苯与甲苯精馏塔课程设计
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。
苯甲苯精馏塔的课程设计说明书
《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。
3、设备型式：筛板塔三、设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。
摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。
2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。
3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。
4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。
本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。
关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................... 1 1 文献综述 .................................................................... 3 1.1概述 ....................................................................... 3 1.2方案的确定及基础数据 ....................................................... 3 2 塔物料衡算 .................................................................. 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................... 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ....................................... 6 2.3物料衡算 ................................................................... 6 3 塔板数的确定 ................................................................ 6 3.1理论板层数T N 的求取 ........................................................ 6 3.2求精馏塔气液相负荷 ......................................................... 7 3.3操作线方程 ................................................................. 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ..................................................... 8 3.5全塔效率T E 估算 (8)3.6际板数 ..................................................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ......................................... 9 4.1操作压力计算 ............................................................... 9 4.2安托尼方程计算 ............................................................ 10 4.3平均摩尔质量计算 .......................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................. 11 4.5液体平均表面力计算 ........................................................ 12 4.6液体平均粘度计算 .......................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 .................................................... 15 塔径的计算 .................................................................... 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 16 6.1溢流装置计算 .. (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管pd (32)10.4回流管Rd (32)10.5再沸返塔蒸汽管v11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。
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。
苯和甲苯精馏塔课程设计
苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言在化工工艺中，精馏是一种常用的方法，用于将混合物中的不同组分分离。
在本课程设计中，我们将研究苯（C6H6）和甲苯（C7H8）的精馏过程。
苯和甲苯都是重要的化工原料，在许多工业领域有广泛的应用。
本文将从以下几个方面对苯和甲苯精馏塔进行课程设计：1.塔板设计2.塔顶和塔底的操作条件3.塔的热力设计4.塔的操作优化二、塔板设计苯和甲苯的分离需要高效的塔板设计。
塔板是精馏塔中的一个关键部件，用于增加气液接触面积，实现组分的分离。
在塔板设计中，需要考虑以下几个因素：1.塔板间距：塔板间距的选择应考虑到塔内液相流动的良好性，通常为0.5-1.0米。
2.塔板孔径：塔板孔径的选择需要满足固液分离要求，并尽可能减小液体在孔中的停留时间。
通常为2-5毫米。
3.塔板孔位：塔板孔位的布置应使液体能均匀地流过塔板，并实现气液混合。
常见的孔位布置有正交孔位和方孔位。
4.塔板活性高度：塔板活性高度的选择应满足组分分离的要求，并考虑到不同塔板间液位的变化。
三、塔顶和塔底的操作条件在塔顶和塔底的操作条件设计中，我们需要确定适当的温度和压力，以便实现苯和甲苯的分离。
1.塔顶：在塔顶，通过降低温度和增加压力，可以将甲苯从苯中分离出来。
一般情况下，塔顶的温度应低于塔底的温度，以保证甲苯的净蒸发。
同时，通过适当的塔顶压力调节，可以控制甲苯的回流比例。
2.塔底：在塔底，苯和甲苯的混合物会进行分馏。
通过增加温度和降低压力，可以将苯从甲苯中分离出来。
塔底的温度应高于塔顶的温度，以保证苯的净蒸发。
同时，通过适当的塔底压力调节，可以控制苯的回流比例。
四、塔的热力设计塔的热力设计是保证苯和甲苯精馏效果的关键。
在热力设计中，需要考虑以下几个方面：1.热稳定性：苯和甲苯在精馏塔中的热稳定性要求较高，避免产生不稳定的产物，影响产品质量。
2.能量平衡：通过热交换器对塔内液体和气体进行能量平衡，提高塔的热效率。
3.冷却方式：选择合适的冷却方式，如水冷却或气冷却，以控制塔顶和塔底的温度。
苯甲苯精馏塔的设计课程设计
苯甲苯精馏塔的设计课程设计《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。
3、设备型式：筛板塔三、设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。
摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。
2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。
3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。
4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。
本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。
