苯-甲苯筛板式精馏塔设计终结版
苯_甲苯连续板式精馏塔的设计方案
苯-甲苯连续板式精馏塔的设计方案1.1精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。
但易漏液，易堵塞。
然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。
1.2再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔气液两相间的接触传质得以进行。
本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程的载热体供热。
立式热虹吸特点：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
1.3冷凝器以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。
1.4精馏设计方案的制定及说明1.5基础数据的搜集表1 苯和甲苯的物理性质L表8常压下苯——甲苯的气液平衡数据2.工艺计算2.1生产要求:原料液组成：苯34.5%（wt%）。
产品中：苯含量98.5% 残夜中：苯含量1%2.2塔的物料衡算：料液及塔顶.塔底产品含苯摩尔分数:011.013.92/9911.111.781987.013.925.111.785.9811.785.98383.013.925.6511.785.3411.785.34=+==+==+=w D f x x x平均摩尔质量:Mf=0.383⨯78.11+(1-0.383)⨯92.13=86.767kg/mol Md=0.987⨯78.11+(1-0.987)⨯92.13=78.29kg/mol Mw=0.011⨯78.11+(1-0.011) ⨯92.13=91.98kg/mol 物料衡算:总物料衡算 : D+W=F易挥发组分物料衡算 : D ×Xd+W ×Xw=F ×XfF=33.3*1038.03386.767=kmol/h D=14.497kmol/h W=23.536kmol/h设计成泡点进料后: min 0.6080.9871.680.3830.608F D F F y x R x y --===-- (查得Xf=0.383时Yf=0.608)2.3理论板层数NT 的求取min R =1.68由逐板计算法借助EXCEL 算出各个回流比下理论塔板数：y=0.686x+0.310 1.5100.00561 y'=1.510x-0.00561 y=0.702x+0.294 1.484 0.00533 y'=1.484x-0.00533 y=0.716x+0.280 1.461 0.00507 y'=1.461x-0.00507 y=0.729x+0.267 1.440 0.00484 y'=1.440x-0.00484 y=0.759x+0.238 1.392 0.00431 y'=1.392x-0.00431 y=0.751x+0.245 1.403 0.00444 y'=1.403x-0.00444 y=0.761x+0.235 1.387 0.00426 y'=1.387x-0.00426 y=0.771x+0.2261.372 0.00410 y'=1.372x-0.00410相平衡方程为: 2.47 1.47nn ny x y =-R NTR NT*(R+1) 1.2Rmin 21 2.016 63.3360 1.3Rmin 21 2.184 66.8640 1.4Rmin 19 2.352 63.6880 1.5Rmin 18 2.520 63.3600 1.6Rmin 17 2.688 62.6960 1.7Rmin 16 3.142 66.2656 1.8Rmin 16 3.024 64.3840 1.9Rmin 16 3.192 67.0720 2.0Rmin 16 3.360 69.7600图1 最优回流比的选择由图可得最优回流比R=1.6Rmin=2.688 由图得NT ＝17（包括再沸器）。
苯-甲苯分离精馏塔设计
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化 工 原 理 课程设计
题目： 苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计
系部名称 计算机科学与工程系
专业班级 09 化学工程与工艺
学生姓名
熊碧玉
学生学号 109333280102
指导教师
覃月宁
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2011 年 12 月 20 日
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
关键词：筛板塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图
w.
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第一章 绪论
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。
板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛 板、新型垂直筛板、蛇形、S 型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式 筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛 板、泡罩塔板等。
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： 66000t 原料组成（甲苯的质量分数）：40% 料液初温： 30℃ 操作压力：常压 101.3 kPa 操作 回流比：R=1.3R min 单板压降：自选 进料状态：饱和液体进料 塔顶产品浓度： 98% 塔底釜液含甲含量不高于 2%（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：300 天/年，每天 24h 运行 冷却水温度：20℃～30℃ 设备形式：筛板塔
苯―甲苯精馏分离板式塔设计
板式精馏塔设计任务书设计者：班级学号：指导老师：日期：一、设计题目：苯―甲苯精馏分离板式塔设计设计一座苯―氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%的氯苯28000吨，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，原料液中含氯苯30%（以上均为质量分数）二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（氯苯）20000吨/年塔顶馏出液含氯苯≤2%塔顶馏出液含苯%≥98塔底釜残液含氯苯%≥998.塔底釜残液含苯%≤2.0产品纯度99.8%操作周期7200小时/年进料组成50%塔效率60%2、操作条件操作压力常压（表压）进料热状态泡点进料回流比 2塔底加热蒸气压力0.5MP（表压）单板压降：≤0.7 kPa3、塔板类型筛板4、工作日每年300天每天24小时连续运行5、厂址三、设计内容：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、塔板主要工艺尺寸的计算；6、塔板的流体力学验算；7、塔板负荷性能图；8、精馏塔接管尺寸计算；9、绘制生产工艺流程图；10、绘制精馏塔设计条件图；11、绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）；12、对设计过程的评述和有关问题的讨论。
