） 临界温度t C（℃） 临界压强P C （kPa ） 苯A C 6H 6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯BC 6H 5—CH 3 92.13 110.6 318.57 4107.7温度C 080.1 85 90 95 100 105 110.6 0A P ,kPa101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.0B P ，kPa40.046.054.063.374.386.0表3 常温下苯—甲苯气液平衡数据（[2]：例1—1附表2）温度C 080.1 85 90 95 100 105 液相中苯的摩尔分率 1.0000.7800.5810.4120.258 0.130 汽相中苯的摩尔分率1.000 0.900 0.777 0.6300.4560.262 表4 纯组分的表面张力([1]：附录图7)温度 80 90 100 110 120 苯，mN/m 甲苯，Mn/m21.2 21.720 20.618.8 19.517.5 18.416.2 17.3表5 组分的液相密度([1]：382P附录图8)温度(℃) 80 90 100 110 120 苯,kg/3m814 805 791 778 763 甲苯,kg/3m809 801 791 780 768表6 液体粘度µL （[1]：365P）温度(℃) 80 90 100 110 120 苯（mPa.s）0.308 0.279 0.255 0.233 0.215甲苯（mPa.s）0.311 0.286 0.264 0.254 0.228表7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 0.00109.91 1.00 2.50108.79 3.00 7.11107.61 5.00 11.2105.05 10.0 20.8102.79 15.0 29.4100.75 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 1.2 精馏塔的物料衡算(1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量 kmol kg M B /13.92=780.013.92/25.011.78/75.011.78/75.0x F =+=983.013.92/02.011.78/98.011.78/98.0x D =+=099.013.92/915.011.78/085.011.78/085.0x W =+=（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 )/(kg 0.2813.192)780.01(11.78780.0kmol M F =⨯-+⨯= )/(kg 078.43.192)983.01(11.78983.0kmol M D =⨯-+⨯= )/90.73(kg 3.192)099.01(11.78099.0kmol M W =⨯-+⨯=（3）物料衡算 原料处理量)/(1049.12431020.81900000002h kmol F ⨯=⨯⨯= 总物料衡算 21094.1W D ⨯=+ 苯物料衡算 W D F 099.0983.0780.0+= 联立解得kmol/h 101.19D 2⨯= kmol/h 100.30W 2⨯=式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量3 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。
①求最小回流比及操作回流比。
采用恩特伍德方程求最小回流比。
⎪⎩⎪⎨⎧∑∑+=Θ--=Θ-1)(1)(,,m i mi D i i i F i R a x a q a x a解得，最小回流比73.0=m R取操作回流比为31.18.1==m R R②求精馏塔的气、液相负荷)/(89.15511931.1h kmol RD L =⨯== )kmol/h (9.8274119)11.31()1(=⨯+=+=D R V)/(89.27411931.2)1()1('h kmol F q D R V =⨯=--+= (泡点进料：q=1) )/(89.304149111931.1'h kmol qF RD L =⨯+⨯=+=③求操作线方程 精馏段操作线方程为426.0567.0111+=+++=+n D n n x R xx R R y提馏段操作线方程为011.0109.1'''1-=+=+n W n n x V Wx x V L y（2）逐板法求理论板又根据min (1)1[]11d D F fx x R x x α-=-α-- 可解得 α=2.47 相平衡方程 2.4751(1)1 1.475x xy x xαα==+-+解得 x x y 47.1147.2+=变形得y y x 47.147.2-= 用精馏段操作线和相平衡方程进行逐板计算1D y x = = 0.983 ， 1111111(1) 2.475(1)y y x y y y y ==+α-+-=0.959970.0426.0567.012=+=x y ，959.047.147.22=-=y yx953.0426.0567.023=+=x y ，891.047.147.233=-=y yx931.0426.0567.034=+=x y ，845.047.147.244=-=y yx905.0426.0567.045=+=x y ，795.047.147.255=-=y yx 877.0426.0567.056=+=x y ，742.047.147.266=-=y yx因为,780.0742.06=<=F x x故精馏段理论板 n=5，用提留段操作线和相平衡方程继续逐板计算811.0426.0567.067=+=x y ，635.047.147.277=-=y yx 693.0426.0567.078=+=x y ，478.047.147.288=-=y yx 519.0426.0567.089=+=x y ，304.047.147.299=-=y yx 326.0426.0567.0910=+=x y ，164.047.147.21010=-=y yx171.0426.0567.01011=+=x y ，077.047.147.21111=-=y yx因为，099.0077.011=<=W x x所以提留段理论板 n=5（不包括塔釜） （3）全塔效率的计算查温度组成图得到，塔顶温度TD=80.94℃，塔釜温度TW=105℃，全塔平均温度Tm =92.97℃。