苯-甲苯板式塔设计
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-甲苯精馏分离板式塔设计
河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 苯-甲苯精馏分离板式塔设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺学号: 2014210020姓名: 屈渊指导教师: 王海平2016年11月20日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) 85000 吨/年操作周期 7920 小时/年进料组成 46% (苯) (质量分率,下同)塔顶产品组成≥98% (苯)塔底产品组成≤1、0% (苯)回流比, 自选单板压降≤700Pa2、操作条件操作压力塔顶为常压进料热状态进料温度20℃加热蒸汽 0、25Mpa(表压)3、设备型式筛板塔4、厂址河北省三、设计内容1、设计方案得选择及流程说明2、塔得工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计(1)塔径、塔高及塔板结构尺寸得确定(2)塔板得流体力学校核(3)塔板得负荷性能图(4)总塔高、总压降及接管尺寸得确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及精馏工艺条件图7、设计评述目录1、设计方案得确定 (1)2、精馏塔工艺得设计 (3)2、1产品浓度得计算 (3)2、1、1原料液及塔顶、塔底产品得摩尔分率 (3)2、1、2原料液及塔顶、塔底产品得平均摩尔质量 (3)2、2物料衡算 (3)2、3最小回流比得确定 (4)2、4精馏段与提馏段操作线方程 (4)2、4、1求精馏塔得气液相负荷 (4)2、4、2求操作线方程 (5)2、5精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (5)2、6实际板数得计算 (5)3、精馏塔主要工艺尺寸得设计计算 (6)3、1物性数据计算 (6)3、1、1操作压力计算 (6)3、1、2操作温度 (7)3、1、3平均摩尔质量计算 (7)3、1、4平均密度计算 (8)3、1、5液体平均表面张力计算 (9)3、1、6液体平均黏度计算 (10)3、2精馏塔主要工艺尺寸得计算 (11)3、2、1精馏塔得塔体工艺尺寸计算 (11)3、2、2塔板主要工艺尺寸得计算 (13)3、3筛板流体力学验算 (15)3、3、1塔板压降 (15)3、3、2 液面落差 (16)3、3、3液沫夹带 (16)3、3、4漏液 (16)3、3、5液泛验算 (17)3、4塔板负荷性能图 (17)3、4、1漏液线 (17)3、4、2液沫夹带线 (18)3、4、3液相负荷下限线 (19)3、4、4液相负荷上限线 (19)3、4、5液泛线 (19)4、接管尺寸得确定 (21)5、板式塔得结构与附属设备 (22)筛板塔设计一览表 (23)参考文献 (25)主要符号说明 (26)致谢.................................................................................................................... 错误!未定义书签。
苯甲苯精馏分离板式塔设计
河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 苯-甲苯精馏分离板式塔设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺学号: 2014210020姓名: 屈渊指导教师: 王海平2016年11月20日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、设计任务与操作条件1.设计任务生产能力（进料量）85000 吨/年操作周期7920 小时/年进料组成46% （苯）（质量分率，下同）塔顶产品组成≥98% （苯）塔底产品组成≤1.0% （苯）回流比，自选单板压降≤700Pa2.操作条件操作压力塔顶为常压进料热状态进料温度20℃加热蒸汽0.25Mpa(表压)3.设备型式筛板塔4.厂址河北省三、设计内容1.设计方案的选择与流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高与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、总压降与接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.工艺流程图与精馏工艺条件图7.设计评述目录1.设计方案的确定 (1)2. 精馏塔工艺的设计 (3)2.1产品浓度的计算 (3)2.1.1原料液与塔顶、塔底产品的摩尔分率 (3)2.1. 2原料液与塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3)2.2物料衡算 (3)2.3最小回流比的确定 (4)2.4精馏段和提馏段操作线方程 (5)2.4.1求精馏塔的气液相负荷 (5)2.4.2求操作线方程 (5)2.5精馏塔理论塔板数与理论加料位置 (5)2.6实际板数的计算 (5)3. 精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (7)3.1物性数据计算 (7)3.1.1操作压力计算 (7)3.1.2操作温度 (8)3.1.3平均摩尔质量计算 (8)3.1.4平均密度计算 (9)3.1.5液体平均表面张力计算 (10)3.1.6液体平均黏度计算 (11)3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (12)3.2.1精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)3.2.2塔板主要工艺尺寸的计算 (14)3.3筛板流体力学验算 (16)3.3.1塔板压降 (16)3.3.2 液面落差 (18)3.3.3液沫夹带 (18)3.3.4漏液 (18)3.3.5液泛验算 (19)3.4塔板负荷性能图 (19)3.4.1漏液线 (19)3.4.2液沫夹带线 (20)3.4.3液相负荷下限线 (22)3.4.4液相负荷上限线 (22)3.4.5液泛线 (22)4.接管尺寸的确定 (25)5.板式塔的结构与附属设备 (26)筛板塔设计一览表 (28)参考文献 (30)主要符号说明 (31)致谢 (32)摘要：本设计采用筛板塔分离苯和甲苯，通过图解理论板法计算得出理论板数为21块，回流比为1.5，算出塔板效率0.54，实际板数为39块，进料位置为第18块，在筛板塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1.4米，全塔高19.975米，每层筛孔数目为5739。
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。
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-甲苯板式塔设计
11 以下 110 以下 110～200 200～300
4000
11 以下 110 以下 110～230 230～350
5000
11 以下 110 以下 110～250 250～400
6000
11 以下
110～250 250～450
应用 用于较低 一般应用 高 液 气 比 极高 液 气 极
场合
液气比
2020/7/12
HD
4． 塔高 H(不包括封头、裙坐)