四、设计基础数据其他物性数据可查相关手册目录1.精馏塔的概述 (4)1.1塔设备的类型 (4)1.2塔设备的性能指标 (4)1.3 板式塔与填料塔的比较 (5)1.4精馏原理 (5)2．设计标准 (6)3.设计方案的分析和拟订 (6)4.各部分结构尺寸的确定和设计计算 (6)4.1.设计方案的确定 (6)4.2.精馏塔的物料衡算 (8)4.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (9)4.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9)4.2.3物料衡算 (9)4.3.塔板数的确定 (10)4.3.1理论板层数NT的求解 (10)4.3.2实际板层数的求取 (12)4.4.精馏段的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)4.4.1 精馏段操作压力计算 (12)4.4.2提馏段操作压力的计算 (12)4.4.3操作温度计算 (13)4.4.4平均摩尔质量计算 (13)4.4.5平均密度的计算 (14)4.4.6液体平均表面张力计算 (15)4.4.7液体平均黏度的计算 (16)4.5.精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 (16)4.5.1.塔径的计算 (16)4.5.2精馏塔有效高度的计算 (18)4.6.塔板主要工艺尺寸的计算 (18)4.6.1溢流装置计算 (18)4.6.2塔板布置 (19)4.7.筛板的流体力学验算 (21)4.7.1塔板压降 (21)4.7.2液面落差 (22)4.7.3液沫夹带 (22)4.7.4液漏 (22)4.7.5.液泛 (23)4.8.塔板负荷性能图 (23)4.8.1漏液线 (23)4.8.2液沫夹带线 (24)4.8.3液相负荷下限线 (25)4.8.4液相负荷上限线 (25)4.8.5液泛线 (25)五、设计小结 (28)六、参考资料 (29)设计说明书一、精馏塔的概述1.1塔设备的类型设备塔是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的汽液传质设备。
10万吨年苯-甲苯分离板式精馏塔设计
10 万吨年苯-甲苯分离板式精馏塔设计苯—甲苯分离板式精馏塔的设计1。
概述 (1)1.1设计题目 (1)1.2操作条件 (1)2。
设计内容 (1)2。
1本设计任务为分离苯—甲苯混合物 (1)2。
2 精馏塔的物料衡算 (1)2.2。
1原料液及塔顶、塔底的摩尔分率 (1)2.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (2)2。
2.3 物料衡算 (2)2。
3塔板数的确定 (2)2.3。
1 理论板层数T N的求取 (2)2。
3.2实际板层数的求取 (3)2.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (3)2.4。
1操作压力的计算 (3)2。
4。
2 操作温度计算 (3)2。
4.3 平均摩尔质量计算 (4)2.4。
4平均密度计算 (4)2.4.4。
1气相平均密度计算 (4)2。
4。
4。
2液相平均密度计算 (4)2.4.5 液体平均表面张力的计算 (5)2.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (6)2。
5。
1塔径的计算 (6)2.5。
2精馏塔有效高度的计算 (7)2.6塔板主要工艺尺寸的计算 (7)2.6.1溢流装置计算 (7)2。
6.1.1堰长w l (7)2。
6。
1.2溢流堰高度w h …………………………………………………7 2.6。
1。
3弓形降液管宽度d W 和截面积fA (8)2.6.1。
4降液管底隙高度o h ...................................................8 2。
6。
2塔板布置 (8)2.6.2.1塔板的分块............................................................8 2。
6。
2。
2边缘区宽度确定......................................................8 2。
6.2。
3开孔区面积计算......................................................8 2。
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。
苯-甲苯体系板式精馏塔设计
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载苯-甲苯体系板式精馏塔设计地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容化工原理课程设计设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计化工原理课程设计任务书设计任务分离含苯 35% ，甲苯65%的二元均相混合液，要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。
（以上均为质量分率）物料处理量： 20000吨/年。
（按300天/年计）物料温度为常温（可按20℃计）。
设计内容设计一常压下连续操作的板式精镏塔，设计内容应包含：方案选择与流程设计；工艺计算（物料、热量衡算，操作方式与条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）；主体设备设计，塔板选型与布置，流体力学性能校核，操作负荷性能图，附属设备选型；绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图；（设计图纸可手工绘制或CAD绘图）计算机辅助计算要求物性计算①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序；②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。
气液相平衡计算①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序；②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。
精馏塔计算①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序；②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。
采用上述程序对设计题目进行计算报告要求设计结束，每人需提交设计说明书（报告）一份，说明书格式应符合毕业论文撰写规范，其内容应包括：设计任务书、前言、章节内容，对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明，必要时可附程序清单；说明书中各种表格一律采用三线表，若需图线一律采用坐标纸（或计算机）绘制；引用数据与计算公式须注明出处（加引文号），并附参考文献表。
化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计(最终版)
实用标准文档化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计聊城大学目录一序言 (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。
苯—甲苯分离过程筛板式精馏塔设计
武汉工程大学邮电与信息工程学院课程设计说明书设计题目学号学生姓名专业班级指导教师总评成绩年月日目录摘要 (I)Abstract (II)第一章概述 .......................................................................... 错误!未定义书签。
1.1 精馏塔设计任务............................................................. 错误!未定义书签。
1.2 精馏塔设计方案的选定................................................. 错误!未定义书签。
第二章精馏塔的设计计算 ................................................ 错误!未定义书签。
2.1 精馏塔的物料衡算......................................................... 错误!未定义书签。
2.2 塔板数的确定................................................................. 错误!未定义书签。
