最新分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理课程设计
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。
课程设计--精馏塔分离苯-甲苯混合物
课程设计--精馏塔分离苯-甲苯混合物目录摘要 (II)Abstract (III)引言 (1)第一章概述 (1)1.1精馏塔设计任务 (2)1.2精馏塔设计方案的选定 (2)第二章精馏塔设计计算 (3)2.1精馏塔物料衡算 (3)2.2塔板的确定 (4)2.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (5)2.4精馏塔的塔体工艺尺度计算 (10)第三章塔附属设备选型及计算 (29)3.1接管 (29)3.2塔体总高度 (30)3.3辅助设备 (32)第四章设计结果汇总 (35)设计小结与体会 (37)符号说明 (38)参考文献 (40)摘要化工生产中所处理的物料，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较纯净或几乎纯态的物质。
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作, 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。
本设计任务为精馏塔分离苯-甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，采用连续精馏过程。
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器冷凝，冷凝液在泡点温度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，所以在设计中把操作回流比取最小回流比的1.7倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
本设计说明书以通过物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核等一系列工作来设计一个具有可行性的合理的筛板塔以及相关辅助设备的计算。
绘制了精馏塔装配图，精馏工艺流程图。
关键词：筛板塔；苯；甲苯AbstractIn the chemical production processes the material, the intermediary product, the primary product, nearly is the mixture which is composed of certain components, moreover majority is the homogeneous phase material, in the production to satisfy the storage, the transportation, the processing and the use need, often needs these mixture separation for pure or nearly the pure state material.Separation of distillation is the most commonly used liquid mixture of a unit operation, using liquid mixture of all the different points of the volatile, volatile components from liquid to gas transfer, difficult volatile components from gas to liquid transfer. Mixture of raw materials to achieve the various components of the separation process is at the same time heat and mass transfer process.The design task is to separate the benzene - toluene mixture using the distillation tower. For the separation of binary mixtures, we can use a continuous distillation process. In the design, we feed the raw material in the bubble point ,using preheater where the liquid can be heated up to the bubble point and then give it away to the distillation tower. Up top of the tower ,there is a total condenser which can condense the steam. Part of the condensed steam return to the tower in the bubble point, and the rest product is sent to the tank through the total condenser. It is so easy to isolate material system using this system. the minimum return is relatively small, so we take the minimum reflux ratio of 1.7 times of the operating reflux ratio in our design. Tower reacter is heated with indirect steam and the tower bottom