关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 (1)1 文献综述 (3)1.1概述 (3)1.2方案的确定及基础数据 (3)2 塔物料衡算 (5)2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (5)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (6)2.3物料衡算 (6)3 塔板数的确定 (6)3.1理论板层数TN 的求取 (6)3.2求精馏塔气液相负荷 (7)3.3操作线方程 (8)3.4逐板计算法求理论板层数 ............................................................................................................ 8 3.5全塔效率T E 估算 . (8)3.6求实际板数 (9)4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)4.1操作压力计算 (9)4.2安托尼方程计算 (10)4.3平均摩尔质量计算 (10)4.4平均密度计算 (11)4.5液体平均表面张力计算 (12)4.6液体平均粘度计算 (13)4.7气液负荷计算 (14)5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 (15)塔径的计算 (15)6 塔板主要工艺尺寸的计算 (16)6.1溢流装置计算 (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管p10.4回流管R d (32)10.5再沸返塔蒸汽管v d (32)11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。
苯和甲苯精馏塔课程设计
苯和甲苯精馏塔课程设计简介本文旨在介绍苯和甲苯精馏塔的设计方案。
苯和甲苯是工业上重要的有机化学物质，它们的精馏分离是工业上的常见操作。
本文将介绍苯和甲苯的物性参数、塔设计流程以及模拟计算过程。
物性参数苯的密度为 1.045g/cm³，沸点为80.1℃，甲苯的密度为0.867g/cm³，沸点为139.1℃。
对于本设计，需要知道苯和甲苯的汽液平衡常数和相对挥发度。
汽液平衡常数是指在一定温度下，液相和气相中物质浓度的比例关系，它是塔设计的关键参数。
相对挥发度则是指两种组分在液相中的蒸气压比值，是计算汽液平衡常数的必要参数。
塔设计流程苯和甲苯的精馏分离可以采用塔式设备，它是一种常见的分离设备。
塔设计的流程分为以下几个步骤：1. 确定进料组成和塔顶组成。
这是塔设计的基础，进料组成和塔顶组成决定了塔的操作条件和输出产品的质量。
2. 估算塔的理论板数。
理论板数是指在理想状态下，需要多少个塔板才能完成分离。
估算理论板数是塔设计的关键步骤，它涉及物性参数和操作条件。
3. 选择填料类型和填料高度。
填料是塔内部的一种结构，它能够增加液相和气相之间的接触面积，从而增加精馏效率。
填料的选择和高度决定了塔的性能。
4. 确定塔的尺寸。
塔的尺寸包括直径、高度和塔板间距等参数。
这些参数是根据填料类型、操作条件和理论板数等因素来确定的。
5. 进行塔的模拟计算。
模拟计算是为了验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
模拟计算苯和甲苯的精馏塔设计需要进行模拟计算，以验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
在计算机程序中，可以采用化工流程模拟软件来进行塔设计。
这些软件可以模拟塔的运行过程，包括传热、传质和反应等过程。
通过这些软件，可以得到塔的操作条件和输出结果。
在实验中，可以采用塔的模型进行实验。
塔的模型是一种缩小的实验装置，它可以模拟塔的运行过程。
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。
苯和甲苯精馏塔课程设计
苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言苯和甲苯是两种常见的有机化合物，在工业生产中广泛应用。
为了提高产率和纯度，需要进行精馏分离。
本文将介绍苯和甲苯精馏塔的设计过程。
二、设计目标1. 提高产率：通过精馏分离，提高苯和甲苯的产率；2. 提高纯度：使得分离后的苯和甲苯纯度达到要求。
三、设计流程1. 确定塔型：选择板式塔或填料塔；2. 确定操作压力：根据组成和沸点差确定操作压力；3. 确定板数或填料高度：根据理论计算确定板数或填料高度；4. 确定进料位置：在塔的上部或下部进料；5. 确定回流比：根据经验确定回流比；6. 确定冷凝器类型：选择直接冷凝器或间接冷凝器。
四、详细设计过程1. 塔型选择根据实际情况，我们选择了板式塔。
板式塔结构简单，易于维护，适用于小规模生产。
2. 操作压力确定根据苯和甲苯的沸点差，我们确定了操作压力为1 atm。
3. 板数或填料高度确定根据理论计算，我们确定了塔的板数为10个。
每个板的高度为0.5 m。
4. 进料位置确定我们选择在塔的下部进料，以便更好地控制进料速度和分离效果。
5. 回流比确定根据经验，我们选择回流比为2:1。
6. 冷凝器类型选择考虑到成本和维护难度，我们选择了直接冷凝器。
五、设计结果通过以上设计过程，我们得到了苯和甲苯精馏塔的具体参数：1. 塔型：板式塔；2. 操作压力：1 atm；3. 板数：10个；4. 进料位置：下部进料；5. 回流比：2:1；6. 冷凝器类型：直接冷凝器。
六、结论通过本次课程设计，我们成功地设计出了苯和甲苯精馏塔，并得到了具体的参数。
在实际生产中，需要根据实际情况进行调整和优化。
苯-甲苯板式精馏塔的课程设计
目录板式精馏塔设计任务书 (3)设计题目： (3)二、设计任务及操作条件 (3)三、设计内容： (3)一．概述 (5)1.1 精馏塔简介 (5)1.2 苯-甲苯混合物简介 (5)1.3 设计依据 (5)1.4 技术来源 (6)1.5 设计任务和要求 (6)二．设计方案选择 (6)2.1 塔形的选择 (6)2.2 操作条件的选择 (6)2．2.1 操作压力 (6)2.2.2 进料状态 (6)2.2.3 加热方式的选择 (7)三．计算过程 (7)3.1 相关工艺的计算 (7)3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7)3.1.2 物料衡算 (8)3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8)3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9)3.1.5逐板法求理论塔板数 (10)3.1.6 全塔效率的估算 (11)3.1.7 实际板数的求取 (13)3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13)3.2.1 精馏塔的物性计算 (13)3.2.2 塔径的计算 (15)3.2.3 精馏塔高度的计算 (17)3.3 塔板结构尺寸的计算 (18)3.3.1 溢流装置计算 (18)3.3.2塔板布置 (19)3.4 筛板的流体力学验算 (21)3.4.1 塔板压降 (21)3.4.2液面落差 (22)3.4.3液沫夹带 (22)3.4.4漏液 (22)3.4.5 液泛 (23)3.5 塔板负荷性能图 (23)3.5.1漏夜线 (23)3.5.2 液泛夹带线 (24)3.5.3 液相负荷下限线 (25)3.5.4 液相负荷上限线 (25)3.5.5 液泛线 (26)3.6 各接管尺寸的确定 (29)3.6.1 进料管 (29)3.6.2 釜残液出料管 (29)3.6.3 回流液管 (30)3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30)四．符号说明 (30)五．总结和设计评述 (31)板式精馏塔设计任务书设计题目：苯―甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量） 5万吨／年操作周期 7200 小时／年进料组成 50％（质量分率，下同）塔顶产品组成 99％塔底产品组成 2%2、操作条件操作压力常压进料热状态泡点进料冷却水 20℃加热蒸汽 0.2MPa3、设备型式筛板塔4、厂址安徽省合肥市三、设计内容：1、概述2、设计方案的选择及流程说明3、塔板数的计算(板式塔)( 1 ) 物料衡算;( 2 ) 平衡数据和物料数据的计算或查阅;( 3 ) 回流比的选择;( 4 ) 理论板数和实际板数的计算;4、主要设备工艺尺寸设计( 1 ) 塔内气液负荷的计算;( 2 ) 塔径的计算;( 3 ) 塔板结构图设计和计算；( 4 )流体力学校核；( 5 )塔板负荷性能计算；( 6 )塔接管尺寸计算；( 7 )总塔高、总压降及接管尺寸的确定。
苯-甲苯精馏塔的设计课程设计
《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。
3、设备型式：筛板塔三、设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。
摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。