2.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6)第三章筛板式精馏塔塔体工艺尺寸计算 (11)3.1 塔径的计算........................................................................ .11 3.2 筛板主要工艺尺寸的计算 .. (13)第四章筛板塔的流体力学验算 (17)4.1 校核 (17)4.2 塔板负荷性能图计算 (23)第五章塔附属设备选型及计算 (29)5.1 冷凝器 (29)5.2 再沸器 (29)5.3 进料管管径 (29)5.4 回流管管径 (30)5.5 塔顶蒸汽接管管径 (30)5.6 塔釜排出管管径 (31)5.7 法兰的选用 (31)5.8 塔体结构设备—塔高 (32)第六章精馏塔工艺设计参数说明 (37)设计小结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)摘要设计一座苯-甲苯连续精馏塔，根据物性特征，产品产量和工程、经济合理性来确定塔型和操作条件；通过对原料，产品的要求和物性参数的确定以及对塔体主尺寸的计算，工艺设计和附属设备选型的设计，完成对苯-甲苯精馏工艺流程和主体设备的设计。
分离苯——甲苯混合液的筛板板式精馏塔工艺设计课程设计
课程设计任务书一、设计题目：分离苯——甲苯混合液的筛板板式精馏塔工艺设计二、设计条件：（1）设计规模：苯——甲苯混合液4万t/a。
（2）生产制度：年开工300天，每天三班8小时连续生产。
（3）原料组成：苯含量35%（质量百分率，下同）.（4）进料热状况：含苯35%（质量百分比，下同）的苯——甲苯混合液,25℃.（5）分离要求：塔顶苯含量不低于98%，塔底苯含量不大于0.8%。
（6）建厂地址：大气压为760mmHg，自来水年平均温度为20℃的滨州市三、设计内容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⑴写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源⑵每项设计结束后列出计算结果明细表⑶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天目录摘要 (1)绪论 (1)设计方案的选择和论证 (2)1.设计思路 (2)2．设计方案的确定 (2)第一章塔的工艺设计 (3)1.1基础物性数据 (3)1.2精馏塔的物料衡算 (4)1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)1.2.2平衡线方程的确定 (5)1.2.3进料热状况q的确定 (5)1.2.4操作回流比R的确定 (6)1.2.5求精馏塔的气液相负荷 (6)1.2.6操作线方程 (7)1.2.7用逐板法算理论板数 (7)1.2.8.实际板数的求取 (8)1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)1.3.1进料温度的计算 (8)1.3.2 操作压强 (9)1.3.3平均摩尔质量的计算 (9)1.3.4平均密度计算 (10)1.3.5液体平均表面张力计算 (11)1.3.6液体平均粘度计算 (12)1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (12)1.4.1塔径的计算 (12)1.4.2精馏塔有效高度的计算 (14)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.6塔板布置 (16)1.7筛板的流体力学验算 (17)1.8．塔板负荷性能图（以提镏段为例） (18)1.9小结 (21)第二章热量衡算 (22)2.1相关介质的选择 (22)2.2蒸发潜热衡算 (22)2.2.2 塔底热量 (23)2.3焓值衡算 (24)第三章辅助设备 (27)3.1冷凝器的选型 (27)3.1.1计算冷却水流量 (27)3.1.2冷凝器的计算与选型 (27)3.2冷凝器的核算 (28)3.2.1管程对流传热系数 (28)3.2.2壳程流体对流传热系数 (29)3.2.3污垢热阻 (30)3.2.4核算传热面积 (30)3.2.5核算压力降 (31)3.3泵的选型与计算 (33)3.4 再沸器的选型与计算 (33)3.4.1 加热介质的流量 (33)3.4.2 再沸器的计算与选型 (33)设计结果汇总 (35)致谢 (36)参考文献 (36)主要符号说明 (36)摘要化工生产常需进行二元液相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多次部分冷凝达到轻重组分分离目的的方法。
苯―甲苯精馏分离板式塔设计
化工原理课程设计任务书一、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）90000吨／年操作周期：7200小时/年进料组成：苯含量为40%(质量分数)塔顶产品组成: 98％(质量分数)塔底产品组成: 2%(质量分数)2、操作条件操作压力常压进料热状态泡点进料单板压降：≤0.7 kPa3、设备形式板式精馏塔：筛板4、厂址大连三、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）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定（2）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图6、设计评述及感想四、参考资料[1].陈敏恒，丛德兹等.化工原理（上、下册）（第二版）.北京：化学工业出版社，2000[2].柴诚敬，刘国维，李阿娜.化工原理课程设计.天津：天津科学技术出版社，1995五、格式基本要求（1）纸型：A4纸，单面打印或双面打印均可；（2）页边距：上3.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2.5cm；（3）页眉：2.5cm，页脚：2cm，左侧装订；（4）字体：正文全部宋体、小四（5）行距：多倍行距：1.25，段前、段后均为0，取消网格对齐选项。
（6）包括封面、任务书、目录等，内容大概15—20页六、主要基础数据1.苯和甲苯的物理性质2.常压下苯—甲苯的气液平衡数据温度，℃80.1 85 90 95 100 105 110.6 苯P A°，kPa 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.040.0 46.0 54.0 63.3 74.3 86.0 101.33 甲苯P B°，kPa以上为实验数据，也可用Antoine公式计算：组分 A B C苯 6.023 1206.35 220.24甲苯 6.078 1343.94 219.583、液相密度，温度，℃80 90 100 110 120苯815 803.9 792.5 780.3 768.9甲苯810 800.2 790.3 780.3 770.04、液体的表面张力，10-3N/m温度，℃80 90 100 110 120苯21.27 20.06 18.85 17.66 16.49甲苯21.69 20.59 19.94 18.41 17.315、液体粘度，10-3Pa s温度，℃80 90 100 110 120苯0.308 0.279 0.255 0.233 0.215甲苯0.311 0.286 0.264 0.254 0.288温度，℃80 90 100 110 120苯394.1 386.9 379.3 371.5 363.2甲苯379.9 378.8 367.6 361.2 354.6。
苯甲苯分离过程筛板式精馏塔设计方案
苯甲苯分离过程筛板式精馏塔设计方案第一章概述化工生产中所处理的原料，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为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，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。
精馏过程在能量计的驱动下，使气、液两相多次直接接触和分离，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。
本次设计任务为设计一定处理量的分离苯和甲苯混合物精馏塔。
