精馏塔设计-苯和甲苯..
苯与甲苯的精馏塔设计
苯与甲苯的精馏塔设计苯与甲苯是常见的有机化工原料，其精馏塔设计是化工工程中的重要环节之一首先，我们需要确定设计的目标和要求。
在苯与甲苯的精馏过程中，一般的设计目标是实现高纯度的苯和甲苯产品，并且在经济效益上达到最佳。
第二步，需要进行物性参数测定和实验数据收集。
包括苯和甲苯的蒸气压、沸点、密度等物性参数，以及其在不同温度下的相平衡数据等。
接下来，可以运用精馏塔设计的经典方法，如麦凯布-塔克方法或史密斯方法，进行精馏塔的初步设计。
在初步设计中，首先确定塔顶和塔底的操作压力，即以什么方式进行冷凝和加热。
其中，冷凝方式可以通过冷凝器来进行，而加热可以通过加热器来实现。
然后，可以根据塔底的更容易凝结的成分，例如甲苯，选择合适的塔底冷凝器类型。
常见的塔底冷凝器类型包括冷却盘、冷凝卷管和冷凝器。
接下来，进行塔板的设计。
塔板的设计包括确定板间距、塔板孔径、塔板的有效蒸汽速度等参数。
这些参数对于实现塔板上液相和气相的充分搅拌、易于负荷和操作都非常重要。
在塔板设计完成后，可以进行塔塞的设计。
塔塞的设计包括塔塞的形状、大小以及布置在塔板上的位置。
塔塞的作用是增加交换效果，提高分离效果。
在塔板和塔塞设计完成后，可以进行填料的设计。
填料的设计包括填料的材料选择、填料的形状和尺寸。
填料的作用是增加表面积，提高蒸馏效率。
最后，进行精馏塔的热力学计算和模拟。
可以通过现有的化工流程模拟软件，如Aspen Plus，对精馏塔进行热力学计算和性能预测。
这可以帮助我们更好地了解在不同操作条件下，塔的性能如何，以及它能否满足设计要求。
总结起来，苯与甲苯的精馏塔设计是一项复杂且精细的工程，需要综合考虑物性参数、操作要求和经济效益等因素。
通过前期的物性参数测定和实验数据收集，结合经典的精馏塔设计方法和现代化工流程模拟软件的应用，可以设计出高效、可靠的精馏塔。
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。
苯甲苯精馏塔设计
苯甲苯精馏塔设计
一、任务
本报告旨在根据苯甲苯精馏塔的反应特性，以及生产性质和操作条件，设计一个能够达到合理的精馏效果的固定塔塔式精馏塔。
二、设计的基本要求
1、罐体和塔台：由罐体和塔台组成，其罐体采用优质不锈钢制造，
外形平整，具有良好的热抗性和耐腐蚀，表面光洁度达到Ra0.4μm以上，依据国家地质矿产局标准规定，应符合GB5003-2024（气力、热力改造和
设备）标准。
2、罐内部结构：选择符合国家行业标准的有效的折流器。
设计时应
考虑合理的流量分配和精馏效率，提高精馏效率。
3、罐内衬板：罐内衬板采用不锈钢板，厚度为0.5mm，安装时可用
柔性膨胀螺栓、特殊型法兰、密封圈等来安装，使能够提高使用寿命。
4、吸附剂：精馏塔内需要采用吸附剂来降低其蒸汽温度，从而保证
精馏效果的良好性。
吸附剂的选择应当考虑其结构、反应特性以及性能指标。
5、密封闸：精馏塔的密封闸负责保证内外塔罐压力的稳定，确保生
产安全可靠。
精馏塔的密封闸应选择采用法兰室型密封闸，满足精馏塔的
防火、防渗漏和防爆要求。
三、精馏塔参数
1、罐体直径：2400mm
2、罐体长度：8400mm
3、塔底压力：2MPa。
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。
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计
分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计苯和甲苯是两种常用的有机溶剂，它们通常通过精馏过程进行分离。
浮阀板式精馏塔是一种常用的精馏设备，具有高效、节能、操作方便等特点。
下面就对分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺进行设计。
1.工艺流程：分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺流程一般包括进料、初留、尾留和回流等环节，具体流程如下：1)进料：将苯和甲苯混合液进料到精馏塔的顶部。
进料包括苯和甲苯的混合物以及一部分回流。
2)初留：通过多个塔板的精馏，将苯分离出来，初留液位以下的液体为初馏液，初留液通过凝气冷却器冷却后分为初留顶部产品和初留底部回流。