2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。
3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。
4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。
本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。
关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................................................................................................... 1 1 文献综述 .............................................................................................................................................. 3 1.1概述 ................................................................................................................................................ 3 1.2方案的确定及基础数据 ................................................................................................................ 3 2 塔物料衡算 .......................................................................................................................................... 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................................................................ 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ................................................................................ 6 2.3物料衡算 ........................................................................................................................................ 6 3 塔板数的确定 ...................................................................................................................................... 7 3.1理论板层数T N 的求取 .................................................................................................................. 7 3.2求精馏塔气液相负荷 .................................................................................................................... 8 3.3操作线方程 .................................................................................................................................... 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ............................................................................................................ 8 3.5全塔效率T E 估算 (9)3.6求实际板数 .................................................................................................................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 .................................................................................... 10 4.1操作压力计算 .............................................................................................................................. 10 4.2安托尼方程计算 .......................................................................................................................... 10 4.3平均摩尔质量计算 ...................................................................................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................................................................................. 11 4.5液体平均表面张力计算 .............................................................................................................. 13 4.6液体平均粘度计算 ...................................................................................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................................................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 ............................................................................................................ 15 塔径的计算 ........................................................................................................................................ 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ................................................................................................................ 16 6.1溢流装置计算 (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (23)8.1精馏段： (23)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管p10.4回流管R d (32)10.5再沸返塔蒸汽管v d (32)11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔内分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。
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。