筛板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对筛板式精馏塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。
与泡罩塔相比，筛板式精馏塔具有很多优点，其生产能力（20%—40%）塔板效率（10%—50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装、维修都较容易。
[1]在本设计中我们使用筛板塔，筛板塔的突出优点是结构简单，造价低。
合理的设计和适当的操作筛板塔能满足要求的操作弹性，而且效率高。
采用筛板可解决堵塞问题，适当控制漏液。
筛板塔是最早应用于工业生产的设备之一，五十年代之后，通过大量的工业实践逐步改进了设计方法和结构。
近年来与浮阀塔一起成为化工生产中主要的传质设备。
为减少对传质的不利影响，可将塔板的液体进入区制成突起的斜台状，这样可以降低进口处的速度，使塔板上气流分布均匀。
筛板塔多用不锈钢板或合金制成，使用碳钢的比较少。
实际操作表明，筛板在一定程度的漏夜状态下操作使其板效率明显下降，其操作的负荷范围比泡罩塔窄，但设计良好的塔其操作弹性仍可达到2-3。
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。
苯—甲苯精馏分离板式塔设计
一设计题目：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）7000吨／年操作周期300天／年进料组成35%（质量分率，下同）塔顶产品组成99.8%塔底产品组成0.2%2、操作条件操作压力 4 kPa （表压）进料热状态泡点进料单板压降≯0.7 kPa回流比： R=2Rmin 由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为0.63、设备型式筛板精馏塔4、厂址荆门地区三、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）塔和塔板主要工艺结构的设计计算（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4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
四、设计要求1、设计程序简练清楚，结果准确并有汇总表。
2、计算公式、图表正确并注明来源，符号和单位要统一。
五、设计时间：四周注意事项：1、写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源；2、每项设计结束后，列出计算结果明细表3、图、表分别按顺序编号4、按规定的时间进行设计，并按时完成任务四、要求（1）对精馏过程进行描述（2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算（3）对精馏塔进行设计计算（4）对精馏塔的附属设备进行选型（5）画一张精馏塔的装配图（6）编制设计说明书符号说明英文字母－阀孔的鼓泡面积m2Aα－降液管面积 m2Af－塔截面积 m2ATb －操作线截距c －负荷系数（无因次）c－流量系数（无因次）D －塔顶流出液量 kmol/hD －塔径 md－阀孔直径 m－全塔效率（无因次）ETE －液体收缩系数（无因次）e－物沫夹带线 kg液/kg气vF －进料流量 kmol/h－阀孔动能因子 m/sFg －重力加速度 m/s2H－板间距 mTH －塔高 mH－清液高度 md－与平板压强相当的液柱高度 mhc－与液体流径降液管的压降相当液柱高度 m hd－与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度 m hr－板上鼓泡高度 mhf－板上液层高度 mhL－降液管底隙高度 mhh－堰上液层高度 m02v－与板上压强相当的液层高度 mhp－与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度 m hσ－溢液堰高度 mh2vK －物性系数（无因次）－塔内下降液体的流量 m3/sLs－溢流堰长度 mLwM －分子量 kg/kmolN －塔板数－实际塔板数Np－理论塔板数NTP －操作压强 PaΔP－压强降 Paq －进料状态参数R －回流比－最小回流比Rminu －空塔气速 m/sw －釜残液流量 kmol/h－边缘区宽度 mwc－弓形降液管的宽度 mwd－脱气区宽度 mwsx －液相中易挥发组分的摩尔分率y －气相中易挥发组分的摩尔分率z －塔高 m希腊字母α－相对挥发度μ－粘度 Cpρ－密度 kg/m3σ－表面张力下标r －气相L －液相l －精馏段q －q线与平衡线交点min－最小max－最大A －易挥发组分B －难挥发组分化工原理课程设计----------筛板塔的设计第一章流程及生产条件的确定和说明第一节概述流程示意图冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器←~ 塔底产品冷却器→氯苯的储罐→氯苯精馏塔是现在化工厂中必不可少的设备，因此出现了很多种的精馏塔。
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（强烈推荐）苯-甲苯精馏塔的设计毕业论文《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=20.5th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)4.3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)9.2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)10.3塔顶蒸汽管 (32)10.4回流管 (32)10.5再沸返塔蒸汽管 (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20.5th，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%。
苯甲苯分离过程筛板精馏塔的设计
化工原理课程设计说明书苯-甲苯分离过程筛板精馏塔设计院系：化学与化工学院专业班级：化工09本（2）姓名：李春红学号：0906210248指导老师：李梅设计时间：2012年5月25日—2012年6月8日目录第一部分课程设计任务书.............................................. ... ... . (1)一、设计名称 (4)二、设计条件 (4)三、设计说明书内容 (3)第二部分设计内容 (5)一、设计任务 (5)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔质量 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数和平均摩尔质量 (6)3.物料衡算原料处理量 (6)三、塔板数的确定 (7)1.理论板层数T N的求取 (7)2.全塔效率T E..................................................... 错误!未定义书签。
3.实际板层数的求取 (9)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)1.操作压强、温度的计算 (9)2.平均摩尔质量计算 (10)3.平均密度计算 (10)4.液相平均表面张力计算 (11)5.液相平均粘度计算 (12)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)1.塔径的计算 (13)2.精馏塔的有效高度的计算 (14)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (14)1.溢流装置计算 (14)2.塔板布置 (16)3.筛孔数n与开孔率 ......................................... 错误!未定义书签。
七、筛板的流体力学验算 (17)1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h .............. 错误!未定义书签。
