苯—甲苯溶液的沸点
常用溶剂的沸点
常用溶剂的沸点、溶解性和毒性溶剂名称沸点（101.3kPa）溶解性毒性液氨-33.35℃特殊溶解性：能溶解碱金属和碱土金属剧毒性、腐蚀性液态二氧化硫-10.08 溶解胺、醚、醇苯酚、有机酸、芳香烃、溴、二硫化碳，多数饱和烃不溶剧毒甲胺-6.3 是多数有机物和无机物的优良溶剂，液态甲胺与水、醚、苯、丙酮、低级醇混溶，其盐酸盐易溶于水，不溶于醇、醚、酮、氯仿、乙酸乙酯中等毒性，易燃二甲胺7.4 是有机物和无机物的优良溶剂，溶于水、低级醇、醚、低极性溶剂强烈刺激性石油醚不溶于水，与丙酮、乙醚、乙酸乙酯、苯、氯仿及甲醇以上高级醇混溶与低级烷相似乙醚34.6 微溶于水,易溶与盐酸.与醇、醚、石油醚、苯、氯仿等多数有机溶剂混溶麻醉性戊烷36.1 与乙醇、乙醚等多数有机溶剂混溶低毒性二氯甲烷39.75 与醇、醚、氯仿、苯、二硫化碳等有机溶剂混溶低毒，麻醉性强二硫化碳46.23 微溶与水，与多种有机溶剂混溶麻醉性，强刺激性溶剂石油脑与乙醇、丙酮、戊醇混溶较其他石油系溶剂大丙酮56.12 与水、醇、醚、烃混溶低毒，类乙醇，但较大1，1-二氯乙烷57.28 与醇、醚等大多数有机溶剂混溶低毒、局部刺激性氯仿61.15 与乙醇、乙醚、石油醚、卤代烃、四氯化碳、二硫化碳等混溶中等毒性，强麻醉性甲醇64.5 与水、乙醚、醇、酯、卤代烃、苯、酮混溶中等毒性，麻醉性四氢呋喃66 优良溶剂，与水混溶，很好的溶解乙醇、乙醚、脂肪烃、芳香烃、氯化烃吸入微毒，经口低毒己烷68.7 甲醇部分溶解，比乙醇高的醇、醚丙酮、氯仿混溶低毒。
麻醉性，刺激性三氟代乙酸71.78 与水,乙醇,乙醚,丙酮,苯,四氯化碳,己烷混溶,溶解多种脂肪族,芳香族化合物1，1，1-三氯乙烷74.0 与丙酮、、甲醇、乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂混溶低毒类溶剂四氯化碳76.75 与醇、醚、石油醚、石油脑、冰醋酸、二硫化碳、氯代烃混溶氯代甲烷中,毒性最强乙酸乙酯77.112 与醇、醚、氯仿、丙酮、苯等大多数有机溶剂溶解，能溶解某些金属盐低毒，麻醉性乙醇78.3 与水、乙醚、氯仿、酯、烃类衍生物等有机溶剂混溶微毒类，麻醉性丁酮79.64 与丙酮相似，与醇、醚、苯等大多数有机溶剂混溶低毒，毒性强于丙酮苯80.10 难溶于水，与甘油、乙二醇、乙醇、氯仿、乙醚、、四氯化碳、二硫化碳、丙酮、甲苯、二甲苯、冰醋酸、脂肪烃等大多有机物混溶强烈毒性乙睛81.60 与水、甲醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、醚、氯仿、四氯化碳、氯乙烯及各种不饱和烃混溶，但是不与饱和烃混溶中等毒性，大量吸入蒸气，引起急性中毒异丙醇82.40 与乙醇、乙醚、氯仿、水混溶微毒，类似乙醇1，2-二氯乙烷83.48 与乙醇、乙醚、氯仿、四氯化碳等多种有机溶剂混溶高毒性、致癌乙二醇二甲醚85.2 溶于水，与醇、醚、酮、酯、烃、氯代烃等多种有机溶剂混溶。
各种溶剂的沸点表
液氨-33.35 C特殊溶解性：能溶解碱金属和碱土金属剧毒性、腐蚀性液态二氧化硫溶解胺、醚、醇苯酚、有机酸、芳香烃、溴、二硫化碳，多数饱和烃不溶剧毒甲胺是多数有机物和无机物的优良溶剂，液态甲胺与水、醚、苯、丙酮、低级醇混溶，其盐酸盐易溶于水，不溶于醇、醚、酮、氯仿、乙酸乙酯中等毒性，易燃二甲胺是有机物和无机物的优良溶剂，溶于水、低级醇、醚、低极性溶剂强烈刺激性石油醚不溶于水，与丙酮、乙醚、乙酸乙酯、苯、氯仿及甲醇以上高级醇混溶与低级烷相似乙醚微溶于水,易溶与盐酸.与醇、醚、石油醚、苯、氯仿等多数有机溶剂混溶麻醉性戊烷与乙醇、乙醚等多数有机溶剂混溶低毒性二氯甲烷与醇、醚、氯仿、苯、二硫化碳等有机溶剂混溶低毒，麻醉性强二硫化碳微溶与水，与多种有机溶剂混溶麻醉性，强刺激性溶剂石油脑与乙醇、丙酮、戊醇混溶较其他石油系溶剂大丙酮与水、醇、醚、烃混溶低毒，类乙醇，但较大1，1-二氯乙烷与醇、醚等大多数有机溶剂混溶低毒、局部刺激性氯仿与乙醇、乙醚、石油醚、卤代烃、四氯化碳、二硫化碳等混溶中等毒性，强麻醉性甲醇与水、乙醚、醇、酯、卤代烃、苯、酮混溶中等毒性，麻醉性，四氢呋喃66 优良溶剂，与水混溶，很好的溶解乙醇、乙醚、脂肪烃、芳香烃、氯化烃吸入微毒，经口低毒己烷甲醇部分溶解，比乙醇高的醇、醚丙酮、氯仿混溶低毒。