product is sent to storage tanks after cooling.The design specification through the material balance, energy balance, technology, structural design and verification and a series of work to design a reasonable possibility of the sieve tower that should use the relation selective evaporation flow，and drawing assemble diagram of distillation tower and PID of distillation.Keywords：Distillation；Sieve tower；Benzene引言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。
化工原理课程设计_苯-甲苯筛板精馏塔分离
化⼯原理课程设计_苯-甲苯筛板精馏塔分离化⼯原理课程设计苯■甲苯连续精馏筛板塔的设计⽬录板式精馏塔设计任务书五设计计算 1.1设计⽅案的选定及基础数据的搜集 1.2精馏塔的物料衡算3.1.3精馏塔的⼯艺条件及有关物性数据的计算1.4精馏塔的塔体⼯艺尺⼨计算1.5塔板主要⼯艺尺⼨的计算1.6筛板的流体⼒学验算1.7塔板负荷性能图设计结果⼀览表板式塔得结构与附属设备5.1附件的计算5.1.1接管5.1.2冷凝器5.1.3再沸器5.2板式塔结构参考书⽬设计⼼得体会121718 21 243031 31 313334 34 36 36 .5.⼋附录38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，使⼆板式精馏塔设计任务书、设计题⽬苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。
、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)。
⑷⽣产能⼒：90000 t/y 苯产品，年开⼯三、操作条件四、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(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) ⑵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,[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，2002310 天。
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。
分离苯_甲苯混合液的筛板精馏塔
化工原理课程设计任务书设计题目:分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔在一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4000kg/h，组成为0.41(苯的质量分率)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.01。
设计条件如下：表3-18试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。
3.5.2 设计计算1 设计方案的确定本设计任务为分离苯一甲苯混合物。
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。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
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（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量（3）物料衡算原料处理量总物料衡算 46.61＝D＋W苯物料衡算 46.61×0.45＝0.966D＋0.012 W联立解得 D＝21.40 kmol／hW=25.21kmol／h3 塔板数的确定（1）理论板层数N T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，见图3-22。
②求最小回流比及操作回流比。
采用作图法求最小回流比。
在图3-19中对角线上，自点e（0.45，0.45）作垂线ef即为进料线(q线)，该线与平衡线的交点坐标为y q＝0.667 xq＝0.450故最小回流比为取操作回流比为③求精馏塔的气、液相负荷图3-22 图解法求理论板层数④求操作线方程精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为⑤图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，如图3-22所示。
求解结果为总理论板层数N T＝12．5（包括再沸器）进料板位置N F＝6（2）实际板层数的求取精馏段实际板层数5/0.52＝9.6≈10,提馏段实际板层数 6.5/0.52=12.5≈134 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算以精馏段为例进行计算。
板式塔课程设计苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计