2.雾沫夹带量V e的验算 (18)3.漏液的验算 (19)4.液泛验算 (19)八、塔板负荷性能图 (20)1.漏液线 (20)2.雾沫夹带线 (21)3.液相负荷下限线 (22)4.液相负荷上限线 (22)5.液泛线 (23)6. 操作线 (25)九、设计结果一览表 (26)十、操作方案的说明： (28)附表 (30)参考文献 (32)第一部分课程设计任务书一、设计名称苯—甲苯分离过程筛板精馏塔设计二、设计条件1、设计产量：2.9万吨/年（苯），进料状态：气-液共存。
苯甲苯精馏塔设计(最终版)
摘要精馏塔作为一种工业生产使用的塔设备，在化工、医药、食品等行业得到广泛应用。
根据精馏原理可知，精馏塔实现精馏操作，必须同时拥有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还有配原料液、预热器、回流液泵等附属设备。
本次设计根据实际操作条件，设计苯-甲苯连续精馏塔，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，需设计一个板式塔将其分离。
综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为13。
根据经验式算得全塔效率为51.7%。
塔顶使用全凝器，部分回流。
精馏段实际板数为12，提馏段实际板数为14。
实际加料位置在第13块板。
全塔塔径为1.0m。
通过对塔内物料物性数据的分析，按照工程实践经验，设计了塔的工艺尺寸;通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。
确定了操作点符合操作要求。
最后，对塔的附属设备进行了设计，主要是换热器和接口管径的设计计算，从而完成了此次设计任务。
关键词：苯-甲苯分离；精馏塔；塔板；性能负荷；换热器目录第1章问题重述 (6)1.1 设计题目 (6)1.2 设计任务及操作条件 (6)1.3 设备型式 (6)1.4 厂址 (6)1.5 设计内容 (7)第2章问题背景 (7)第3章设计方案的确定 (8)3.1 进料状况 (8)3.2 塔顶蒸汽的冷凝形式 (8)3.3 塔釜蒸气加热方式 (8)3.4 塔釜产品流向 (9)3.5 操作压强的选择 (9)3.6 回流比的选择 (9)第4章工艺流程 (9)4.1 工艺流程说明 (9)4.2 设计要求 (10)4.3 工艺流程图 (10)第5章精馏塔的工艺计算 (11)5.1 苯的各摩尔分率 (11)5.2 原料液及塔顶底苯的平均摩尔质量 (12)5.3 全塔物料衡算 (12)5.4 操作线方程 (13)5.5塔板数的确定 (13)5.5.1 图解法 (13)5.5.2 逐板计算法 (15)5.5.3 全塔效率的计算 (16)5.5.4 实际塔板数 (18)第6章塔的工艺条件及物性数据 (18)6.1 塔的操作压强 (18)6.2 塔的操作温度 (19)6.3 平均分子量 (19)6.4 平均密度 (20)6.4.1 液相组分密度计算 (20)6.4.2 气相组分密度计算 (21)6.5 液体的表面张力 (22)6.6 液体的粘度 (22)6.7 塔的工艺条件及物性数据一览表 (23)6.8 气液负荷计算 (24)6.8.1 精馏段气液负荷计算 (24)6.8.2 提馏段气液负荷计算 (24)第7章 塔的主要尺寸的设计 (25)7.1 塔径的计算 (25)7.1.1 精馏段的塔径 (25)7.1.2 提馏段的塔径计算 (26)7.2 溢流装置 (27)7.2.1 溢流堰的堰长与出口堰高 (27)7.2.2 降液管的设计计算 (28)7.2.3 受液盘及进口堰 (29)7.3 塔板设计 (30)7.3.1 边缘区与安定区 (30)7.3.2 开孔区面积 (30)7.3.3 筛孔数目与开孔率 (30)7.4 塔板结构简图 (32)7.5 塔的有效高度的计算 (33)7.6 塔高计算 (33)第8章 塔板的流体力学验算 (34)8.1 气体通过塔板的压降 (34)8.1.1干板阻力c h (34)8.1.2 气体通过液层的阻力l h (35)8.1.3 液体表面张力的阻力h σ (36)8.1.4 气体通过筛板压降P P ∆ (36)8.2 雾沫夹带量 (37)8.3 漏液点气速 (37)8.4 液泛 (38)8.5 验算讨论 (39)第9章 塔板负荷性能图 (39)9.1 精馏段塔板负荷性能图 (39)9.1.1 雾沫夹带线 (39)9.1.2 液泛线 (40)9.1.3 液相负荷上限线 (41)9.1.4 漏液线 (41)9.1.5 液相负荷下限线 (42)9.1.6 塔的负荷性能图及操作弹性 (42)9.2 提馏段塔板负荷性能图 (43)9.2.1 雾沫夹带线 (43)9.2.2 液泛线 (44)9.2.3 液相上限线 (44)9.2.4 漏液线 (44)9.2.5 液相负荷下限线 (45)9.2.6 塔的负荷性能图及操作弹性 (45)第10章塔的工艺设计计算结果总表 (46)第11章筒体强度的计算 (48)第12章精馏塔的附属设备 (49)12.1 塔顶冷凝器的选型 (49)12.1.1 确定流体通入的空间 (49)12.1.2 确定流体的定性温度及平均温度差 (49)12.1.3 热负荷及冷却剂用量 (49)12.1.4 换热器的面积及设备选型 (50)12.2 塔顶冷却器的选型 (50)12.2.1确定流体通入的空间 (50)12.2.2确定流体的定性温度及平均温度差 (50)12.2.3热负荷及冷却剂用量 (51)12.2.4换热器的面积及设备选型 (51)12.3 原料预热器的选型 (51)12.3.1确定流体通入的空间 (51)12.3.2确定流体的定性温度及平均温度差 (51)12.3.3热负荷及加热剂用量 (52)12.3.4换热器的面积及设备选型 (52)12.4 塔底冷却器的选择 (52)12.4.1确定流体通入的空间 (52)12.4.2确定流体的定性温度及平均温度差 (53)12.4.3热负荷及冷却剂用量 (53)12.4.4换热器的面积及设备选型 (53)12.5 再沸器的选型 (54)12.5.1 确定流体通入的空间 (54)12.5.2 流体基本物性数据 (54)12.5.3 热负荷及加热剂用量 (54)12.5.4 换热器的面积及设备选型 (54)12.6 塔的主要接管尺寸 (55)12.6.1 塔顶蒸汽出口管径 (55)12.6.2 回流液的管径 (55)12.6.3 加料管管径 (55)12.6.4 料液排出管径 (55)12.6.5 水蒸汽输送管径 (56)第13章设计评述与心得 (57)13.1 设计评述 (57)13.2 设计心得 (58)第14章附录 (58)14.1 参考文献 (58)14.2 基础数据 (59)14.2.1 苯和甲苯的物理性质 (59)14.2.2 常压下苯-甲苯的气液平衡常数数据 (59)14.2.3 饱和蒸汽压P (60)14.2.4 苯与甲苯的液相密度ρL (60)14.2.5 液体表面张力σ (61)14.2.6 液体粘度μL (61)14.2.7 液体汽化热γ (61)板式精馏塔的设计第1章问题重述1.1 设计题目苯—甲苯连续精馏塔的设计1.2 设计任务及操作条件(1) 进精馏塔料液中41%为苯(质量分数),其余为甲苯。
2.6万吨年甲苯精馏筛板塔设计毕业设计
2.6万吨年甲苯精馏筛板塔设计毕业设计第一部分设计方案的选择和论证............................................................. - 1 -1.1 设计流程......................................................................................... - 1 -1. 2 设计思路........................................................................................ - 1 -1.3原始数据.......................................................................................... - 3 -1.4确定最小回流比.............................................................................. - 4 -1.4.1 汽液平衡关系及平衡数据................................................... - 4 -1.4.2 求回流比............................................................................. - 4 -1.5物料衡算.......................................................................................... - 6 -1.6 热量衡算......................................................................................... - 7 -1.61 热量衡算的物流示意图........................................................ - 7 -1.62 加热介质和冷却剂的选择.................................................... - 7 -1.63 理想气体定压比热容的计算.............................................. - 8 -1.64 相关数据计算...................................................................... - 9 -1.65 热量衡算表........................................................................ - 10 -1.7 塔板数计算................................................................................. - 11 -1.7.1 理论塔板数计算................................................................. - 11 -1.7.2 实际塔板数计算................................................................. - 12 -1.8塔的气液负荷计算........................................................................ - 12 -1.8.1 苯、甲苯的密度和粘度..................................................... - 12 -1.8.2相关的流量及物性参数...................................................... - 13 -1.9.3 液相平均张力..................................................................... - 17 - 第二部分精馏塔主要尺寸的设计计算................................................... - 18 -2.1塔径设计计算................................................................................ - 18 -2.1.1精馏段的气、夜相体积流率为.......................................... - 18 -2.1.2提留段的气液体积流率...................................................... - 19 -2.2塔板主要尺寸计算........................................................................ - 20 -2.2.1精馏段 .................................................................................. - 20 -2.2.2提馏段 .................................................................................. - 21 -2.3塔板的流体力学验算.................................................................... - 23 -2.3.1精馏段 .................................................................................. - 23 -2.3.2提馏段 .................................................................................. - 24 -2.4塔板负荷性能图............................................................................ - 26 -2.4.1精馏段 .................................................................................. - 26 -2.4.2提馏段 .................................................................................. - 29 -2.5冷凝器的选择................................................................................ - 32 -2.6再沸器............................................................................................ - 32 -2.7 配管的选择.................................................................................... - 33 -2.8 塔体结构 ....................................................................................... - 35 - 第三部分强度校核.................................................................................. - 36 -3.1 圆筒和封头强度计算.................................................................. - 36 -3.2 质量载荷计算............................................................................... - 36 -3.3 地震载荷及地震弯矩计算........................................................... - 38 -3.4 风载荷和风弯矩计算................................................................... - 41 -3.5 最大弯矩....................................................................................... - 43 -3.6 圆筒应力校核............................................................................... - 43 -3.7 裙座稳定计算.............................................................................. - 45 -3.8 