麻醉性，刺激性三氟代乙酸与水,乙醇,乙醚,丙酮,苯,四氯化碳,己烷混溶,溶解多种脂肪族, 芳香族化合物1，1，1- 三氯乙烷与丙酮、、甲醇、乙醚、苯、四氯化碳等有机溶剂混溶低毒类溶剂四氯化碳与醇、醚、石油醚、石油脑、冰醋酸、二硫化碳、氯代烃混溶氯代甲烷中, 毒性最强乙酸乙酯与醇、醚、氯仿、丙酮、苯等大多数有机溶剂溶解，能溶解某些金属盐低毒，麻醉性乙醇与水、乙醚、氯仿、酯、烃类衍生物等有机溶剂混溶微毒类，麻醉性丁酮与丙酮相似，与醇、醚、苯等大多数有机溶剂混溶低毒，毒性强于丙酮苯难溶于水，与甘油、乙二醇、乙醇、氯仿、乙醚、、四氯化碳、二硫化碳、丙酮、甲苯、二甲苯、冰醋酸、脂肪烃等大多有机物混溶强烈毒性环己烷与乙醇、高级醇、醚、丙酮、烃、氯代烃、高级脂肪酸、胺类混溶低毒，中枢抑制作用乙睛与水、甲醇、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酮、醚、氯仿、四氯化碳、氯乙烯及各种不饱和烃混溶，但是不与饱和烃混溶中等毒性，大量吸入蒸气，引起急性中毒异丙醇与乙醇、乙醚、氯仿、水混溶微毒，类似乙醇1，2- 二氯乙烷与乙醇、乙醚、氯仿、四氯化碳等多种有机溶剂混溶高毒性、致癌乙二醇二甲醚溶于水，与醇、醚、酮、酯、烃、氯代烃等多种有机溶剂混溶。
化工原理课程设计---苯-甲苯冷凝器工艺设计-(2).
课程设计（论文）题目名称苯-甲苯冷凝器工艺设计课程名称化工原理学生姓名学号1040902015系、专业生化系2010级化学工程与工艺指导教师胡建明2013年1 月4 日目录一、课程设计任务书 (3)二、概述 (5)三、设计依据 (8)四、工艺设计计算 (8)五、物料衡算 (8)2.1 精馏塔物料衡算 (8)2.2 冷凝器物料衡算 (9)六、热量衡算 (11)3.1 冷凝器热量衡算 (11)七、设备设计与选型 (14)八、设备设计 (14)1、流体流径选择 (14)2、冷凝器热负荷 (14)3、流体两端温度的确定 (14)4、总传热系数 (14)5、换热面积 (14)6、初选管程及单管长度 (14)7、筒体直径计算 (15)8、数据核算 (15)九、设备选型 (19)十、总结 (25)十一、参考文献 (26)十二、致谢 (27)十三、附工程图纸 (28)10级化学工程专业《化工原理》课程设计任务书设计课题：苯-甲苯精馏装置进料冷凝器设计一、设计条件1、年产苯：70000吨2、产品苯组成：C6H699.5% (质量分数，下同) 、C6H5-CH30.5%3、原料液为常温液体；原料组成：C6H670%,C6H5-CH330%4、分离要求：塔釜苯含量≤0.5%二、设计内容1、物料衡算（精馏塔、冷凝器）2、热量衡算（冷凝器）3、冷凝器热负荷计算4、冷凝器换热面积计算5、冷凝器结构、材质选择6、冷凝器结构尺寸、工艺尺寸的设计计算等7、冷凝器总传热系数的校核8、冷凝器装配图的绘制三、设计要求1、设计方案简介对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2、工艺设计选定工艺参数，对单个设备作出衡算示意图，进行物料衡算、热量衡算，以表格形式表达衡算结果，其中的数据（非给定数据）及计算公式（经验公式）必须交待来源（即何种参考书目，并在参考文献中列出）。
3、设备计算选择设备的结构形式，并说明理由。
进行设备的结构尺寸和工艺尺寸的设计计算。
化工原理之五 蒸馏
蒸馏化工生产中经常要处理由若干组分所组成的混合物，其中大部分是均相物系。
生产中为了满足贮存、运输、加工和使用的要求，时常需要将这些混合物分离成为较纯净或几乎纯态的物质或组分。
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。
这种操作是将液体混合物部分气化，利用其中各组分挥发度不同的特性以实现分离的目的。
它是通过液相和气相间的质量传递来实现的。
蒸馏过程可以按不同方法分类。
按照操作方式可分为间歇和连续蒸馏。
按蒸馏方法可分为简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、精馏和特殊精馏等。
当一般较易分离的物系或对分离要求不高时，可采用简单蒸馏或闪蒸，较难分离的可采用精馏，很难分离的或用普通精馏不能分离的可采用特殊精馏。
工业中以精馏的应用最为广泛。
按操作压强可分为常压、加压和减压精馏。
按待分离混合物中组分的数目可以分为两（双）组分和多组分精馏。
因两组分精馏计算较为简单，故常以两组分溶液的精馏原理为计算基础，然后引申用于多组分精馏的计算中。
在本章中将着重讨论常压下两组分连续精馏。
蒸馏在化学工业中应用十分广泛，其历史也最为悠久，因此它是分离（传质）过程中最重要的单元操作之一。
