苯甲苯精馏塔课程设计说明书
苯甲苯板式精馏塔课程设计
课程设计：苯甲苯板式精馏塔操作一、课程介绍苯甲苯板式精馏塔是一种利用热量和物理分离的设备，可以有效地将混合物中的不同成分分离出来，从而获得高纯度的产品。
苯甲苯板式精馏塔是一种常见的精馏设备，它主要由精馏塔、热交换器、热源、液位控制器、压力表、温度计、液位计、流量计等组成。
本课程主要介绍苯甲苯板式精馏塔的操作，包括精馏塔的结构、工作原理、操作流程等。
本课程旨在帮助学员了解苯甲苯板式精馏塔的操作，使学员能够熟练操作苯甲苯板式精馏塔，从而获得更高的精馏效率。
二、课程内容1.精馏塔结构苯甲苯板式精馏塔由上下两个容器组成，上部容器用于装载混合物，下部容器用于收集分离出来的混合物。
精馏塔内部装有多层苯甲苯板，苯甲苯板上有多个孔，孔的大小可以根据混合物的不同而定制，以保证混合物的有效分离。
2.工作原理苯甲苯板式精馏塔的工作原理是将混合物在精馏塔内部的苯甲苯板上分离，当混合物通过苯甲苯板时，由于不同成分的沸点不同，热量的作用下，混合物中的不同成分会在苯甲苯板上分离出来，分离出来的不同成分会流入上下两个容器，从而实现混合物的有效分离。
3.操作流程（1）检查精馏塔：检查精馏塔内部的苯甲苯板是否完好，检查精馏塔的连接件是否完好，检查精馏塔的控制系统是否正常。
（2）操作热源：操作热源，使混合物在苯甲苯板上面的温度达到预定的温度，以保证混合物的有效分离。
（3）操作精馏塔：操作精馏塔，使混合物在苯甲苯板上分离，分离出来的不同成分会流入上下两个容器，从而实现混合物的有效分离。
（4）检查分离效果：检查分离出来的混合物是否符合要求，如果不符合要求，可以根据实际情况调整操作参数，以获得更好的分离效果。
三、课程结束苯甲苯板式精馏塔的操作是一项复杂的工作，需要经过系统的培训和实践，才能熟练操作。
本课程的主要内容是介绍苯甲苯板式精馏塔的操作，包括精馏塔的结构、工作原理、操作流程等，帮助学员了解苯甲苯板式精馏塔的操作，使学员能够熟练操作苯甲苯板式精馏塔，从而获得更高的精馏效率。
苯—甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔课程设计
苯—甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔课程设计(总25页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录一、设计方案的简介...................................... 错误!未定义书签。
二、工艺流程草图及说明.................................. 错误!未定义书签。
三、工艺计算............................................ 错误!未定义书签。
四、辅助设备的计算及选型................................ 错误!未定义书签。
五、设计结果概要 (23)六、参考文献............................................ 错误!未定义书签。
七、主要符号说明........................................ 错误!未定义书签。
八、附图苯—甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔课程设计任务书一．设计参数①年处理量：45000t；②料液初温：35℃；③料液组成：45%(质量分数)；④塔顶产品组成：98%(质量分数)；⑤塔底釜液组成：2%(质量分数)；⑥年实际生产天数：330d；⑦精馏塔塔顶压力：常压；⑧冷却水进口温度：25℃；⑨饱和水蒸气压力：(表压)；⑩厂址：无锡地区。
设计内容①设计方案的确定及工艺流程的组织与说明；②精馏过程的工艺计算；③塔和塔板主要工艺结构参数的设计计算；④塔内流体力学性能的计算与校核；⑤塔板结构简图和塔板负荷性能图的绘制；⑥塔的工艺计算结果汇总一览表；⑦辅助设备的设计或选型计算；⑧带控制点的生产工艺流程图及精馏塔设计工艺条件图的绘制；⑨对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论；⑩编制课程设计说明书。
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。
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。
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_甲苯混合液筛板精馏塔的设计说明