3)尾留：在塔底通过降温器冷却后，即可得到尾液，尾留底部产品通常作为顶部产品的回流，以保证塔托和稳定操作。
4)回流：回流是为了提高塔板的效率，减小焦失和能耗。
可通过将一部分的顶部产品送回到塔顶部作为回流。
2.浮阀板式精馏塔的设计参数：在进行浮阀板式精馏塔的工艺设计时，需要考虑以下参数：1)塔高：塔高应根据塔板的数量和塔板高度来确定，总体来说，塔高越高，分馏效果越好，但是设备成本和能耗也会增加。
2)塔板数：塔板数的确定需要考虑到初留和尾留的要求，一般根据初留质量分数和尾留质量分数进行迭代计算。
3)流量：进料流量、回流流量以及所需的产品流量都需要根据需求和经验来确定，可通过仪表和流量控制阀来调节。
4)进料温度：进料温度一般在常温下进行，如果需要提高分离效率，可以适当降低进料温度。
5)塔底温度：塔底温度是通过冷凝器来冷却的，根据具体情况来确定冷凝器的设计参数。
3.优化调整：在实际工艺操作中，可能需要对工艺参数进行优化调整，以达到更好的分离效果和降低能耗。
具体调整方法如下：1)调整回流比：根据实际需要，调整回流比可以提高塔板的效率。
2)改变操作压力：通过改变操作压力，可以改变馏出物的温度和塔板的效果，进而实现优化调整。
3)塔板节流孔调整：通过调整塔板节流孔的大小，可以影响流体的分布和液体在塔板上的停留时间，从而达到更好的分离效果。
化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计表1 苯和甲苯的物理性质项目苯A 甲苯B 0温度C 分子式 C6H6 C6H5—CH3 分子量M 85 沸点 90 95 90 临界温度t 100 95 临界压强PC 表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压 105 100 0PA,kPa PB，kPa 0表3 常温下苯—甲苯气液平衡数据0温度C 85 105 120 液相中苯的摩尔分率汽相中苯的摩尔分率温度苯，mN/m 甲苯，Mn/m表4 纯组分的表面张力([1]：P378附录图7)90 20 680 100 110 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计表5 组分的液相密度([1]：P382附录图8)温度(℃) 苯,kg/m3 甲苯,kg/m3 温度(℃) 苯 80 80 814 809 90 90 805 801 100 791 791 100 110 778 780 110 120 763 768 120 表6 液体粘度μL甲苯表7常压下苯——甲苯的气液平衡数据温度t ℃液相中苯的摩尔分率 x 气相中苯的摩尔分率y 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苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计甲苯的摩尔质量 MB/kmol/////////原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量xFMF(1)(kg/kmol) MD(1)(kg/kmol) MW(1)(kg/kmol) 物料衡算原料处理量90000000F102(kmol/h)31024 总物料衡算 DW10 苯物料衡算联立解得2 D10kmol/h 2 W10kmol/h2式中 F------原料液流量D------塔顶产品量W------塔底产品量3 塔板数的确定理论板层数NT的求取苯一甲苯属理想物系，可采逐板计算求理论板层数。
①求最小回流比及操作回流比。
采用恩特伍德方程求最小回流比。
ai(xD,i)maiRm1ai(xF,i)1qai解得，最小回流比Rm苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计取操作回流比为R②求精馏塔的气、液相负荷LRD119(kmol/h) V(R1)D(1)119(kmol/h)V'(R1)D(1q)F119(kmol/h)(泡点进料：q=1) L'RDqF1191149(kmol/h)③求操作线方程精馏段操作线方程为RxxnD1R1yn1提馏段操作线方程为WxL'yn1'xnW'逐板法求理论板1xD(1xd) 可解得= 1xF1xf又根据Rmin相平衡方程 y 解得 1(1)x1y 1 变形得用精馏段操作线和相平衡方程进行逐板计算y1xD = ， x1y1y1=y1(1y1)y1(1y1)9苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计y2，x2yy3，y yy4，y5，yy6，y因为,x6xF故精馏段理论板 n=5，用提留段操作线和相平衡方程继续逐板计算x7。