在前面我们已经知道，蒸馏是气液两相间的传质过程,因此常用组分在两相中的浓度(组成)偏离平衡的程度来衡量传质推动力的大小。
传质过程是以两相达到相平衡为极限的。
由此可见，气液相平衡关系是分析蒸馏原理和进行设备计算的理论基础，故在讨论精馏过程的计算前，首先简述相平衡关系。
相平衡是《物理化学》课程的基本内容，本章侧重于论述其在化学工程中的应用，且讨论的只限于两组分理想溶液。
本节包含四个部分的内容：拉乌尔定律相律相图相对挥发度。
拉乌尔定律根据溶液中同分子间的与异分子间的作用力的差异，可将溶液分为理想溶液和非理想溶液两种。
实验表明，理想溶液的气液平衡关系遵循拉乌尔定律(Raoult's Law)，即:式中溶液上方组分的平衡分压，Pa；同温度下纯组分的饱和蒸气压,Pa；溶液中组分的摩尔分率。
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。
苯和甲苯的沸点
苯和甲苯的沸点苯和甲苯是常见的有机化合物，它们都是芳香烃，具有较高的挥发性和热稳定性。
苯的化学式为C6H6，甲苯的化学式为C7H8。
两者的分子结构非常相似，但由于甲苯分子中含有甲基基团，因此其物理化学性质与苯有所不同。
其中一个最显著的区别是它们的沸点。
沸点是指在标准大气压下，液态物质变为气态的温度。
对于苯和甲苯这两种化合物，它们的沸点有一定的差异，这是由于它们分子间的相互作用力不同所致。
苯的沸点为80.1℃，是一种无色透明的液体，具有芳香气味。
苯分子中的6个碳原子与6个氢原子形成了一个六元环，其中每个碳原子都与两个相邻的碳原子之间共享一个电子对。
这种电子共享形成了一种稳定的芳香环结构，使得苯分子中的电子云密度均匀分布，分子间的相互作用力较弱。
因此，苯的沸点比较低，易于挥发。
甲苯的沸点为139℃，是一种无色透明的液体，具有类似于苯的芳香气味。
与苯类似，甲苯分子中也含有一个芳香环结构，但在其中的一个碳原子上还带有一个甲基基团。
这个甲基基团使得甲苯分子间的相互作用力增强，分子间的作用力变得更加紧密。
因此，甲苯的沸点比苯高得多，不易挥发。
除了沸点之外，苯和甲苯还有许多其他的物理化学性质有所不同。
例如，它们的密度、熔点、溶解度等都有所不同。
这些差异使得它们在不同的应用领域中具有不同的用途。
苯是一种重要的有机溶剂，广泛应用于化学工业中。
它可以用于提取天然产物中的有机化合物，也可以作为反应物或溶剂用于有机合成反应中。
由于苯的挥发性较高，它还可以作为燃料或燃料添加剂使用。
甲苯的应用范围更广泛。
它不仅可以用作有机溶剂，还可以用于制造塑料、橡胶、染料、药品、香料等化学品。
此外，甲苯还是一种重要的工业原料，在石化、涂料、油墨等领域中广泛应用。
总之，苯和甲苯是两种常见的有机化合物，它们的沸点是由于它们分子间的相互作用力不同而产生的差异。
这些性质使得它们在不同的应用领域中具有不同的用途。
在今后的化学研究和工业生产中，苯和甲苯将继续发挥重要的作用。
分离苯和甲苯的方法
分离苯和甲苯的方法一、引言苯和甲苯是常见的有机化合物，它们在化工生产和实验室中广泛应用。
由于苯和甲苯在物理性质上的差异，因此可以采用不同的方法来分离它们。
本文将介绍几种常用的分离苯和甲苯的方法。
二、蒸馏法蒸馏法是一种常用的分离混合物的方法，也适用于分离苯和甲苯。
苯和甲苯的沸点分别为80.1℃和137℃，因此可以通过升华蒸馏法来分离它们。
将混合物加热至苯的沸点80.1℃，此时苯开始汽化，蒸汽进入冷凝管，在冷凝管中冷却后变成液体。
将液体收集起来，即可得到纯苯。
然后，将剩余的混合物再次加热至甲苯的沸点137℃，甲苯开始汽化，蒸汽进入冷凝管，在冷凝管中冷却后变成液体。
将液体收集起来，即可得到纯甲苯。
三、萃取法萃取法是一种通过溶剂的选择性溶解来实现分离的方法。
苯和甲苯在极性上有差异，可以利用这一特点来分离它们。
将混合物与适当的溶剂（如乙醇）进行充分混合，使苯和甲苯溶解在溶剂中。
然后，由于苯的极性较低，与溶剂的相互作用较弱，可以通过分液漏斗将溶液和溶剂分离。
分离后的溶液中含有苯和甲苯，再经过蒸馏法可以得到纯苯和纯甲苯。
四、结晶法苯和甲苯的溶解度在温度上有所不同，可以利用这一特点来进行分离。
将混合物加热至溶解度较高的温度，使苯和甲苯完全溶解。
然后，将溶液缓慢冷却，使苯和甲苯逐渐结晶出来。
通过过滤和干燥，即可得到纯苯和纯甲苯。
五、活性炭吸附法活性炭对苯和甲苯有较强的吸附能力，可以利用这一特性来分离它们。