化工原理课程设计2010 －2011 学年度化学化工学院学院应用化学专业班级学号题目名称苯-甲苯混合液筛板精馏塔的设计学生指导教师设计时间：2010年12月6日～2010年12月19日师学院化工原理课程设计任务书化学化工学院应用化学专业班级学号指导教师2010年 12月20日目录摘要61.引言71.1塔设备的分类71.2塔设备在化工生产中的作用和地位71.3设计条件71.4问题研究72精馏塔的工艺设计2.1全塔工艺设计计算72.1.1产品浓度的计算和进料组成确定82.1.2塔板数的确定82.1.3求最小回流比与操作回流比92.1.4操作方程92.1.5平均相对挥发度的计算102.1.6全塔效率112.1.7实际塔板数与实际加料位置113 板式塔主要工艺尺寸的设计计算3.1 塔的工艺条件与物性数据计算3.1.1操作压强P (12)3.1.2操作温度T123.1.3塔各段气、液两相组分的平均分子量123.1.4精馏段和提馏段各组分的密度133.1.5液体表面力的计算143.1.6液体粘度ΜM153.1.7气液负荷计算15精馏段气液负荷计算15提馏段气液负荷计算153.2塔和塔板的主要工艺尺寸的计算3.2.1最大空塔气速和空塔气速153.2.2塔径D173.2.3精馏塔有效高度的计算173.2.4塔高度的计算183.2.5溢流装置的计算183.2.6塔板的分块203.2.7边缘区宽度的确定203.2.8开孔区面积计算203.2.9筛孔计算与其排列21 3.3 筛板的流体力学验算3.3.1塔板压降213.3.2液面落差233.3.3液沫夹带233.3.4漏液243.3.5液泛253.4 塔板的负荷性能图3.4.1漏液线263.4.2液沫夹带线273.4.3液相负荷下限线273.4.4液相负荷上限线293.4.5液泛线303.4.6负荷性能图325设计结果汇总34结束语35参考文献35主要符号说明46塔图38 流程图39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。
苯甲苯精馏塔课程设计
苯甲苯精馏塔课程设计精馏技术是化工行业中最重要的一项过程技术，被广泛地应用于炼油，精细化工，医药，环保等领域。
把原料通过精馏反应器加热，将其分成不同物种，从而获得不同组分的分离过程称为精馏，它可以根据蒸气沸点，利用沸点差分离并获取有价值的化学成分。
由于精馏技术应用范围广泛，学生们应该掌握这一重要技能。
本课程以苯甲苯精馏塔为例，介绍精馏技术的理论和实践，以及在炼油，精细化工，药物制造等行业的运用。
一、精馏理论1.1精馏原理精馏是一种分离技术，依据物质蒸气沸点的不同，使用沸点差分离，以达到质量和纯度均较高的高纯度产物，具有有效分离，高效收获，经济等优点。
它利用物质蒸发体系中汽液的特性，在蒸馏器内进行沸点差的分离，从而实现物质的分离和纯化。
1.2精馏设备精馏是一种分离技术，主要设备包括加热装置、蒸馏塔、分离器、冷凝器、收集罐和再结晶装置等。
本课程重点介绍苯甲苯精馏塔，它是一种多塔蒸馏器，由几个精馏塔排列而成，具有分离效率高、运行稳定、易于控制等特点。
二、苯甲苯精馏塔2.1原理苯甲苯精馏塔是一种多塔蒸馏器，它由多个相关联的精馏塔组成，每个精馏塔可以提供多种分离方式，比如吸附、萃取、反萃取、精馏、溶剂萃取、气液分离等。
精馏塔的几个部分，如分离器、罐头、塔管、出口管等，可以实现相同的连续分离，并且平衡进入及收集，从而达到苯甲苯的净化目的。
2.2设计首先，根据原料的性质和要求，确定精馏过程。
然后，根据分离要求，选择最佳分离方式，确定精馏塔的设计参数，包括塔径、塔板数量、管长等。
最后，根据塔板的排列，计算塔顶压力和塔底压力，设计塔板的传热孔径、蒸汽流量等，经过反复校核，确定最佳的精馏塔参数。
三、应用实例3.1炼油行业精馏技术在炼油行业有广泛的应用，其中苯甲苯精馏塔应用最为广泛。
精馏塔可以分离出苯甲苯，并达到质量和纯度均较高的要求，从而减少苯甲苯的损耗，提高利用率。
3.2精细化工行业精馏技术在精细化工行业应用最为广泛，如汽油、柴油、煤油精制等。
苯_甲苯浮阀式精馏塔的设计说明
化工原理课程设计任务书一 设计题目：苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计 二 任务要求设计一连续浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯， 具体工艺参数如下：原料加料量 F=75kmol/h 进料组成 xf=0.41 馏出液组成 965.0=D x 釜液组成 035.0=W x 塔顶压力 k P a P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤ 进料状态 965.0=q2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点回流。
三 主要设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计 （1）塔径及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4、辅助设备选型与计算设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔设备条件图目录任务书 (1)目录 (Ⅱ)摘要 (1)第1 章绪论 (2)1.1 设计流程 (2)1.2 设计思路 (2)第2 章精馏塔的工艺设计 (4)2.1 产品浓度的计算 (4)2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (5)2.3 物料衡算 (6)2.4 精馏段和提馏段操作线方程 (7)2.5 逐板法确定理论板数及进料位置（编程） (7)2.6 全塔效率、实际板数及实际加料位置 (8)第3 章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1 物性数据计算 (8)3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 (11)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (13)3.4 塔板流体力学校核 (17)3.5 塔板符合性能图 (20)第4 章热量衡算 (24)4.1 热量衡算示意图 (24)4.2 热量衡算 (24)第5 章塔附属设备的计算 (29)5.1 筒体与封头 (29)5.2 除沫器 (29)5.3 裙座 (29)5.4 塔总体高度的设计 (30)5.5 换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算 (30)5.6 进料管的设计 (32)5.7 泵的选型 (32)5.8 贮罐的计算 (33)第6 章结论 (35)6.1 结论 (35)6.2 主要数据结果总汇 (35)结束语 (36)参考文献 (31)附录1主要符号说明 (38)附录2 程序框图 (41)附录3 精馏塔工艺条件图 (43)附录4 生产工艺流程图 (44)教师评语.................................................................................................................... 错误！未定义书签。
苯甲苯混合液精馏塔设计化工原理课程设计
镇江高等专科学校化工原理课程设计说明书设计题目：苯-甲苯混合液精馏塔设计设计者：班级制药13 学号 130305127姓名王婷婷日期 2014-11-19 指导教师：徐兵设计成绩：日期一、设计题目：苯-甲苯混合液精馏塔设计本课程设计是依据实际生产情况加以一定程度的简化而提出的。
二、设计任务及操作条件1. 进精馏塔的料液含苯40% (质量分数)，其余为甲苯2. 产品的苯含量=96%(质量分数)3. 釜液中苯含量=1.85%(质量分数)4. 生产能力为年产38000吨/年苯-甲苯混合液5. 每年实际生产天数：320天。
6. 操作条件(1) 精馏塔塔顶压力 0.04 MPa(表压)(2) 进料热状况泡点液体(3) 回流比 R = 1.6Rmin(4) 加热水蒸汽压力 3.0 kg/cm2 (表压)（1kg/cm2=98.066kPa）(5) 单板压降≤0.7kPa(6) 全塔效率 54%(7) 设备型式浮阀(8) 厂址镇江地区三、设计项目(设计说明书内容)设计说明书应包括所有论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下：I. 封面(课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间)；II. 设计任务书；III. 目录；IV. 概述；V. 设计方案的选定；VI. 工艺设计计算；V II. 塔和塔板主要工艺尺寸的设计计算；VIII. 设计结果汇总表；IX. 主要符号说明；X. 设计评述(即设计者对本次设计的评述以及本次设计的收获体会)；XI. 参考文献；XII. 致谢;目录第一章.概述 (1)1.1 精馏塔的简单介绍 (1)1.2 工业上对塔设备的主要要求 (1)1.3 板式塔类型 (2)1.3.1 筛板塔 (2)1.3.2 浮阀塔 (3)1.3.3 泡罩塔 (4)第二章.设计方案的确定 (6)2.1 操作条件的确定 (6)2.1.1 操作压力 (6)2.1.2 进料状态 (6)2.1.3 加热方式 (6)2.1.4 冷却剂与出口温度 (7)2.1.5 热能的利用 (7)2.2 确定设计方案的原则 (7)第三章.工艺计算 (8)3.1.塔的物料衡算 (8)3.1.1 料液及塔顶塔底产品含苯摩尔分率 (8)3.1.2 平均分子量 (8)3.1.3 物料衡算 (8)3.2 塔板数的确定 (9)3.2.1 理论塔板数NT的求取 (9)3.2.2 全塔效率ET (12)3.2.3 实际塔板数N (12)3.3 塔的工艺条件及物性数据计算 (12)3.3.1 操作压强Pm (12)3.3.2 温度tm (13)3.3.3 平均分子量 (13)3.3.4 平均密度ρm (13)3.3.5 液体表面张力σm (14)3.3.6 液体粘度μLm (14)3.4 精馏段气液负荷计算 (15) (15)第四章．塔和塔板主要工艺尺寸计算 (16)4.1.塔径D (16)4.2 溢流装置 (16)4.2.1 溢流堰长lW (17)4.2.2出口堰高hw (17)4.2.3降液管的宽度Wd与降液管的面积Af (17)4.2.4降液管底隙高度 (18)4.3塔板布置 (18)4.3.1 孔区面积 (18)4.4筛孔数n与开孔率φ (18)4.5 塔有效高度（精馏段） (19)4.6 塔高计算(从略) (19)4.7 筛板的流体力学验算 (19)4.7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度hp (19)4.7.2 雾沫夹带量ev 的验算 (20)4.7.3 漏液的验算 (20)4.7.4 液泛验算 (21)4.8塔板负荷性能图 (21)4.8.1 雾沫夹带线（1） (21)4.8.2 液泛线（2） (22)4.8.3 液相负荷上限线（3） (23)4.8.4 漏液线（气相负荷下限线）（4） (24)4.8.5 液相负荷下限线（5） (24)第五章.设计结果一览表 (26)第六章.主要符号说明 (28)第七章.设计评述 (30)第八章.参考文献 (32)第九章.致谢 (33)第十章.附录 (34)第一章.概述1.1 精馏塔的简单介绍精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，又称为蒸馏塔。