板式塔课程设计任务书一、课程名称苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计二、设计条件年处理量：年处理量：4160041600吨/年 料液浓度：料液浓度：45.0% 45.0% （苯的质量分数，下同）（苯的质量分数，下同） 塔顶产品浓度：塔顶产品浓度：96.64% 96.64% 塔底釜液组成：塔底釜液组成：1.58 % 1.58 %每年实际生产天数：每年实际生产天数：330330天 （每天24小时运行）小时运行） 精馏塔塔顶压强：精馏塔塔顶压强：4 kPa 4 kPa （表压）（表压）（表压） 料液初温：料液初温：35 35 ℃ 冷却水温：冷却水温：30 30℃ 饱和水蒸气压力：饱和水蒸气压力：2.5 kgf/cm 2.5 kgf/cm 22（表压）（表压）设备形式：筛板（浮阀）塔设备形式：筛板（浮阀）塔 进料热状况：泡点进料进料热状况：泡点进料 回流比：自选回流比：自选单板压降：≤单板压降：≤ 0.7 kPa 0.7 kPa 全塔效率：全塔效率：E E T= 54.2 % 产 址：海南地区址：海南地区三、设计内容：1、精馏塔的物料衡算；、精馏塔的物料衡算；2、塔板数的确定；、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；、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；、精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5、塔板主要工艺尺寸的计算；、塔板主要工艺尺寸的计算；6、塔板的流体力学验算；、塔板的流体力学验算；7、塔板负荷性能图；、塔板负荷性能图； 四、设计基础数据其他物性数据查有关手册其他物性数据查有关手册（1） 苯和甲苯的物理性质苯和甲苯的物理性质 表1 项目项目 分子式分子式 分子量分子量//℃ 沸点沸点//℃ 临界温度t c/℃ 临界压强Pc/kPa 苯 C 6H 6 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯甲苯 C 7H 8 92.13 110.6 318.57 4107.7（2）饱和蒸汽压：苯和甲苯的饱和蒸汽压可由Antoine 方程式求算。
课程设计苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计
目录摘要 (1)引言. (2)1 绪论 (2)设计背景 (2)设计方案 (2)选塔依据 (3)2 精馏塔的工艺设计 (7)全塔工艺设计计算 (7)产品浓度的计算和进料组成确信 (7)平均相对挥发度的计算 (8)最小回流比和适宜回流比的选定 (8)物料衡算 (8)精馏段和提馏段操作线 (9)图解法确信理论板数 (9)全塔效率 (10)实际塔板数及实际加料位置 (10)3.塔的工艺条件及物性数据计算 (10)操作压强 P (10)操作温度 T (10)塔内各段气、液两相组分的平均分子量 (12)精馏段和提馏段各组分的密度 (12)液体表面张力的计算 (13)液体粘度 (14).7气液负荷计算 (14)塔和塔板的要紧工艺尺寸的计算 (15)塔径 D (15)液流形式、降液管及溢流装置等尺寸的确信 (17)筛孔数 n 及开孔率φ (20)塔有效高度Z (21)筛板塔的流体力学校核算 (21)板压降的校核 (21)的校核 (22)液沫夹带量eV溢流液泛条件的校核 (23)液体在降液管内停留时刻的校核 (24)漏液点的校核 (24)塔板负荷性能图 (25)3.4.1 液相负荷下限线 (25)3.4.2 液相负荷上限线 (25)漏液线（气相负荷下限线） (26)3.4.4 过量液沫夹带线（气相负荷上限线） (27)3.溢流液泛线 (28)3.4.6 塔气液负荷性能图 (30)4．5 设计结果汇总 (32)终止语... (34)参考文献 (35)要紧符号说明 (36)附录 (38)摘要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效组分的目的，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份汽化和部份冷凝达到轻重组分分离的方式。
精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
为此，把握气液相平稳关系，熟悉各类塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离进程中的各类参数是超级重要的。
塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。
化工原理课程设计_苯甲苯筛板精馏塔分离
化工原理课程设计_苯甲苯筛板精馏塔分离化工原理课程设计——苯甲苯筛板精馏塔分离化工原理课程是化工专业基础课程之一，是培养化工工程师基本能力必不可少的课程。
课程设计是学生对所学知识的应用与创新，是理论与实践结合的重要环节。
本文主要介绍苯甲苯筛板精馏塔分离的课程设计。
一、课程设计背景苯甲苯是一种常见的有机化合物，用途广泛，但在生产过程中，由于它们在密度、沸点等性质上十分相似，所以在分离方面较为困难。
而苯甲苯的分离特别重要，因为它们分别是重要的化工原料和溶剂。
化工生产中普遍采用塔分离技术。
为了更好地、更高效地分离苯甲苯混合物，需要选择特定的精馏塔进行分离。
二、课程设计目标该课程设计旨在让学生了解筛板塔精馏的基本原理，掌握苯甲苯的分离技术和设备选择，加强实践能力，提高学生的实验技能和科研能力，从而更好地服务于实际生产。
三、课程设计内容1. 预实验通过文献查询，学生需要了解苯、甲苯等有机化合物的物化性质，包括密度、沸点、溶解度等。
在此基础上，先进行预实验，确定适宜的精馏塔和操作条件参数。
2.实验设计通过分析苯甲苯混合物的物理化学性质及性能，设计出筛板塔精馏分离的实验操作步骤，包括塔底物、顶料流量的确定，进塔温度、塔压力、回流比、输出速度等参数的确定，并根据实验结果进行分析。
3.实验操作将苯甲苯混合物注入到塔中，通过不断调整操作参数，掌握精馏过程中的控制精度，达到有效分离苯甲苯混合物的效果。
在实验中注意操作安全，例如防止静电产生等。
4.数据分析根据实验的数据结果，进行数据处理，比较不同条件下的精馏效果，分析影响分离效果的原因，总结经验，确定最佳的操作条件和筛板塔精馏分离的效果。
四、课程设计意义通过苯甲苯筛板精馏塔分离的课程设计，学生将会从理论和实践两个方面得到提升，这对他们在今后的工作和生活中将带来很大的帮助。