将混合物与活性炭充分接触，让活性炭吸附其中的苯和甲苯。
然后，通过洗涤或蒸馏等方法，将被吸附的苯和甲苯从活性炭上脱附下来。
最后，利用蒸馏等方法，可以得到纯苯和纯甲苯。
六、结论分离苯和甲苯的方法有很多种，常用的包括蒸馏法、萃取法、结晶法和活性炭吸附法。
根据实际需要和条件，选择合适的方法进行分离，可以得到纯度较高的苯和甲苯。
分离苯和甲苯的方法在工业生产和实验室中具有重要的应用价值。
实验六完全互溶双液体系沸点
实验六完全互溶双液体系沸点～组成图的绘制一、实验目的1．了解溶液的沸点与气液二相组成的关系；2．绘制环己烷－异丙醇溶液的沸点～组成图；3．进一步理解分馏原理；4．掌握阿贝折光仪的正确使用方法。
二、基本原理液体的沸点是液体的饱和蒸气压与外压相等时的温度。
在一定的外压下，单一组分的液体有确定的沸点值，对于一个完全互溶的双液体系，沸点不仅与外压有关，还和液体的组成有关。
在常温下，具有挥发性的A和B两种液体以任意比例相互溶解所组成的物系，在恒定压力下表示该溶液沸点与组成关系的相图称之为沸点～组成图，即T ～x图。
完全互溶双液体系在恒压下的沸点～组成图大致可分为以下三类。
图6－1简单互溶双液体系的T～x图图6－2具有最高恒沸点的T～x图图6－3具有最低恒沸点的的T～x图第Ⅰ类：溶液沸点介于两纯组分沸点之间，如苯与甲苯的混合体系，其沸点～组成图如图6－1所示。
此类溶液在恒压下蒸馏时，其气相组成和液相组成并不相同，具有较低蒸气压的液体(B)在气相中的组成X B(g)总是小于在液相中的组成X B(l)，因此可以通过反复蒸馏——精馏，使互溶的二组分完全分离。
第Ⅱ类：溶液具有最高恒沸点，如卤化氢和水、丙酮与氯仿等，其沸点～组成图如图6－2所示。
第Ⅲ类：溶液具有最低恒沸点，如苯与乙醇、乙醇与水、环己烷与异丙醇、环己烷与乙醇、乙醇与1，2－二氯乙烷等，其沸点～组成图如图6－3所示。
在第Ⅱ、Ⅲ类的T ～x图中，出现极值点(极大值或极小值)，在极值点处加热蒸发时，只能使气相的总量增加，气液相组成及沸点均保持不变，此点的温度称为恒沸点。
在恒沸点时，气相的组成与液相的组成相同，称为恒沸组成。
而具有此组成的混合物称为恒沸混合物。
对于Ⅱ、Ⅲ两类溶液，简单的反复蒸馏只能获得某一纯组分和恒沸混合物，而不能同时得到两种纯组分。
恒沸点和恒沸混合物的组成与外压有关，改变外压可使恒沸点和恒沸混合物的组成发生变化。
本实验环己烷与异丙醇的混合物属于第Ⅲ类溶液，具有最低恒沸点。
有机化学实验报告实例熔沸点的测定
有机化学实验报告实例熔沸点的测定实验目的：1.测定苯酚和甲苯的熔沸点，并确定其纯度；2.观察溶液的升华现象。
实验原理：熔沸点是物质的物理性质之一，是在一定的压力下，物质从固态转变为液态或气态所需的温度。
在纯净的物质中，熔沸点的值具有一定的规律和固定的数值，不同物质间具有不同的熔沸点。
在测定熔沸点时，也经常用到气液相平衡的方法。
实验操作：1.实验材料准备苯酚，甲苯，试剂酒精，八字焊管，烤箱，恒温水浴，温度计，实验笔记本。
2.苯酚的熔沸点测定：在20 mL恒温水浴内加入2 g的苯酚，搅拌溶解后，将带有温度计的八字焊管倒置，垂直浸入恒温水浴中，直至水银柱完全贴合玻璃墙，读取温度计上的实时温度，直到苯酚熔化开始时，银汞柱开始上升。
读取上升前后两时刻的温度值并取平均数，得到苯酚的熔点。
同样的方法重复以上步骤，以测定甲苯的熔点。
3.苯酚和甲苯的沸点测定将约2克的苯酚或甲苯放入八字焊管中，在倾斜的玻璃管上方套上一层橡皮膜，将焊管固定在蒸馏装置上，加热直至出现均匀的沸腾现象。
通过维持沸腾稳定并保持恒定沸沸状态以确定其沸点，记录下温度计上相应的实时温度。
4.苯酚的升华现象的观察将适量的苯酚放在称上，加热到60℃，然后取出让其冷却，记录下升华的现象（苯酚由固态直接升华为气态）。
实验结果：1.苯酚的熔点为47.1℃；2.甲苯的熔点为-94.9℃；3.苯酚的沸点为182.7℃；4.甲苯的沸点为139.0℃；5.苯酚加热至60℃，观察到了升华现象。
实验讨论：测得的苯酚的熔点为47.1℃，甲苯的熔点为-94.9℃。
在两个结果中，苯酚的熔点比甲苯高，这是因为相对来说，苯酚的分子间作用力比较强，其分子之间的静电相互作用力，氢键等的相互作用力都比较强，相比于甲苯，苯酚的熔点比较高；而甲苯比苯酚的熔点低是因为，甲苯的分子相对苯酚而言，其分子之间的相互吸引作用较小，分子间的静电相互作用力、氢键等也比较弱。
苯酚的沸点为182.7℃，甲苯的沸点为139.0℃。
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。