基础环设计................................................................................. - 46 -3.9 地脚螺栓..................................................................................... - 47 -3.10 筋板设计................................................................................... - 47 -3.11 盖板设计（有盖垫的环形盖板）............................................. - 48 -3.12 裙座与塔壳的焊缝验算（对接焊缝）..................................... - 48 - 第四部分开孔补强设计计算................................................................. - 50 -4.1塔顶蒸汽管.................................................................................... - 50 -4.2 再沸器入塔管............................................................................... - 51 -4.3其他接管........................................................................................ - 52 -4.4人口的开口补强............................................................................ - 53 -4.4.1裙座 ...................................................................................... - 53 -4.4.2塔体人口及补强......................................................................... - 53 -4.4.3 其他人孔补强..................................................................... - 54 -4.5吊柱的选择计算............................................................................ - 54 -4.6 校核............................................................................................. - 55 -第五部分计算说明书............................................................................. - 56 -5.1设备性能............................................................... 错误!未定义书签。
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化工原理课程设计说明书筛板式精馏塔设计姓名高江超班级化工102学号2010012075指导老师朱宪荣目录第一部分概述一、设计题目 (3)二、设计任务 (3)三、设计条件 (3)四、工艺流程图 (3)第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定 (4)二、精馏塔的物料衡算 (4)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4)3.物料衡算原料处理量 (4)三、塔板数的确定 (4)N的求取 (4)1.理论板层数T2.实际板层数的求取 (6)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6)1.操作压力计算 (6)2.操作温度计算 (6)3.平均摩尔质量计算 (6)⑴塔顶摩尔质量计算 (6)⑵进料板平均摩尔质量计算 (6)⑶提馏段平均摩尔质量 (7)4.平均密度计算 (7)⑴气相平均密度计算 (7)⑵液相平均密度计算 (7)5.液相平均表面张力计算 (7)⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7)⑵进料板液相平均表面张力计算 (7)6.液相平均粘度计算 (8)⑴塔顶液相平均粘度计算 (8)⑵进料板液相平均粘度计算 (8)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8)1.塔径的计算 (8)2.精馏塔有效高度计算 (9)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9)1.溢流装置计算 (9)⑴堰长W l (9)⑵溢流堰高度W h (9)⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A (9)2.塔板布置 (9)⑴塔板的分块 (9)⑵边缘区宽度确定 (9)⑶ 开孔区面积计算 (9)⑷筛孔计算及其排列 (10)七、筛板的流体力学验算 (11)1.塔板压降 (11)⑴干板阻力c h 计算 (11)⑵气体通过液层的阻力L h 计算 (11)⑶液体表面张力的阻力 h 计算 (11)2.液面落差 (12)3.液沫夹带 (12)4.漏液 (12)5.液泛 (12)八、塔板负荷性能图 (13)1.漏液线 (13)2.液沫夹带线 (13)3.液相负荷下限线 (14)4.液相负荷上限线 (14)5.液泛线 (14)九、设计一览表 (16)十、参考文献 (17)第一部分概述一、设计题目：筛板式精馏塔设计二、设计任务：试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔。
已知原料液的处理量为20000吨/年，组成为0.50（苯的质量分数），要求塔顶馏出液的组成为0.99，塔底釜液的组成为0.02。
三、设计条件操作压力进料热状况回流比单板压降厂址表压泡点进料自选 0.7kPa 齐齐哈尔地区试根据上述工艺条件作出筛板的设计计算。
四、工艺流程图原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。
操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。
塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。
并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。
为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。
产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。
且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。
以测量物流的各项参数。