一方面，学生将学会如何准确地分析有机化合物的物理化学性质，更好地掌握塔分离的基本原理，为今后进一步研究有机化学分离提供参考；另一方面，学生将学习如何利用实验手段进行数据处理，提升实验技能，增强实践能力，从而更好地服务于实际生产。
化工原理课程设计任务书苯-甲苯板式精馏塔的设计
化工原理课程设计任务书苯-甲苯混合液筛板（浮阀）精馏塔设计2021年6月16日苯-甲苯混合液筛板（浮阀）精馏塔设计一.设计概述塔设备是化工、炼油生产中国最重要的设备之一。
塔设备的设计和研究已经受到化工行业的极大重视。
在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。
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以采用恒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-甲苯混合液筛板精馏塔的设计，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。
二.原始数据1.年处理量：50000吨2.料液初温：35℃3.料液浓度：45%（苯质量分率）4.塔顶产品浓度：98%（苯质量分率）5.塔底釜液含甲苯量不低于：98%（以质量计）6.每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修）7.精馏塔塔顶压强：4kkk（表压）8.冷却水温度：30℃9.饱和水蒸气压力：2.5kkk/kk2（表压）10.设备类型：筛板（浮阀）塔三.基础数据1.组分的液相密度（见表-1）温度/℃80859095100105110115苯814.24 808.68 803.08 797.44 791.75 786.01 780.21 774.36甲苯809.80 804.87 799.90 794.90 789.85 784.76 779.63 774.45表-1烃类化合物实测k值多，也有系统的关联工作，最好的关联成果发表在k−k手册中，方程是：k=k+kk+kk2+kk3+kk4关联系数通过查找《化工物性简明手册》得知，k的单位是kk/k3，k的单位是k。
化工原理课程设计----分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计
化工原理课程设计----分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计化工原理课程设计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，1999 PERRY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···········································1.1.2 进料状态···········································1.1.3加热方式············································1.1.4冷却剂与出口温度···································1.1.5回流比的选择·······································1.2设备的选择1.2.1塔设备的选择······································· 1.2.2再沸器，冷凝器等附属设备的安排·····················1.3流程的确定1.3.1物料的储和输送·····································1.3.2 参数的检测和调控··································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 (xF , xD, xW, F)·························2.1.2全塔总物料衡算······································2.1.3操作温度·············································2.1.4使进料达到泡点，预热原料液所需热·····················2.1.5 相对挥发度( )········································2.1.6最小回流比(Rmin)·······································2.1.7精馏塔的气、液相负荷及操作线方程······················2.2 塔板数的确定2.2.1理论塔板数············································ 2.2.2实际塔板数············································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·········································· 2.3.2 平均密度·············································· 2.3.3 液相平均表面张力······································ 2.3.4 液相平均黏度··········································2.