苯-甲苯的混合物
1设计任务及操作条件工艺条件及数据（1）原料液含苯42％（质量分率，下同）；（2）馏出液含苯98％，残液含甲苯97％；（3）泡点进料；（4）料液可视为理想溶液；（5）生产能力：13000t/year 年开工7200小时。
（6）塔板类型：浮阀塔板操作条件（1）常压操作；（2）回流液温度为塔顶蒸汽的露点；（3）塔顶压力 4kPa（表压）；（4）单板压降≤；（5）间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm2（绝压）；（6）冷却水进口温度300C，出口温度450C；（7）设备热损失为加热蒸汽供热量的5％。
2厂址厂址为长沙地区。
3设计方案的确定本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏内。
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后送至储罐。
该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作比取最小回流比的2倍。
塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
表1 苯-甲苯汽液平衡4主要工艺计算精馏塔的物料衡算（1）原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数=78.11kg/kmol苯的摩尔质量 Ma=92.13kg/kmol甲苯的摩尔质量 MbXF =0.4278.110.420.58 78.1192.13+=X D =0.9878.110.980.02 78.1192.13+=X W =0.0378.110.030.9778.1192.13+=图1精馏塔工艺流程图(2)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=⨯（）⨯=85.67kg/kmolMD=⨯（）⨯=78.35kg/kmolMW=⨯（）⨯=91.64kg/kmol(3)物料衡算原料处理量 F=130001000 720085.67⨯⨯=h总物料衡算 =D+W`苯物料衡算⨯联立解得:D=h W=h表2物料衡算表进料出料项目 数量（kmol/h ）项目 数量（kmol/h ）进料F 合计产品D 塔底出量W 合计塔板数的确定(1)理论板层数N T 的求取苯-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-甲苯物系的气液平衡数据，绘出x-y 图 见图2 ②求最小回流比及操作回流比0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.9 1.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0bf XfDWed g图2图解法求理论塔数示意图采用作图法求最小回流比。
苯和甲苯物性参数
下图是板式塔的简略图:
表1苯和甲苯的物理性质
项目 分子式 分子量M 沸点（C ） 临界温度tc （C ）
临界压强F C （kPa ）
苯A
GH s 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯B C 6H 5— CH 92.13 110.6
318.57 4107.7
表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压
温度
c
80.1 85 90 95 100 105 110.6 r o P A ,kPa 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.0
P B , kPa
40.0
46.0 54.0 63.3 74.3 86.0 表3常温下苯一甲苯气液平衡数据（[2] :
P 8例1 — 1附表2）
温度
c
80.1 85 90 95 100 105 液相中苯的摩尔分率 1.000 0.780 0.581 0.412 0.258 0.130 汽相中苯的摩尔分率 1.000 0.900 0.777
0.630
0.456
0.262
表4 纯组分的表面张力（[1] : R 78附录图7）
温度
80
90
100
110
120
T
T
--■ - ■ .