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。
苯-甲苯精馏塔课程设计
吉林化工学院化工原理课程设计化工原理课程设计任务书1.设计题目苯-甲苯二元筛板精馏塔设计2.设计条件在常压下连续筛板精馏塔中精馏分离苯-甲苯混合液。
要求进料组成X D=0.42，塔顶组成X F=0.985，塔底组成X W=0.015.已知参数：苯-甲苯混合液处理量80kmol/h,进料热状况q=0.97.塔顶压强 1atm（绝压）。
单板压降小于0.7KPa.回流比R=（1.1~2.0R min）。
3.设计任务：（1）完成该精馏塔的工艺设计，包括辅助设备及进出口管路的计算和选型；（2）画出带控制点工艺流程图、x-y相平衡图、塔板负荷性能图、塔板布置图、精馏塔工艺条件图；（3）写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
指导教师：庄志军设计时间：2012年11月22日-2010年12月16日专业：化学工程与工艺班级：化工1003班姓名：任云霞学号：10110307吉林化工学院化工原理课程设计题目筛板精馏塔分离苯--甲苯工艺设计教学院化工与材料工程学院专业班级化工1003班学生姓名学生学号 ********指导教师庄志军2012年12月06日目录摘要.............................................................................................................................. - 1 -第1章绪论........................................................................................................................... - 2 -第2章精馏流程确定 ............................................................................................................. - 3 -第3章精馏塔的设计计算....................................................................................................... - 4 -3.1物料衡算.................................................................................................................. - 4 -3.2塔板数的确定........................................................................................................... - 5 -3.2.1相对挥发度α的求解 ........................................................................................ - 5 -3.2.2确定最小回流比Rmin和回流比 ........................................................................ - 6 -3.2.3精馏段、q线、提馏段方程求解........................................................................ - 6 -3.2.4逐板计算法求解NT ......................................................................................... - 7 -3.2.5全塔效率ET.................................................................................................... - 8 -3.2.6实际塔板数 .................................................................................................... - 9 -3.3工艺条件的计算........................................................................................................ - 9 -3.3.1操作压强Pm................................................................................................... - 9 -3.3.2温度∆tm...................................................................................................... - 10 -3.4物性数据计算......................................................................................................... - 10 -3.4.1平均相对分子质量Mm................................................................................... - 10 -3.4.2平均密度ρm................................................................................................. - 11 -3.4.3液体表面张力σm.......................................................................................... - 13 -3.4.4液体粘度μLm............................................................................................... - 15 -3.5塔的气液负荷计算 .................................................................................................. - 16 -3.6塔和塔板主要工艺尺寸计算 ..................................................................................... - 16 -3.6.1塔径D.......................................................................................................... - 16 -3.6.2溢流装置...................................................................................................... - 18 -3.6.3塔板布置...................................................................................................... - 19 -3.6.4筛孔数n与开孔率φ...................................................................................... - 20 -3.6.5塔的有效高度Z............................................................................................. - 21 -3.7.1塔板压降验算............................................................................................... - 21 -3.7.2雾沫夹带量ev的验算..................................................................................... - 22 -3.7.3漏液的验算 .................................................................................................. - 