H=(n-nF-np-1)HT+nFHF+nPHp+HD+HB n——实际塔板数；
nF——进料板数 HF——进料板处板间距，m nP——人孔数 Hp——设人孔处的板间距，m HD——塔顶空间，m（不包括头盖部分） HB——塔底空间，m（不包括底盖部分）
1、板间距 H T 的初估
板间距的大小与液泛和雾沫夹带有密切的关系。板距取大些，塔 可允许气流以较高的速度通过，对完成一定生产任务，塔径可较小； 反之，所需塔径就要增大些。板间距取得大，还对塔板效率、操作弹 性及安装检修有利。但板间距增大以后，会增加塔身总高度，增加金 属耗量，增加塔基、支座等的负荷，从而又会增加全塔的造价。初选 板间距时可参考下表所列的推荐值。
2020/7/12
4.编写设计说明书 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设
计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和 经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结 果；对所选用的物性数据和使用的经验公式图表应注明来 历。
设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图 和计算机程序框图和原程序。
设计题目：苯－甲苯连续精馏塔的设计
1、操作条件 进料热状态：自选 塔顶压强：4.0kPa 单板压降：不大于0.7KPa 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 冷却水温度：自选 饱和水蒸汽压力（温度）：自选
程设计(苯—甲苯分离板式精馏塔)
课程设计任务书2009～2010学年第二学期学生姓名：_石华端专业班级：_07级应用化学_指导老师：_______ 工作部门：_______一．课程设计题目设计一台苯—甲苯分离板式精馏塔二．设计要求1、设计一座苯-甲苯连续精馏塔，具体工艺参数如下：原料苯含量(m/m)：（25+0.5）%原料处理量：2万t/a产品要求（m/m）：x D = 0.98，x W=0.022、操作条件塔顶压力：常压进料热状况：泡点进料回流比：自选单板压降：≤0.7kPa加热方式：间接蒸气加热冷凝方式：全凝器，泡点回流年操作时数：8000h3、塔板类型浮阀塔板（F1重阀）三．课程设计内容1、精馏塔的物料衡算及塔板数的确定2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算4、塔板的流体力学验算5、塔板的负荷性能图的绘制6、精馏塔接管尺寸计算7、绘制带控制点的生产工艺流程图(A3 图纸)8、绘制主体设备图(A2图纸)四．进度安排1.课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计书；2.设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工协作，较好完成设计任务；3.计算设计阶段：物料衡算，热量衡算，主要设备工艺尺寸计算，塔盘工艺尺寸计算及流体力学计算;4.课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计算数据，用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想及设计成果。
1. 课程设计的目的化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节，也是培养学生独立工作的有益实践，更是理论联系实际的有效手段。
通过课程设计达到如下目的： 1．巩固化工原理课程学习的有关内容，并使它扩大化和系统化；2．培养学生计算技能及应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力；3．熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法；4．学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图；5．训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力；6．通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思想，培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力；7．学会编写设计说明书。
苯-甲苯板式精馏塔设计
合肥学院Hefei University化工原理课程设计题目: 板式精馏塔设计系别: 生物与环境工程系专业:_ 生物工程学号: 0902012008姓名: 黄洋指导教师: 王杏文老师目录一、设计方案的确定 (5)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原理液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (6)2.原料夜及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (6)3.物料衡算 (6)三、塔板数的确定 (8)1.理论塔板层数NT的求取 (8)1.1求最小回流比及操作回流比 (8)1.2求操作线方程 (8)1.3图解法求理论板层数 (8)2.塔板效率的估算 (8)3.实际板层数的求取 (9)四、精馏塔的工艺条件以及有关物性数据的计算 (10)1.精馏段体积流量 (10)1.1平均摩尔质量计算 (10)1.1.1塔顶平均摩尔质量计算 (10)1.1.2进料板平均摩尔质量计算 (10)1.1.3精馏段平均摩尔质量 (10)1.2平均密度的计算 (10)1.2.1气相平均密度计算 (10)1.2.2液相平均密度计算 (10)1.2.3精馏段液相平均密度 (11)2.提馏段的体积流量 (11)2.1平均摩尔质量计算 (11)2.1.1塔底平均摩尔质量计算 (11)2.1.2提馏段平均摩尔质量计算 (12)2.2平均密度 (12)2.2.1气相平均密度 (12)2.2.2液相平均密度 (12)2.2.3提馏段液相平均密度 (12)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)1.塔径的计算 (13)2.精馏塔有效高度的计算 (14)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.溢流装置计算 (15)1.1堰长lw (15)1.2溢流堰高度how (15)1.3弓形降液管宽度Wd和截面积Af (15)1.4降液管底隙高度h0 (15)2.塔板布置 (15)2.1塔板的分块 (16)2.2边缘区宽度确定 (16)2.3开孔区面积计算 (16)2.4筛孔计算及其排列 (16)七、筛板的流体力学验算 (16)1.塔板压降 (16)1.1干板阻力hc计算 (16)1.2气体通过液层的阻力h1计算 (17)1.3液体表明张力的阻力hσ计算 (17)2.液面落差 (17)3.液沫夹带 (17)4.漏液 (17)5.液泛 (18)八、塔板符合性能图 (19)1.漏液线 (19)2.液沫夹带线 (19)3.液相负荷下限线 (20)4.液相负荷上限线 (20)5.液泛线 (20)九、各接管尺寸的确定 (23)1．进料管 (23)2. 釜残液出料管 (23)3.回流液管 (23)4.塔顶上升蒸汽管 (24)十、主要符号说明 (25)十一、总结 (26)十二、参考资料 (27)十三、附图 (27)板式精馏塔设计任务书一、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） 4万吨／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。