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。
苯甲苯精馏塔设计
编号山东化工职业学院毕业论文系：化学工程系专业：有机化工生产技术班级：06级2班姓名：***指导教师：设计学期：学年第学期完成时间：年月日山东化工职业学院毕业设计（论文）任务书专业：有机化工生产技术班级：06级2班设计者：仲崇涛合作者：指导教师：课题名称：苯甲苯精馏塔设计2008 年月日苯—甲苯精馏塔设计一、设计题目：精馏塔分离苯—甲苯混合物二、设计任务：⑴、进精馏塔的料液含苯40%（质量）⑵、产品的苯含量不得低于97%（质量）⑶、残液中苯含量不得高于1%（质量）⑷、原料液的处理量为4500kg/h三、操作条件：⑴、精馏塔顶压强4Kpa(表压)⑵、进料热状况：20℃的冷液体进料⑶、回流比：自选⑷、加热蒸汽0.5KPa(表压)⑸、单板压降 0.7Kpa⑹、全塔效率：ET=52%四、设备型式：设备型式为筛板塔或浮阀塔五、设计内容：⑴、设计方案的确定及流程说明⑵、精馏塔的物料衡算⑶、塔板数的确定⑷、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算⑸、精馏塔的塔体工艺尺寸计算⑹、塔板主要工艺尺寸的计算⑺、塔板的流体力学验算⑻、塔板负荷性能图⑼、设计结果概要或设计一览表⑽、生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图⑾、对本设计的评价或有关问题的分析讨论摘要近年来，随着化工产业的飞速发展，一些工艺设备也跟着不断的完善，比如吸收塔、精馏塔等等，一般化工厂都会用到塔，因此，就必须设计自己工厂中需要用到的吸收塔及精馏塔等等。
本设计结合国内精馏塔的设计研究成果对精馏塔进行了设计。
在精馏塔中将苯和甲苯的溶液加热使之部分气化，形成汽液两相。
当汽液两相趋于平衡时，由于苯的挥发性能比甲苯强（即苯的沸点较甲苯低），气相中苯的含量必然较原来溶液高，将蒸汽引出并冷凝后，即可得到含苯较高的液体。
而残留在容器中的液体，苯的含量比原来溶液的低，也即甲苯的含量比原来溶液的高。
目录摘要 (i)目录 (ⅱ)第1章前言 (1)第2章板式精馏塔的设计及工艺计算 (2)2.1 概述 (2)2.1.1 精馏原理 (2)2.1.2 精馏装置流程 (2)2.1.3 操作条件 (3)2.2 工艺参数的确定 (3)2.2.1 精馏塔的物料衡算 (3)2.2.2 q值、R值、塔温求法 (4)2.3塔板设计 (7)2.3.1 理论塔板数 (7)2.3.2 实际塔板计算 (9)2.4板式精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (10)2.4.1容许气速与塔径的估算 (10)2.4.2 塔高计算 (12)2.4.3 溢流装置计算 (12)2.4.4 塔板板面布置 (13)2.4.5 塔板校核 (14)2.4.6 负荷性能图 (16)第3章塔辅助设备设计及选用 (23)3.1 换热器 (23)3.1.1 换热器的选用 (23)3.1.2 再沸器的选用 (23)3.1.3 热量衡算 (24)3.2 泵 (25)3.2.1 进料泵的选用 (25)3.2.2 出料泵的选用 (26)3.2.3 回流泵的选用 (26)第4章简易流程及发现的问题与解决 (27)4.1 简易流程概述 (27)4.2 设计过程问题及解决 (27)5章结论 (28)致谢 (30)参考文献 (31)- -山东化工职业学院2008届化学工程系毕业论文第1章前言化工生产中为了达到提纯或回收有用组分的目的，常常需要对液体均相混合物进行分离。
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％。
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P苯
P 甲苯
x苯
y苯
80.02 84.0 88.0 92.0 96.0 100.0 104.0 108.0 114.0
760 850 957 1078 1204 1344 1495 1659 1748