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。
苯-甲苯板式精馏塔课程设计
食品工程原理课程设计说明书板式精馏塔设计姓名：贾浩宇学号：201111010510班级：食工11052013年12 月18目录1. 设计任务 (2)2. 设计条件 (2)3. 设计方案简介 (2)4. 工艺流程图 (2)5. 工艺计算 (3)5.1. 基础性数据 (3)5.2. 精馏塔的物料衡算 (3)5.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)5.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质 (5)5.2.3物料衡算原料处理量 (5)5.3. 塔板数的确定 (5)5.3.1 确定最小回流比 (5)5.3.2求操作线方程 (5)5.3.3 逐板法求理论板 (5)5.3.4 求实际板数 (7)6. 确定操作条件 (7)6.1.操作压力计算 (7)6.2.确定操作温度 (8)6.3.平均摩尔质量计算 (9)6.4.平均密度计算 (9)6.4.1 气相平均密度计算 (9)6.4.2 液相平均密度计算 (10)6.5. 液相平均表面张力计算 (10)6.6. 液相平均粘度计算 (11)7. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)7.1.气液相负荷的计算 (12)7.2. 塔径的计算 (12)7.3.精馏塔的有效高度的计算 (14)8. 塔板主要工艺尺寸的计算 (14)8.1. 溢流装置计算 (14)9. 筛板的流体力学验算 (18)10. 塔板负荷性能图计算 (22)10.1 精流段 (22)10.1.1漏液线 (22)10.1.2液沫夹带线 (23)10.1.3液相负荷下限线 (24)10.1.4液相负荷上限线 (24)10.1.5.液泛线 (24)10.1.6筛板塔负荷性能图 (25)11. 设计结果一览表 (27)12. 参考文献 (28)13. 实验心得 (28)1、设计任务：在一操作压力为4kPa（塔顶表压）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5100kg/h、组成为0.60(苯的质量分率，下同)，要求塔顶馏出液0.98，塔底釜液的组成为0.01。
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。
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。
苯-甲苯混合液精馏塔设计
所以，加料板位置从塔顶向下的第6块塔板。
2.8
本次蒸馏塔全塔板效率采用O’connell法计算其效率，
（2.7）
利用表2.1中的数据，可计算出塔顶温度tD、塔底温度tW
℃
℃
塔顶和塔底平均温度： ℃
将 代入苯-甲苯的粘度与温度方程中，
相对挥发度α：
将上述数据代入（2.7）中，得
进料液：
总物料衡算： （2.4）
易挥发组分物料衡算： （2.5）
联立以上二式得：
2.5
精馏段操作线方程：
化简得： （2.6）
提馏段操作线方程：
化简得： （2.7）
2.6
塔顶为全凝器， ,利用逐板法计算理论板数。
计算结果列表：
表2.2逐板法计算理论板数
组分
第1级
第2级
第3级
第4级
x1
y1
x2
y2
x3
y3
3.2.2.1堰长和堰高
精馏段塔径 ，故选取：
堰高于板上液层高度及堰上液层高度的关系如下
（3.1）
本设计采用平直堰，堰上方液层高度 可用弗兰斯公式计算：
（3.2）
因 不大，取溢流收缩系数 ，代入（3.2）得：
2.9
全塔实际板数：
实际进料位置：
3
3.1
3.1.1
利用表1.2数据利用数值插值法确定进料温度tF、塔顶温度tD、塔底温度tW。
进料温度： ℃
塔顶温度： ℃
塔底温度： ℃
精馏段平均温度： ℃
提馏段平均温度： ℃
3.1.2
根据（2.2）汽-液相平衡方程 ，可以求得气相组成。
进料汽相组成：
塔顶汽相组成：
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。
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西北师大学化工原理课程设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计前言课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。
通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。
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，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。
在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。
冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。
塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔实现多次接触，进行传质传热过程，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。
该过程是同时进行传热、传质的过程。
为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。
由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。
课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。
通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。
更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。
当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。
课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。
更为将来打下一个稳固的基础。
虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的意。
作者 2013年12月目录前言 (2)第一章绪论 (4)1.1 设计条件 (4)1.2 设计容及要求 (4)1.3 苯和甲苯简介 (5)1.4 精馏流程设计方案的确定 (5)第二章工艺设计计算 (7)2.1 物料衡算 (7)2.2 理论塔板数 (7)2.3 实际塔板数 (9)2.4 塔板的选择 (11)2.5 平均密度计算 (14)2.6 液体平均表面力计算 (16)2.7 塔径的计算与板间距的确定 (17)2.8 堰及降液管的设计 (20)2.9 板式精馏塔的结构设计 (25)2.10 流体力学的计算 (27)2.11塔板负荷性能图 (32)2.12塔的辅助设备及附件的计算与选型 (40)2.13 热量衡算及设备选型 (43)2.14 筛板塔主要设计参数工艺参数汇总 (46)第三章结论 (49)3.1 设计感想 (49)3.2 参考资料 (49)第一章绪论1.1设计条件:1.2设计的容和要求:1.3苯-甲苯简介1.3.1苯苯（Benzene, ）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，也是一种致癌物质。
苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。
它难溶于水，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。
1.3.2甲苯甲苯（分子式：），是一种无色，带特殊芳香味的易挥发液体。
甲苯是芳香族碳氢化合物的一员，它的很多性质与苯很相像，在现今实际应用中常常替代有相当毒性的苯作为有机溶剂使用。
还是一种常用的化工原料，可用于制造炸药、农药、苯甲酸、染料、合成树脂及涤纶等。
同时它也是汽油的一个组成成分。
1.4精馏流程设计方案的确定1.4.1确定设计方案的原则确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。
为此，必须具体考虑如下几点：（1）满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。
其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性，各处流量应能在一定围进行调节，必要时传热量也可进行调整。
因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。
计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。
再其次，要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计，流量计等)及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。
（2）满足经济上的要求要节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。
如前所述，如在蒸馏过程中能适当地利用塔顶、塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。
又如冷却水出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量，另方面也影响到所需传热面积的大小，即对操作费和设备费都有影响。
同样，回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。
（3）保证安全生产例如苯属有毒物料，不能让其蒸汽弥漫车间。
又如，塔是指定在常压下操作的，塔压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。
以上三项原则在生产中都是同样重要的。