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算2.4.1 塔径的计算·············································· 2.4.2 精馏塔有效高度计算····································2.5 塔板主要工艺尺寸的计算2.5.1 溢流装置计算············································ 2.5.2 塔板布置及浮阀数目与排列································2.6 塔板流体力学验算2.6.1 气相通过浮阀塔板的压降·································· 2.6.2 淹塔···················································· 2.6.3 雾沫夹带···············································2.7 塔板负荷性能图2.7.1 雾沫夹带线···············································2.7.2液泛线···················································· 2.7.3 液相负荷上限线··········································· 2.7.4 漏液线·················································· 2.7.5 液相负荷下线限···········································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·········································· 3.1.2 原料液加热到泡点所需热量································· 3.1.3 塔釜加热所需热量·········································3.2 塔顶冷凝器3.2.1 物性参数················································· 3.2.2 传热面积················································· 3.2.3 工艺尺寸结构·············································3.3进料预热器3.3.1 设计方案的确定··········································· 3.3.2 物性数据················································ 3.3.3 传热面积估算············································· 3.3.4 工艺尺寸结构·············································3.4 塔底再沸器3.4.1设计方案的确定············································ 3.4.2 物性数据················································· 3.4.3 传热面积的估算············································ 3.4.4 工艺尺寸结构··············································3.5 接管与法兰3.5.1 塔顶蒸汽出口管径········································· 3.5.2 回流液管径················································ 3.5.3 进料管直径················································ 3.5.4 釜液排出管径···············································3.6 筒体与封头3.6.1 筒体······················································· 3.6.2 封头·······················································3.7 人孔第一章方案选定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-甲苯二元混合物分离操作的精馏塔设计
专业课程设计题目：苯—甲苯二元混合物分离操作的精馏塔设计姓名：学号：班级：指导教师：完成日期：一、化工原理课程设计任务书 (3)、设计名称 (3)、设计要求 (3)、设计任务 (3)、设计说明书的内容 (4)、设计进度 (4)、设计图要求 (4)二、文献综述 (4)三、实验方案的确定 (6)、操作条件的确定 (6)操作压力 (7)进料状态 (7)加热方式 (7)确定设计方案的原则 (7)满足工艺和操作的要求 (8)满足经济上的要求 (8)四、塔体计算 (9)设计方案的确定 (9)4.2 精馏塔的物料衡算 (9)原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率 (9)4.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9)物料衡算 (9)五、塔板计算 (10)5.1 塔板数的确定 (10)N的求取 (10)理论板数T实际板数的求取 (11)5.2 精馏段的计算 (12)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)精馏段气液负荷计算 (14)5.2.3.塔板主要工艺尺寸的计算 (15).筛板的流体力学验算 (18)5.2.5.精馏段塔板负荷性能图 (20)5.2.6.精馏段筛板塔设计计算结果汇总 (23)六、塔附件设计 (25)6.1 附件的计算 (25)接管 (25)6.1.2.筒体与封头 (28)6.2 附属设备计算 (28)6.2.1 泵的计算及选型 (28)冷凝器 (29)6.2.3 再沸器 (30)七、设计小结 (31)八、参考文献 (32)一、化工原理课程设计任务书、设计名称苯－甲苯二元混合物分离操作的精馏塔设计1.2、设计要求在一常压操作的连续精馏塔内分离苯－甲苯混合物。