1:
T
*- a 1
i - II ■
-厂
•冷凝水 T 苇長盂舉）
回潇躍
V m
I
再沸器
一塔顶产品 （或冷遥为谓出加热水蒸汽
表5 组分的液相密度（[1] : P382附录图8）
表6液体粘度比（[1] : P365）
表7常压下苯——甲苯的气液平衡数据
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苯和甲苯物性参数(精选.)
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
100.0
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下图是板式塔的简略图：
表1苯和甲苯的物理性质
项目
分子式
分子量M
沸点（℃）
临界温度tC（℃）
临界压强PC（kPa）
苯A
C6H6
78.11
80.1
288.5
6833.4
甲苯B
C6H5—CH3
92.13
110.6
318.57
4107.7
表2苯和甲苯的饱和蒸汽压
温度
80.1
85
90
95
100
105
110.6
汽相中苯的摩尔分率
1.000
0.900
0.777
0.630
0.456
0.262
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/m
21.2
21.7
20
20.6
18.8
19.5
17.5
18.4
16.2
17.3
表5组分的液相密度([1]： 附录图8)
温度(℃)
97.13
30.0
50.7
95.58
35.0
56.6
94.09
40.0
61.9
92.69
45.0
66.790.11
例6-1苯(A)与甲苯(B)的饱和蒸气压和温度的关系数据如本...
例6-1苯（A）与甲苯（B）的饱和蒸气压和温度的关系数据如本题附表1所式。
试利用拉乌尔定律和相对挥发度，分别计算苯—甲苯混合液在总压P为101.33kPa下的气液平衡数据，并作出温度—组成图。
该溶液可视为理想溶液。
例6-1 附表1，kPa，kPa解：（1）利用拉乌尔定律，计算气液平衡数据在某一温度下由本题附表1可查得该温度下纯组分苯与甲苯的饱和蒸气压与，由于总压P为定值，即，则用式求液相组成x，再应用式求平衡的气相组成y，即可得到一组标绘平衡温度—组成（t-x-y）图的数据。
以为例，计算过程如下：和其它温度的计算结果列于本题附表2中。
例6-1 附表2根据以上数据，即可标绘得到如图所示的t-x-y图。
（2）利用相对挥发度，计算气液平衡数据因苯—甲苯混合液为理想溶液，故其相对挥发度可用下式计算，即：以95℃为例，则：其它温度下的α值列于题附表3中。
通常，在利用相对挥发度法求x-y关系时，可取温度范围内的平均相对挥发度，在本题条件下，附表3中两端温度下的α数据应除外（因对应的是纯组分，即为x-y曲线上两端点），因此可取温度为85℃和105℃下的α平均值，即：将平均相对挥发度代入下式中，即并按附表2中的各x值，由上式即可算出气相平衡组成y，计算结果也列于附表3中。
比较本题附表2和附表3，可以看出两种方法求得的x-y数据基本一致。
对两组分溶液，利用平均相对挥发度表示气液平衡关系比较简便。
例6-1 附表3例6-2对某两组分理想溶液进行常压闪蒸，已知为0.5（原料液中易挥发组分的摩尔分率），若要求气化率为60%，试求闪蒸后平衡的气液相组成及温度。
常压下该两组分理想溶液的x-y及t e-x关系如本例附图所示。
解：由题意知所以，在本例附图（x-y图）中通过点e（0.5，0.5）作斜率为-0.667的直线ef，由该直线与x-y平衡曲线交点f的坐标，即可求得平衡的气液相组成，即：再由附图中t e～x曲线，从可求得平衡温度，即例6-3对例6-2中的液体混合物进行简单蒸馏，若气化率仍为60%，试求釜残液组成和馏出液平均组成。
苯—甲苯精馏塔
摘要在化工生产中，精馏是最常用的单元操作,，是分离均相液体混合物的最有效方法之一。
塔设备一般分为级间接触式和连续接触式两大类。
前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。
70年代初能源危机的出现，突出了节能问题。
随着石油化工的发展，填料塔日益受到人们的重视，此后的20多年间，填料塔技术有了长足的进步，涌现出不少高效填料与新型塔。
苯和甲苯的分离对于工业生产具有重要的意义。