但在化工原理课程设计中，对第一个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对第三个原则只要求作一般的考虑。
1.4.2设计方案与工艺流程图1.设计方案采用精馏原理，精馏是利用混合物中各组分挥发度的不同将混合物进行分离。
在精馏塔中再沸器或塔釜产精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化或部分冷凝的过程。
因此可使混合物得到几乎完全的分离。
精馏可视为由多次蒸馏演变而来的。
精馏操作广泛应用于分离纯化各种混合物，是化工医药食品等工业中尤为常见的单元操作。
2.工艺流程图第二章工艺设计计算2.1物料衡算：（1）将进料组成由质量分数转化为摩尔分数x F=25/78/(25/78+75/92)=0.28x D=97/78/(97/78+3/92)=0.97x w=1/78/(1/78+99/92)=0.012 （2）平均分子量(3)进料流量F=90028*103/7200*88.08=142kmol/h(4)物料衡算F=D+W (1)F*xF =D*xD+W*xw(2)将已知数据代入上式解的：D=40kmol/h W=102kmol/h2.2理论塔板数：（1）方法列举与对比计算方法优点缺点捷算法（吉利兰法）快速简捷要求全回流状态下，围缩小，而且需要已知相对挥发度，它随温度变化无法测定图解法较为直观并不精确逐板计算法可减少误差，相对以上两种较精确运算量大，且需要已知量较多，并不适合设计型计算注：以下计算均用到L=RD,此式的成立是在泡点回流状态下满足的，否则L=RDq,为简化运算，故在泡点回流状态下进行设计各种参数。
（2）权衡利弊已知进料状态是泡点进料，即q=1，q线垂直于图解法的X轴，故选用图解法求理论塔板数。
（3）用origin绘图求解○1绘制苯与甲苯汽液平衡曲线：表2.2 苯-甲苯的气液平衡数据（101.3kPa）苯的摩尔分数温度t/o C 苯的摩尔分数温度t/o C液相x 气相y 液相x 气相y0.0 0.0 110.6 0.592 0.789 89.4 0.088 0.212 106.1 0.700 0.853 86.8 0.200 0.37 102.2 0.803 0.914 84.4 0.300 0.500 98.6 0.903 0.957 82.3 0.397 0.618 95.2 0.950 0.979 81.2 0.489 0.710 92.1 1.00 1.00 80.2○2绘制各操作线：由图可知：所需理论板数18，最佳加料位置为第9板；（4）回流比的计算：由于是泡点进料，q=1，所以可得xq =xF=0.28；由汽液平衡方程：y=Intercept+1.78168x-0.83401x^2；解得yq=0.46729;所以：Rmin =(xD-yq)/(yq-xq)=(0.97-0.46729)/(0.46729-0.28)=2.68;而Ropt =（1.2~2）Rmin；比例取1.5；R=4;2.3实际塔板数：2.3.1全塔效率的估算：（1）影响总板效率的因素较多，可根据经验估算，对于双组分精馏塔，ET多在0.5~0.7左右，取ET =0.6，则N实=N理/ET=18/0.6=30块;（2）用奥康奈尔法对全塔效率进行估算：由相平衡方程式y=αx/[1+(α-1)x]可得α=y(x-1)/x(y-1);根据苯-甲苯体系的相平衡数据可以差得：因此可以求得：α1 = 2.915 α2= 2.571 α3=11.738全塔的相对平均挥发度：αm= (α1*α2*α3)1/3=4.45;全塔的平均温度：○1由汽液平衡数据查得组成x F=0.28的苯与甲苯溶液的泡点为t f=98.6℃; ○2由塔顶组成x D=0.97的二元体系，查表得t D=80.6℃;○3由塔底组成x w=0.012的二元体系，查表得t w=108.35℃;tm=(98.6+80.6+108.35)/3=95.85℃;在温度tm 下查得μC6H6=0.267mPa*s; μC7H8=0.55mPa*s;表苯和甲苯的液体粘度因为μL =∑xiμiL;所以，μLf=0.28*0.267+(1-0.28)*0.55=0.4708mPa*s;μLD=0.97*0.267+（1-0.97）*0.55=0.2755mPa*s;μLw=0.01*0.267+(1-0.01)*0.55=0.5472mPa*s; 全塔液体的平均黏度：μL =(μLf+μLD+μLw)/3=0.4312mPa*s;全塔效率 ET =0.49（αμL）-0.245=0.49*(4.45*0.02584)-0.245=0.418=41.8%2.3.2际板层数精馏段实际板层数提馏段实际板层数总实际板层数进料板在第20块板。
2.4塔板的选择：2.4.1新型塔板对比：筛板塔是扎板塔的一种，装若干层水平塔板，板上有许多小孔，形状如筛；并装有溢流管或没有溢流管。
操作时，液体由塔顶进入，经溢流管（一部分经筛孔）逐板下降，并在板上积存液层。
气体（或蒸气）由塔底进入，经筛孔上升穿过液层，鼓泡而出，因而两相可以充分接触，并相互作用。
泡沫式接触气液传质过程的一种形式，性能优于泡罩塔。
为克服筛板安装水平要求过高的困难，发展了环流筛板；克服筛板在低负荷下出现漏液现象，设计了板下带盘的筛板；减轻筛板上雾沫夹带缩短板间距，制造出板上带挡的的筛板和突孔式筛板和用斜的增泡台代替进口堰，塔板上开设气体导向缝的林德筛板。