已知原料液的处理量为（4.0 ）万吨／年（生产时间300天／年，每天24小时运行），原料中含苯（40% ）（质量分数，下同），要求塔顶馏出液中苯含量为（96% ），塔底釜液中苯含量为（1% ）。
已知参数：原料液温度为20℃，泡点进料，塔顶压强为4kPa（表压），单板压降不大于0.7kPa，全塔效率为52％，塔板型式采用浮阀塔，苏州地区建厂。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分离苯甲苯混合液的筛板精馏塔化工原理课程设计设计题目：分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔学院：化学化工学院专业班级：工艺104设计者：冀东瑛（1004500446）指导老师：葛元元设计时间：2013年7月12日-16日仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢54前言不知不觉大三最后一个学期即将结束。
经过三年的学习，我们已经系统掌握了关于化工专业各方面的基础知识及专业知识；其中包括有机、无机、分析、物理化学四大化学、CAD机械工程绘图、化工仪表、化工设备基础、化工热力学、化工原理等课程。
可以说知识越学越系统，越来越接近实际工程应用。
如今，在老师的指导下，我们进行了关于化工原理的课程设计。
本次设计的目的是为了把我们大学里所学过的理论知识连串起来，并将它们运用到实际应用中，加深对知识的理解及应用能力。
本次设计的任务是设计用于分离苯-甲苯混合液的筛板式精馏塔。
设计过程中，我们认真分析研究，考虑到实际生产中的经济效益问题及绿色环保问题，经过大量的工艺计算及理论确定，最终选用了筛板式精馏塔，并于常压下用直接蒸汽加热法进行分离操作；设计出了一套比较接近实际的精馏塔装置。
在设计过程中，由于我们所掌握的知识比较有限，且时间比较紧迫，所以设计方案及方法难免有些缺陷，在此我们恳请老师给予理解及指导，以使我们更早更快掌握解决实际工程问题的捷径！仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢54目录第一章设计任务 (4)1.1.2 设计条件 (4)1.1.3 设计任务 (5)1.2 设计方案的确定 (6)1.2.1 选择塔型 (6)1.2.2 精馏方式 (6)1.2.3 操作压力 (6)1.2.4 加热方式 (6)1.2.5 工艺流程 (7)第二章筛板式精馏塔的工艺设计 (8)2.1 精馏塔的工艺计算 (8)2.1.1 苯和甲苯的汽液平衡组成 (8)2.1.2.精馏塔的物料衡算 (9)2.2回流比及理论塔板的确定 (9)2.3板效率及实际塔板数的确定 (12)2.4操作方程的确定 (12)2.5 精馏段物性数据计算 (13)2.5.1.定性组成 (15)2.5.2.平均分子量 (16)2.5.3.平均密度 (16)2.5.4. 精馏段液体表面张力 (17)2.5.5. 液体平均粘度 (17)2.5.6. 气液体积流率的计算 (18)2.6 提留段物性数据计算 (18)2.6.1.定性组成 (18)2.6.2.平均分子量 (18)2.6.3.平均密度 (19)2.6.4.提馏段液体表面张力 (20)2.6.5.液体平均粘度 (20)2.6.6. 气液体积流率的计算 (21)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (21)3.1 塔板横截面的布置计算 (21)仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢543.1.1精馏段 (21)3.2 塔板负荷性能图 (26)3.2.1 过量液沫夹带线 (26)3.2.2溢流液泛线 (27)3.2.3液相下限线 (28)3.2.4漏液线（气相负荷下限线） (28)3.2.5液相下限线 (29)3.2.6操作线 (29)3.3提馏段 (30)3.2.1过量液沫夹带线 (35)3.2.2溢流液泛线 (36)3.2.3液相上限线 (37)3.2.4漏液线（气相负荷下限线） (37)3.2.5液相下限线 (38)3.2.6操作线 (38)第四章精馏塔的附属设备及选型 (39)4.1．辅助设备 (39)4.2．辅助设备的选型 (39)4.2.1塔顶冷凝器的选型 (39)4.2.2塔底冷却器的选择 (41)4.2.3再沸器的选型 (42)4.3管路计算 (43)4.3.1塔顶蒸气管路 (43)4.3.2塔顶冷凝水管路 (43)4.3.3塔顶液相回流管路 (44)4.3.4加料管路 (44)4.3.5塔釜残液流出管 (45)4.3.6塔顶馏出液管路 (46)4.4输送泵的选取 (46)4.4.1泵的分类 (46)4.4.2选泵原则 (46)第五章塔高的设计计算 (47)5.1塔高的确定 (47)5.2塔顶空间的确定 (47)5.3塔底空间的确定 (47)5.4有效塔高的确定 (48)5.5塔顶封头的确定 (48)5.6裙座高度的确定 (48)5.7人孔 (48)第六章筛板塔的主要设计参数工艺参数汇总 (48)仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢546.1全塔工艺设计结果总汇 (48)参考文献 (53)第一章设计任务1.1任务苯-甲苯精馏塔设计仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢541.1.2 设计条件处理量 4000kg/h原料中苯的质量分率 0.41塔顶产品中苯的质量分率 0.96塔釜产品中苯的质量分率 0.01单板压降小于等于0.7kpa进料状态泡点进料回流比 R=1.7Rmin塔型筛板塔塔操作压力 4 kPa年生产天数 300 天年产量 2800 吨/年全塔效率 Et=62%加热类型间接蒸汽加热精馏类型连续型1.1.3 设计任务单元设备设计的内容和过程•过程方案设计•工艺流程设计仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢54•单元过程模拟计算•单元设备的工艺设计•工艺设计的技术文件•详细设计课程设计的基本要求•设计方案简介•主要设备的工艺设计计算•主要设备的结构设计和机械设计•典型辅助设备的选型•工艺流程图•主要设备的工艺条件图•主要设备的总装配图•编写设计说明书1.2 设计方案的确定1.2.1 选择塔型精馏塔属气—液传质设备。