关键词：苯甲苯精馏塔目录摘要 (1)目录 (2)前言 (3)第一章文献综述 (4)1.1苯 (4)1.1.1苯的来源 (4)1.1.2苯的性质 (5)1.2甲苯 (6)1.2.1甲苯的来源 (6)1.2.2甲苯的性质 (6)1.3精馏塔的介绍 (8)1.4精馏原理 (9)1.5精馏技术的进展 (9)第二章设计部分 (11)2.1设计任务 (11)2.2设计方案的确定 (11)2.2.1装置流程的确定 (11)2.2.2操作压力的选择 (12)2.2.3进料热况的选择 (12)2.2.4加热方式的选择 (13)2.2.5回流比的选择 (13)2.3精馏塔的工艺计算 (13)2.3.1精馏塔的物料衡算 (13)2.3.2理论板层数NT的求取 (14)2.3.3实际板层数的求取 (15)2.3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15)2.3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17)2.3.6塔板主要工艺尺寸的计算 (18)2.3.7筛板的流体力学验算 (20)2.3.8塔板负荷性能图 (22)第三章结论 (26)参考文献 (28)附录 (29)致谢 (32)前言根据资料显示:苯沸点80.1度,而甲苯是110.6,两样物质化学性质相近,故只能采用沸点不同进行分离,可将混合物置于水浴中,进行蒸馏，这种方法只能得到的纯度不可能达到百分之九十九，故可参考酒精和水分离方法，当用普通的蒸馏方法提纯达到97.6％(体积分数)之前，挥发系数K大于1,但到了97.6％这个点时,挥发系数K就会等于1,这时酒精再也不能从混合液中挥发出来,于是就再下不能往下得到纯度更高的酒精溶液，同样,甲苯和苯混全物中,当用常规方法提取苯到一定浓度时,当苯的纯度达到了像97.6％这样的这个点时,就再也不能往下提纯了,只有用负压精蒸的方法才能进行，当压力下降到一定值时,再蒸馏就可以达到更到纯度了,甚至可达到100％。
不同温度苯和甲苯的比热容表
甲苯的比热容为0.86 1.76J/( kg·K )。
甲苯是无色澄清液体。
有苯样气味。
有强折光性。
能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，极微溶于水。
相对密度0.866。
凝固点-95℃。
沸点110.6℃。
折光率 1.4967。
闪点（闭杯）4.4℃。
易燃。
蒸气能与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限1.2%～7.0%（体积）。
低毒，半数致死量（大鼠，经口）5000mg/kg。
高浓度气体有麻醉性。
有刺激性。
甲苯的用途：甲苯大量用作溶剂和高辛烷值汽油添加剂，也是有机化工的重要原料，但与同时从煤和石油得到的苯和二甲苯相比，目前的产量相对过剩，因此相当数量的甲苯用于脱烷基制苯或岐化制二甲苯。
甲苯衍生的一系列中间体，广泛用于染料。
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5
表明这时液相的成分和气相的成分完全相同， 这样的A和B就不能用蒸馏(或分馏)来分离。 表明沸点较低的B在气相中的浓度较在液相中为大
6
在将此蒸气冷凝得到的液体中，B的组分比在原 来的液体中多（这种气体冷凝的过程就相当于蒸 馏的过程）。如果将所得到的液体再进行汽化， 在它的蒸气经冷凝后的液体中，易挥发的组分又 将增加。如此多次重复，最终就能将这两个组分 分开（凡是形成共沸混合物的不能分开）。 分馏就是利用分馏柱来实现这一（多次重复） 的蒸馏过程。
17
当冷凝管中有蒸馏液流出时，控制加热速度， 使馏出液以1滴/2-3秒的速度蒸出。这样可以 达到较好的分馏效果。 待低沸点组分蒸完后，再渐渐升高温度。当第 二个组分蒸出时会产生沸点的迅速上升。上述 情况是假定分馏体系有可能将混合物的组分进 行严格的分馏。一般则有相当大的中间馏分（ 除非沸点相差很大）。
16
3、分馏操作步骤
分馏操作和蒸馏大致相同，将待分馏的化合 物放入圆底烧瓶中，加入2-3粒沸石，柱外可 用石棉绳包住，这样可以减少柱内热量的散发， 减少风和室温的影响。选用合适的热源加热， 液体沸腾后要注意调节浴温，使蒸气慢慢升入 分馏柱，约10-15分钟后蒸气达到柱顶（可用 手摸柱壁，若烫手表示蒸气已达该处）。
22
19
3 、必须尽量减少分馏柱的热量损失和
波动。柱的外围可用石棉绳包住，这样可 以减少柱内热量的散发，减少风和室温的 影响，也减少了热量的损失和波动，使加 热均匀，使分馏操作平稳地进行。
20
五、思考题