22 -3.7.4液泛验算...................................................................................................... - 23 -3.8塔板负荷性能图...................................................................................................... - 24 -3.8.1雾沫夹带线（1） .......................................................................................... - 24 -3.8.2液泛线......................................................................................................... - 26 -3.8.3液相负荷性能图............................................................................................ - 28 -3.8.5液相负荷下限线............................................................................................ - 29 -3.8.6操作弹性...................................................................................................... - 30 -第4章塔的热量衡算 ........................................................................................................... - 32 -4.1加热介质的选择...................................................................................................... - 32 -4.2冷却剂的选择......................................................................................................... - 32 -4.3比热容及汽化潜热的计算......................................................................................... - 32 -4.3.1塔顶温度tD下的比热容.................................................................................. - 32 -4.3.2进料温度tF下的比热容 .................................................................................. - 32 -4.3.3塔底温度tW下的比热容................................................................................. - 33 -4.3.4塔顶温度tD下的汽化潜热 .............................................................................. - 33 -4.4热量衡算................................................................................................................ - 33 -4.4.10℃时塔顶上升的热量QV的求解 ...................................................................... - 33 -4.4.2回流热的热量QR........................................................................................... - 34 -4.4.3塔顶馏出液的热量QD.................................................................................... - 34 -4.4.4进料的热量QF .............................................................................................. - 34 -4.4.5塔底残液的热量QW ...................................................................................... - 34 -4.4.6冷凝器消耗的热量QC .................................................................................... - 34 -4.4.7再沸器提供的热量QB.................................................................................... - 35 -第5章塔总体高度计算........................................................................................................ - 35 -5.2塔顶空间................................................................................................................ - 36 -5.3塔底空间................................................................................................................ - 36 -5.4人孔...................................................................................................................... - 36 -5.5进料处板间距......................................................................................................... - 36 -5.6裙座...................................................................................................................... - 36 -第6章塔的附属设备计算..................................................................................................... - 37 -6.1塔的接管................................................................................................................ - 37 -6.1.1进料管......................................................................................................... - 37 -6.1.2回流管......................................................................................................... - 38 -6.1.3塔底出料管 .................................................................................................. - 38 -6.1.4塔顶蒸汽出料管............................................................................................ - 38 -6.1.5塔底蒸汽出气管............................................................................................ - 39 -6.2换热器的选择......................................................................................................... - 39 -6.2.1冷凝器的选择............................................................................................... - 39 -6.2.2再沸器的选择............................................................................................... - 40 -6.3进料泵的选择......................................................................................................... - 40 -第7章结果汇总表............................................................................................................... - 42 -主要符号说明 ..................................................................................................................... - 44 -参考文献............................................................................................................................ - 47 -结束语......................................................................................................................... - 48 -摘要根据化工原理课程设计任务书的要求对苯-甲苯二元筛板精馏塔的主要工艺流程进行设计，并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图，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。
苯_甲苯的分离过程连续板式精馏塔设计书
苯-甲苯的分离过程连续板式精馏塔设计书第一章绪论1.1 精馏塔设计任务常压操作的连续板式精馏塔分离苯-甲苯混合物，间接蒸汽加热，生产时间为300/年，每天24小时，生产能力为18万吨/年，原料组成为0.46，塔顶组成为0.98，塔底组成为0.02 [1]。
1.1.1 操作条件塔顶压力：常压冷却水入塔温度：25℃冷却水出塔温度：45℃回流比：2.268单板压降：0.7KPa水蒸汽加热温度：120～160℃设备形式：筛板浮阀塔厂址：地区1.2 精馏与筛板塔简介在工业生产中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离等等，特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。
蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。
按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。
按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏。
此外，按操作是否连续分为连续蒸馏和间歇蒸馏。
工业生产中的蒸馏多为多组分精馏，本设计着重讨论常压下的双组分精馏，即苯-甲苯体系。
在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收，解吸，精馏，萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。
塔设备就是使气液两相通过紧密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。
塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。
前者代表是板式塔，后者代表则为填料塔。
筛板塔在十九世纪初已应用于工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。
五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。
筛板塔板简称筛板，结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。
根据孔径的大小，分为小孔径筛板（孔径为3-8mm）和大孔径筛板（孔径为10-25mm）两类。
工业应用以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合（如分离粘度大、易结焦的物系）。
筛板的优点足结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。
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。
苯-甲苯精馏塔课程设计
课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合体系分离过程设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯年处理量：108000t原料组成（甲苯的质量分率）：0.5塔顶产品组成：%99>D x塔底产品组成：%2<W x2、操作条件操作压力：常压进料热状态：泡点进料冷却水：20加热蒸汽：0.2MPa塔顶为全凝器，中间泡点进料，连续精馏3、设备型式：筛板塔三、设计内容1、概述2、设计方案的选择及流程说明3、塔板的计算（板式塔）4、主要设备工艺尺寸设计板式塔：（1）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定5、辅助设备选型与计算（泵、塔顶冷凝器和塔釜再沸器）6、设计结果汇总7、工艺流程图设计内容摘要：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﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。
本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。
在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计内容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。
关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图一、简介塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。
填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。
工业上对塔设备的主要要求是：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。
此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。
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《化工原理课程设计》报告年处理5.4万吨苯-甲苯精馏装置设计学院：化学化工学院班级：应用化学101班姓名：董煌杰学号：10114308（14）指导教师：陈建辉完成日期：2013年1月17日序言化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必修的三大环节之一，起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。
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。