300 333 379.5 432 492.5 559 625 704.5 760
1.000 0.823 0.659 0.508 0.376 0.256 0.155 0.058 0
物料衡算
2.原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
精馏段的平均摩尔质量 Mvm=(78.35+84.34)/2=81.34 kg/kmol MLm=(78.68+87.43)/2=83.06kg/kmol 提馏的平均摩尔质量 Mvm=(91.49+84.34)/2=87.92 kg/kmol MLm=(91.80+87.43)/2=89.62kg/kmol
物料衡算
2.原料液、塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
进料板平均摩尔质量 由XF =0.336代入气液平衡方程得yF=0.556 MvFm= yFMA+(1-yF)MB =0.556×78.11+(1-0.556)×92.14=84.34kg/kmol MLFm= xFMA+(1-xF)MB =0.336×78.11+(1-0.336)×92.14=87.43kg/kmol 塔底平均摩尔质量 由xw=0.024代入气液平衡方程得yw=0.046 MvFm= ywMA+(1-yw)MB =0.046×78.11+(1-0.046)×92.14=91.49kg/kmol MLFm= xwMA+(1-xw)MB =0.024×78.11+(1-0.024)×92.14=91.80kg/kmol
理论板（不包括再沸器） 为13块，进料板为第8板。
理论塔板计算
5.理论板计算
理论板计算过程（2）如下： 利用芬克斯公式求得最小理论版
xD 1 xW lg[( )( )] 1 xD xW 1 8.62 Nmin= lg a
由最小回流比 Rmin=1.95 则 R Rmin
R 1
精馏塔的塔体工艺尺寸计算
1.塔径的计算
液体平均表面张力的计算 塔顶： 由tD=80.40℃，查手册得 σ 1=21.22mN/m, σ 2 =21.65N/m 所以可得 σ D =0.983*21.22+0.017*21.65=21.23N/m 进料板： 由tF=97.33℃，查手册得 σ 1 =19.17 mN/m； σ 2 =19.78mN/m 所以可得 σ F =0.336*19.17+0.664*19.78=19.75mN/m 精馏段液相平均表面张力 σ L =（21.13+19.75）/2=20.44mN/m
理论塔板计算
5.理论板计算
过程（1）如下：气液平衡方程 y
ax 2.46x 1 (a 1) x 1 1.46x y 变形有 x 2.46 1.46y
由 y 求的 x, 再将 x 带入平衡方程，以此 类推
y1 xD 0.983相平衡 x1 0.959 y2 0.963相平衡 x2 0.913 y3 0.927 相平衡 x3 0.837 y4 0.866 相平衡 x4 0.723 y5 0.776 相平衡 x5 0.584 y6 0.665 相平衡 x6 0.446 y7 0.556 相平衡 x7 0.336 y8 0.468 相平衡 x8 0.263 xF 0.336 y9 0.365 相平衡 x9 0.189 y10 0.259 相平衡 x10 0.124 y11 0..167 相平衡 x11 0.075 y12 0.097 相平衡 x12 0.042 y13 0.05 相平衡 x13 0.021
实际板的计算
全塔平均温度 t =95.96℃下苯、 甲苯黏度如下表 2 （由插值得来） P311 表 2 苯和甲苯组分的黏度 组分 苯(A) 甲苯(B) 黏度 \ mpa.s 0.266 0.273 所以可得 μ m=xFμ 苯+（1-xF） μ 甲苯 =0.336*0.266+0.664*0.273 =0.2706 mpa.s 本设计选取 O’connell 方法计算全塔效率 全塔效率:
理论塔板计算
4.操作线方程
精馏段操作线方程
yn 1 R x xn D 0.796 xn 0.2006 R 1 R 1
提馏段操作线方程
yn1 1.423xn 0.0102
两操作线交点横坐标为
xF ( R 1) xF (q 1) xD (3.9 1) 0.336 0.336 Rq 3.9 1
物料衡算
3.物料衡算
产品生产量