1、分馏和蒸馏在原理及装置上有哪些异同？如 果是两种沸点很接近的液体组成的混合物能否用 分馏来提纯呢？
7
在分馏柱内，当上升的蒸气与下降的冷凝 液互相接触时，上升的蒸气部分冷凝放出 热量使下降的冷凝液部分气化，两者之间 发生了热量交换，其结果，上升蒸气中低 沸点组分增加，最后被蒸馏出来，而高沸 点组分不断流回到加热的容器中。
8
为了解分馏原理最好是应用恒压下的沸点— 组成曲线图(称为相图，表示这两组分体系中 相的变化情况)。通常它是用实验测定在各温 度时气液平衡状况下的气相和液相的组成， 然后以横坐标表示组成，纵坐标表示温度而 作出的(如果是理想溶液，则可直接由计算作 出)。下图即是大气压下的苯—甲苯溶液的沸 点—组成图
9
苯—甲苯溶液的沸点—组成图
10
从图中可以看出，由苯20％和甲苯80％组 成的液体(L1)在102C时沸腾，和此液相平 衡的蒸气(V1)组成约为苯40％和甲苯60％。 若将此组成的蒸气冷凝成同组成的液体(L2)， 则与此溶液成平衡的蒸气(V2)组成约为苯68 ％和甲苯32％。显然如此继续重复，即可 获得接近纯苯的气相 在分馏过程中，有时可能得到与单纯化合物相 似的混合物。它也具有固定的沸点和固定的组成。
3
拉乌尔定律
溶液中每一组分的蒸气压等于此纯物质的蒸 气压和它在溶液中的摩尔分数的乘积。亦即：
PA、PB分别为的蒸气压，XA和XB别为A和B在溶 液中的摩尔分数。
溶液的总蒸气压：
4
道尔顿分压定律
根据道尔顿分压定律，气相中每一组分的蒸 气压和它的摩尔分数成正比。因此在气相中 各组分蒸气的成分为：
一、 实验目的
1、熟悉和掌握分馏的基本原理，应用范围。 2、掌握分馏柱的工作原理和常压下的简单分馏操
作方法。
1
二、 实验原理
蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用 方法。蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差 30℃以上，才可以进行分离。
应用分馏柱将几种沸点相近的混合物进行分离 的方法称为分馏。它在化学工业和实验室中被 广泛应用。现在最精密的分馏设备已能将沸点 相差仅1－2℃的混合物分开。利用分馏来分离 混合物的原理与蒸馏是一样的，实际上分馏就 是多次蒸馏。
18
四、实验注意事项
要很好地进行分馏，必须注意下列几点：
1 、分馏一定要缓慢进行，控制好恒定的蒸馏
速度（ 1滴/ 2－3s），这样，可以得到比较 好的分馏效果。
2 、要使有相当量的液体沿柱流回烧瓶中，即
要选择合适的回流比，使上升的气流和下降液 体充分进行热交换，使易挥发组分尽量上升， 难挥发组分尽量下降，分馏效果更好。
1 、分馏柱
分馏柱主要是一根长而垂直、 柱身有一定形状的空管，或 在管中填以特制的填料。总 的目的是要增大液相和气相 接触的面积，提高分离效果。 常见的分馏柱如右图所示
15
2 、分馏装置的正确安装
分馏装置包括热源、蒸馏器、 分馏柱、冷凝管和接受器五 个部分组成（如图），安装 操作与蒸馏类似，自下而上， 先夹住蒸馏瓶，再装上韦氏 分馏柱和蒸馏头、然后装上 冷凝管、接液管及接收瓶。
2
将几种具有不同沸点而又可以完全互溶的液体 混合物加热，当其总蒸气压等于外界压力时， 就开始沸腾气化，蒸气中易挥发液体的成分较 在原混合液中为多。为了简化，我们仅讨沦混 合物是二组分理想溶液的情况，所谓理想溶液 即是指在这种溶液中，相同分子间的相互作用 与不同分子间的相互作用是一样的。也就是各 组分在混合时无热效应产生，体积没有改变。 只有理想溶液才遵守拉乌尔定律。
2、若加热太快，馏出液＞1－2滴／s（每秒钟的 滴数超过要求量），用分馏分离两种液体的能力 会显著下降，为什么？
3、用分馏柱提纯液体时，为了取得较好的分离 效果，为什么分馏柱必须保持有一定的回流液？
21
4、在分离两种沸点相近的液体时，为什么装有 填料的分馏柱比不装填料的效率高？ 5、什么叫共沸物？为什么不能用分馏法分离共 沸混合物？ 6、在分馏时通常用水浴或油浴加热，它比直接 火加热有什么优点？
11
其气相和液相的组成也完全相同，因此不能用 分馏法进一步分离。这种混合物称为共沸混合 物（或恒沸混合物）。共沸混合物虽然不能用分 馏来进行分离，但它不是化合物，它的组成和 沸点随压力而改变，用其它方法破坏共沸组分后 再蒸馏可以得到纯粹的组分。
几种常见的共沸混合物见下表
12
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三、分馏过程