目录一、化工原理课程设计任书 (1)二、设计计算 (3)1）设计方案的选定及基础数据的搜集 (3)2) 精馏塔的物料衡算 (7)3) 塔板数的确定 (9)4) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15)5) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21)6) 塔板主要工艺尺寸的计算 (23)7) 塔板负荷性能图 (27)三、个人总结 (36)四、参考书目 (37)一、化工原理课程设计任务书1）板式精馏塔设计任务书1、设计题目：设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔2）设计任务及操作条件2、设计任务：物料处理量：5.4万吨／年进料组成：35％苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯≥95％塔底产品组成苯≤6%3、操作条件平均操作压力：101.3 kPa平均操作温度：93.7℃回流比：3.141单板压降：0.9kPa4、工时：300天/年24小时运行3）设计方法和步骤1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。
对选定的工艺流程，主要设备的形式进行简要的论述。
2、主要设备工艺尺寸设计计算（1）收集基础数据（2）工艺流程的选择（3）做全塔的物料衡算（4）确定操作条件（5）确定回流比（6）理论板数与实际板数（7）塔径计算及板间距确定（8）堰及降液管的设计（9）塔板布置及筛板塔的主要结构参数（10）塔板的负荷性能图（12）塔盘结构（13）塔高3、设计结果汇总4、设计评述4）参考资料⑴《化工原理课程设计》，贾绍义，柴诚敬主编，天津大学出版社，2002.8⑵《化工原理》下册，天津大学华工学院柴诚敬主编，高等教育出版社，2006.1⑶《化工原理课程设计》，大连理工大学化工原理教研室编，大连理工大学出版社，1994.7⑷《化工原理》第二版下册，天津大学化工学院柴诚敬主编，高等教育出版社，2010.6⑸《化工单元过程及设备课程设计》，匡国柱，史启才主编，化学工业出版社，2001.10⑹《传递过程与单元操作》下册，陈维杻主编，浙江大学出版社，1994.8⑺《化工原理课程设计指导》，任晓光主编，化学工业出版社，2009.1二、设计计算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2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。
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2-1：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 甲苯BC 6H 6 C 6H 5—CH 378.11 92.1380.1 110.6288.5 318.576833.4 4107.7温度C 080.1 85 90 95 100 105 110.6 0A P ,kPa 0B P ，kPa101.33 40.0116.9 46.0135.5 54.0155.7 63.3179.2 74.3204.2 86.0240.0温度C 080.1 85 90 95 100 105 110.6 液相中苯的摩尔分率 汽相中苯的摩尔分率1.000 1.0000.780 0.9000.581 0.7770.412 0.6300.258 0.4560.130 0.2620 0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温度(℃) 80 90 100 110 120 苯,kg/3m 甲苯,kg/3m814 809805 801791 791778 780763 768表2-6 液体粘度µ温度(℃) 80 90 100 110 120 苯（mP a .s ）甲苯（mP a .s ） 0.3080.3110.279 0.2860.255 0.2640.233 0.2540.215 0.228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 37.2 98.84 25.0 44.2 97.13 30.0 50.7 95.58 35.0 56.6 94.09 40.0 61.9 92.69 45.0 66.7 91.40 50.0 71.3 90.11 55.0 75.5 80.80 60.0 79.1 87.63 65.0 82.5 86.52 70.0 85.7 85.44 75.0 88.5 84.40 80.0 91.2 83.33 85.0 93.6 82.25 90.0 95.9 81.11 95.0 98.0 80.66 97.0 98.8 80.21 99.0 99.61 80.01 100.0 100.02) 精馏塔的物料衡算（1）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率进料液苯的质量分数 =35%F ω 塔顶液苯的质量分数 =95%D ω 塔底液苯的质量分数 =6%W ω 苯的摩尔质量 =78.11/M kg mol 苯 甲苯的摩尔质量 =92.13/M kg mol 甲苯()()F F F //1-/F M x M M ωωω=+苯苯甲苯 ()()0.35/78.110.3880.35/78.111-0.35/92.13F x ==+()()//1-/D D D D M x M M ωωω=+苯苯甲苯 ()()0.95/78.110.9570.95/78.111-0.95/92.13D x ==+()()//1-/W W W W M x M M ωωω=+苯苯甲苯 ()()0.06/78.110.0700.06/78.111-0.06/92.13W x ==+（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量(1)F F F M x M x M =⨯+-⨯苯甲苯0.38878.11(10.388)92.1386.68F M kg kmol =⨯+-⨯= (1)D D D M x M x M =⨯+-⨯苯甲苯0.95778.11(10.957)92.1378.71D M kg kmol =⨯+-⨯= (1)W W W M x M x M =⨯+-⨯苯甲苯0.07078.11(10.070)92.1391.15W M kg kmol =⨯+-⨯=（3）物料衡算年处理量：5.4万吨原料处理量,5400000086.5286.687200n F q kmol h ==⨯ 总物料衡算 ,,,n F n D n W q q q =+苯物料衡算,,,n F F n D D n W W q x q x q x ⨯=⨯+⨯联立（即采出率,,/()/()n D n F F W D W q q x x x x =--）解得： ,31.05/n D q kmol h = ,55.47/n W q kmol h =式中 ,n F q ------原料液流量,n D q ------塔顶产品量,n W q ------塔底产品量3) 塔板数的确定（1） 理论板层数T N 的求取苯一甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。
①由手册查得苯一甲苯物系的气液平衡数据，绘出-x y 图，见下图 01020304050607080901000102030405060708090100图2-2苯一甲苯物系的气液平衡图②求最小回流比及操作回流比。
采用作图法求最小回流比。
液体为泡点进料，所以1q =。
在上图中对角线上，自点0.388,0.388（）作垂线，即为进料线(q 线)，该线与平衡线的交点坐标为0.388q x = 0.608q y =故最小回流比为min 0.9570.608 1.5880.6080.388qq D q x y R y x --===-- 取操作回流比为min 22 1.588=3.175R R ==⨯③求精馏塔的气、液相负荷,, 3.17531.0598.59n L n D q R q =⨯=⨯=kmol h,,(1)(3.1751)31.05129.64n V n D q R q kmol h =+⨯=+⨯=,',129.64/n V n V q q kmol h == （由于泡点进料）,',, 3.17531.05186.52185.11/n L n D n F q R q q q kmol h =⨯+⨯=⨯+⨯=④求操作线方程精馏段操作线方程为1 3.1750.9570.7600.22911 3.1751 3.1751D n n n n x R y x x x R R +=+=+=⨯+++++ 提馏段操作线方程为 ,',1,',185.1155.470.070 1.4280.030'129.64129.64n L n W m m w m m n V n q q y x x x x q q v +=-=-⨯=-根据两操作线方程可以做如下图： 01020304050607080901000102030405060708090100图2-3作图法求理论塔板数由上图可知精馏段为6块板，提馏段为4块板。