气—液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。
该塔设计生产时日要求较大，由板式塔与填料塔比较[1]知：板式塔直径放大时，塔板效率较稳定,且持液量较大，液气比适应范围大，因此本次精馏塔设备选择板式塔。
筛板塔是降液管塔板中结构最简单的，它与泡罩塔相比较具有下列优点：生产能力大10-15%，板效率提高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，也便于清洗检修[2]。
因此，本设计采用筛板塔比较合适。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢541.2.2 精馏方式根据实际生产情况，本精馏塔采用连续精馏方式。
1.2.3 操作压力常压操作可减少因加压或减压操作所增加的增、减压设备费用和操作费用，提高经济效益, 在条件允许下常采用常压操作，因此本精馏设计选择在常压下操作。
1.2.4 加热方式在本物系中，水不是难挥发液体，选用间接蒸汽加热。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢541.2.5 工艺流程原料经预热器预热达到泡点温度，经管道直接送入下游精馏塔，即我们所设计的塔。
精馏塔塔顶蒸汽经全凝器全部冷凝，然后经过分配器（属于冷凝器的部分），一部分馏出液在泡点状态下作为回流液回到精馏塔，一部分作为产品流出。
由于塔顶产品仍比较热，所以经过冷却器冷却。
在塔釜，釜液经再沸器间接蒸汽加热，为精馏段提供物料。
塔釜出来的产品经水泵全部送出。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢54第二章筛板式精馏塔的工艺设计2.1 精馏塔的工艺计算2.1.1 苯和甲苯的汽液平衡组成表 2-1 苯和甲苯的汽液平衡组成2.1.2.精馏塔的物料衡算（1）、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率设苯以A 表示，甲苯以B 表示 苯的摩尔质量： Kmol Kg M A /11.78= 甲苯的摩尔质量： mol /14.92K Kg M B =由41.0=F ω 96.0=D ω 01.0=w ω以Kg 1为基准，则：4505.014.92/)41.01(11.78/41.011.78/41.0=-+=+=B A A F n n n x9659.014.92/)96.01(11.78/96.011.78/96.0=-+=D x0118.014.92/)01.01(11.78/01.011.78/01.0=-+=w x（2）、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量Kmol Kg M x M x M B F A F F /82.8514.924505.0111.784505.0)1(=⨯-+⨯=⋅-+⋅=）（ Kmol Kg M x M x M B D A D D /59.7814.929659.0111.789659.0)1(=⨯-+⨯=-+⋅=）（ Kmol Kg M x M x M B w A w w /97.9114.92)0118.01(11.780118.0)1(=⨯-+⨯=⋅-+⋅=（3）、物料衡算由题意可知 h Kmol F /61.4682.854000==总物料守恒 W D F += ①苯物料守恒 W D F 0118.09659.04505.0+= ②由 ①、② 得： h Kmol D /43.21= h Kmol W /18.25=2.2回流比及理论塔板的确定相平衡方程为：nnn n n n n x x x x x x y 6439.116439.2)16439.2(16439.2)1(1+=-+=-+=αα求q 线方程 冷夜进料，取q=1.2则：q 线方程为2525.2612.14505.012.12.111-=---=---=q q F q q x x q x x q q y 由相平衡方程和q 线方程交点（e e y x ,）求最小回流比7211.0,4956.0==e e y x回流比的确定0856.14956.07211.07211.09659.0min =--=--=e e e D x y y x R取R=1.7*R min =1.7*1.0856=1.8455最小理论板数的确定9933.76439.2lg )]0118.00118.0-1)9659.019659.0lg[(lg )]-1)1lg[(min=-=-=（（αW W D D x x x x N 理论板数的捷算法2670.018455.10856.18455.11min =+-=+-R R R由吉利兰关联图读出:min 1N N N -+= 0.4407 又 min N =7.9933代入上试得N=15.0796所以理论塔板数N T =16块精馏段理论板数的确定6435.36439.2lg )]4505.04505.0-1)9659.019659.0lg[(lg )]-1)1lg[(min =-=-=（（αF F D D R x x x x N由吉利兰关联图读出 由吉利兰关联图读出4407.01N N -N R RminR =+又6435.3min =R N 代入上试得N R =7.0006=8（块）所以精馏段理论塔板数N R =8（块）提馏段理论板数的确定3469.46439.2lg )]0118.00118.0-1)4505.014505.0lg[(lg )]-1)1lg[(min=-=-=（（αW W F F S x x x x N 由吉利兰关联图读出4407.01N N -N S SminS =+又 3469.4min =S N 代入上试得N S =8.2188=9块所以提馏段理论塔板数N S =9（块）最终以精馏段与提馏段理论板数的总和为全塔总理论板数，即为17块。