8 107 11111.11 D 24 300 141.81kmol / h MD 78.35
总物料衡算 F=D+W 轻组分物料衡算 FxF=DxD+Wxw 代入数据可得 F=127.09+W F*0.336=0.983*127.09+0.024W 所以可得 F=435.88 kmol/h W=294.07 kmol/h
0.398
由吉利兰图查的
N N min 0.3 解得 N 2
N=14 块。
实际板的计算
苯和甲苯的混合物是服从拉乌尔定律的理想溶液。 在常压下 它们的蒸汽压及汽液平衡数据，如下表所示： 表一 苯和甲苯的蒸汽压及汽液平衡数据
t （0 C ）
m m Hg m m Hg （ 分子分数 （ 分子分数
ET 0.49(L ) 0.245 0.49* 1 54.14 ％ (2.46* 0.2706 ) 0.245
精馏段实际板数
N精 NT 7 13 E T 0.5414 NT 6 11 E T 0.5414
提馏段实际板数
N提
精馏塔的塔体工艺尺寸计算
1.塔径的计算
理论塔板计算
相对挥发度α 回流比R 精馏塔的气、液相负荷V’、L’
操作线方程
理论板计算 实际板数计算
理论塔板计算
1.相对挥发度的求取
苯的沸点为 80.1℃，甲苯沸点为 110.6℃ ① 当温度为 80.1℃时
1206 .35 2.006 80.1 220 .24 1343 .94 lg P B 6.078 1.593 80.1 219 .58 lg P A 6.023
精馏塔的塔体工艺尺寸计算
1.塔径的计算
平均密度的计算 气相平均密度计算： 精馏段： 由理想气体状态方程计算
111.15 81.34 3 MVm Vm1 Pm 3.00 kg / m Rtm 8.314 (88.87 273.15)
解得 P A 238 .23 KPa ， P B 101 .86 KPa 则有
1 101.39 39.17 2.588 2 237.95 101.34 2.339 12 2.600 2.348 2.46
理论塔板计算
2.回流比R的求取
由于是饱和液体进料，有 q=1，q 线为一垂直线，故 xq xF 0.336，根据相平衡方程有
理论塔板计算
3精馏塔的气、液相负荷
L RD 3.90 1141 .81 553 .06 Kmol / h V (1 R) D (1 3.90) 141.81 694.87Kmol/ h
L' L qF 553.06 435.88 988.94Kmol/ h V ' V 694 .87 Kmol / h
精馏塔设计
LOGO
目录
1
设计项目介绍 2
塔板数计算 3 4 5 塔板设计 力学衡算 其他部分的设计
精馏塔 设计
Hale Waihona Puke 设计任务 年产8万吨产品； 年生产300天，24h运行
进料液中轻组分质量分数为30％的摩尔分
率 塔顶轻组分质量分数为98％的摩尔分率 塔底轻组分质量分数为2％的摩尔分率
解得 P A 101 .39 KPa ， P B 39.17 KPa ② 当温度为 110.6℃时
1206 .35 2.377 110 .6 220 .24 1343 .94 lg P B 6.078 2.008 110 .63 219 .58 lg P A 6.023
1.000 0.922 0.830 0.720 0.596 0.453 0.304 0.128 0
由上表可有 origin 作出如图 1 （t-x）曲线
实际板的计算
图1
t-x-y 图
由 t-x-y 图可查得 tD=80.40℃,tW=111.52℃,tF=97.33℃ 全塔平均温度
t td tw 95.96℃ 2
物料衡算
Step 3 物料衡算
Step 2
产品生产量D、进料流量F、 塔底产品流量W
原料液、塔顶、塔底产品的平均 摩尔质量 Step 1
原料液及塔顶、塔底摩尔分率 XF、XD、XW
物料衡算
1.原料液及塔顶、塔底摩尔分率
苯:MA=78.11kg/kmol 甲苯:MB=92.14 kg/kmol
进料液中轻组分质量分数为30％的摩尔分率 XF=（0.30/78.11）/（0.30/78.11+0.70/92.14）=0.336 塔顶轻组分质量分数为98％的摩尔分率 XD=（0.98/78.11）/（0.98/78.11+0.02/92.14）=0.983 塔底轻组分质量分数为2％的摩尔分率 XW=（0.02/78.11）/（0.02/78.11+0.98/92.14）=0.024