第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定本设计任务书为分离苯-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的2倍、二、苯-甲苯的物性参数表三、精馏塔的物料衡算1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量 A M =78.11Kg/mol甲苯的摩尔质量 B M =92.14Kg/molF X =14.92/50.011.78/50.011.78/50.0+=0.54D X =14.92/01.011.78/99.011.78/99.0+=0.99 W X =14.92/98.011.78/02.011.78/02.0+=0.024 2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量F M =0.54⨯78.11+(1-0.54)⨯92.14=84.56Kg/molD M =0.99⨯78.11+(1-0.99)⨯92.14=78.25Kg/molW M =0.024⨯78.11+(1-0.024)⨯92.14=91.79Kg/mol3.物料衡算原料处理量F =56.842778=32.85Kmol/h 总物料衡算 32.85=D+W苯物料衡算 32.85⨯0.54=0.99⨯D+0.024⨯W联立解得 D=17.49Kmol/h ，W=15.35Kmol/h三、塔板数的确定1.理论板层数T N 的求取苯-甲苯属理论物系，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 见附图5或用逐板计算法 见草稿附图7 苯和甲苯的气液平衡相图x0 0.058 0.155 0.256 0.376 0.508 0.659 0.83 1 y 0 0.128 0.304 0.453 0.596 0.72 0.83 0.943 1②求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。
在图中对角线上，自点e （0.42，0.42）做垂线，ef 即为进料线（q 线），该线与平衡线的交点坐标为：q y =0.0.745 q x =0.99故最小回流比为：min R =2.154.0745.0745.099.0=--=--q q qd x y y x 取操作回流比为：4.22.122min =⨯==R R③求精馏塔的气、液相负荷976.4149.174.2=⨯=⨯=D R L Kmol/h466.5949.17)14.2()1(=⨯+=⨯+=D R V Kmol/h826.7485.32976.41'=+=+=F L L Kmol/h466.59'==V V Kmol/h④求操作线方程精馏段操作线方程 29.0706.099.0466.5949.17466.59976.410+=⨯+=+=x x x V D x V L y⑤图解法求理论板层数采用图解法求理论板层数，求解结果为：总理论板层数()包括再沸器13N T =，进料板位置7N F =2.实际板层数的求取精馏段实际板层数：1473.131.507≈==精N 提馏段实际板层数：0180.91.505≈==提N 四、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。
1.操作压力计算塔顶操作压力 1.1117.0143.101=⨯+=D p kPa每层塔板压降 7.0=∆p kPa进料板压力 3.101=F p kPa精馏段平均压力 2.1062/)1.1113.101(=+=m p kPa2.操作温度计算依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯、甲苯的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。
计算结果如下:塔顶温度C D ︒=21.80T 进料板温度C F ︒=11.90T3.平均摩尔质量计算⑴塔顶摩尔质量计算：由查平均曲线，得,9961.01==y x D 99.01=x kmol kg M VDm /16.7813.92)9961.01(11.789961.0=⨯-+⨯= kmol kg M LDm /25.7813.92)99.01(11.7899.0'=⨯-+⨯=⑵进料板平均摩尔质量计算 由图解理论板，得 75.0=F x 查平衡曲线，得 54.0=F xkmol /kg 86.603.19257.0111.7875.0=⨯-+⨯=）（VFm M kmol /kg 56.8413.92)54.01(11.7854.0=⨯-+⨯=LFm M⑶提馏段平均摩尔质量kmol /kg 51.692/)86.6016.78(=+=Vm M kmol /kg 405.812/)56.8425.78(=+=Lm M4.平均密度计算⑴气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即 478.2)15.27356.81(314.851.692.106Vm =+⨯⨯=⨯=m Vm m RT M p ρ3m /kg ⑵液相平均密度计算液相平均密度依下式计算： i i Lm a ρρ/1∑=①塔顶液相平均密度计算：由C D ︒=1.82T ，查手册得 33m /kg 9.807m /kg 7.812==B A ρρ， 3m /kg 0.8139.80739/0.007.812/9961.01=+=LDm ρ ②进料板液相平均密度计算 由C F ︒=11.90T ，查手册得 33m /kg 8.790m /kg 1.793==B A ρρ，进料板液相的质量分数计算 3m /kg 6.7918.790/644.01.793/356.01356.013.92605.011.78395.011.78395.0=+==⨯+⨯⨯=LFm A a ρ③精馏段液相平均密度为 3m /kg 48.8022/)6.79101.813(=+=Lm ρ5.液相平均表面张力计算液相平均表面张力依下式计算，即i i Lm x σσ⨯∑=⑴塔顶液相平均表面张力计算由C D ︒=21.80T ，查手册得 m /2mN 4.21m /mN 24.21==B A σσ，m /mN 24.2124.210039.024.219961.0=⨯+⨯=LDm σ⑵进料板液相平均表面张力计算由C F ︒=11.90T ，查手册得 m /mN 59.20m /mN 06.20==B A σσ，m /mN 325.2059.205.006.205.0=⨯+⨯=LFm σ精馏段液相平均表面张力为：m /mN 783.202/)325.2024.21(=+=Lm σ6.液相平均粘度计算液相平均粘度依下式计算：i i Lm x μμlg lg ∑=⑴塔顶液相平均粘度计算由C D ︒=21.80T ，查手册得 s mPa 306.0s mPa 302.0∙=∙=B A μμ，lg(0.306)0.017lg(0.302)983.0lg LD m ⨯+⨯=μ解得 s mPa 302.0LDm ∙=μ⑵进料板液相平均粘度计算由C F ︒=11.90T ，查手册得 s mPa 265.0s mPa 256.0∙=∙=B A μμ，)265.0(lg 605.0)256.0(lg 395.0lg ⨯+⨯=LFm μ解得 s 065mPa 2.0LFm ∙=μ精馏段液相平均粘度为 s mPa 281.02/)2065.0302.0(∙=+=Lm μ 五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算1.塔径的计算精馏段的气、液相体积流率为：s /m 463.0478.2360051.69466.593600V 3s =⨯⨯==Vm Vm VM ρ s /m 00118.048.8023600405.81976.4136003=⨯⨯==Lm Lm s LM L ρ 由VV L C u ρρρ-=max ，式中C 由式（5-5）计算，其中的20C 由附图1史密斯关联图查取，图的横坐标为： 0459.0)478.248.802(3600463.0360000118.0)(2/12/1=⨯⨯⨯=⨯V L h h V L ρρ 取板间距m 06.0,40.0==L T h H 板上液层高度，则m 34.006.04.0=-=-L L h H查图5-1得20C =0.070 0755.0)20783.20(075.0)20(2.02.020=⨯===LC C σ s /m 356.1478.2478.248.802075.0max =-⨯=u 按标准塔径圆整后为 mm 800D =塔截面积为 22T m 503.08.04A =⨯=π 实际空塔气速为 s /m 921.0==Ts A V u 2.精馏塔的有效高度的计算精馏段有效高度为 2.54.0)114(H )1(Z T =⨯-=-=精精N提馏段有效高度为 6.34.0)110()1(Z =⨯-=-=T H N 提提在进料板上方开一人孔，其高度为0.7m ，故精馏塔的有效高度为m 5.97.06.32.5.80Z Z Z =++=++=提精六、塔板主要工艺尺寸的计算1.溢流装置计算筛板式塔的溢流装置包括溢流堰，降液管和受液盘等几部分。