苯-甲苯溶液连续板式精馏塔设计说明书
摘要本次设计是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。
我们对此塔进行了工艺设计，包括它的辅助设备及进出口管路的计算，画出了塔板负荷性能图，并对设计结果进行了汇总。
此次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。
此设计的精馏装置包括精馏塔，再沸器，冷凝器等设备，热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由塔顶产品冷凝器中的冷却介质将余热带走。
本次设计是精馏塔及其进料预热的设计，分离质量分数为20％的苯-甲苯溶液，使塔顶产品苯的质量分数达到95%，塔底釜液质量分数为2%。
综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分离提纯，塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为12。
根据经验式算得全塔效率为0.5386。
塔顶使用全凝器，部分回流。
精馏段实际板数为10，提馏段实际板数为13。
实际加料位置在第11块板。
精馏段弹性操作为2.785，提馏段弹性操作为2.864。
塔径为1.4m。
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。
关键词：苯-甲苯；精馏；负荷性能图；精馏塔设备结构AbstractThis design is in two yuan of the distillation analysis, selection, calculation, calculation and drawing, is a complete distillation design process. This tower was process design, including its auxiliary equipment and import and export pipeline calculation, draw plate load performance diagram, and the design results are summarized.The design of the sieve plate tower is the chemical industry in the production of gas-liquid mass transfer equipment. The design of rectifying device comprises a distillation column reboiler, condenser and other equipment, heat from the reactor input, material in the column after repeated partial gasification and partial condensation distillation separation by top product condenser cooling medium to heat away. The design of distillation column and its feed preheating design, separation and mass fraction of 20% benzene - toluene solution, so that the top product of quality score reaches 95%, the bottom of the tower kettle liquid quality fraction of 2%.Integrated process has the advantages of convenient operation, economy and safety and other aspects to consider, this design used the sieve plate column for benzene toluene by separating and purifying tower plate for carbon steel materials, according to the calculation of theoretical plate number by the board for 12. According to the experience type called full-tower efficiency is 0.5386. The use of full condenser, partial reflux. Rectifying section of actual plate number is 10, a stripping section actual plate number is 13. Practical feeding position on eleventh boards. Rectifying section elastic operation is 2.785，Stripping section elastic operation is 2.864. The tower diameter is 1.4m. Through the plate pressure drop, leakage, flooding and the entrainment of fluid mechanics calculation, is within the safe operating range. Determining an operating point into conformity with the operation requirements.Key words: Benzene- Toluene；Rectification；Load performance diagram；Distillation equipment structure前言课程设计是化工原理课程的一个非常重要的实践教学内容。
苯—甲苯板式精馏塔的工艺设计方案
化工原理课程设计说明书学院：化学化工学院专业：应用化学专业设计者：杨钱生班级：2007级07班学号：************2018年7月1日（一）设计题目设计一座苯-甲苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.1%的甲苯1.9×104t，塔顶馏出液中含甲苯不得高于2%，原料液中含甲苯38%<以上均为质量分数）（二）操作条件1.塔顶压力4kPa<表压）。
2.进料热状态自选。
3.回流比自选。
4.塔底加热蒸汽压力0.5MPa<表压）。
5.单板压降≤0.7kPa。
（三）塔板类型筛板（四）工作日每年300天，每天24小时连续运行。
（五）厂址天津地区（六）设计类容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<选作）；12.对设计过程的评述和有关问题的讨论。
（七）设计基础数据表1-1 苯(A>-甲苯(B>饱和蒸气压<总压1.013×105Pa）温度/℃85 90 95 100 105p A*/105Pa 1.169 1.335 1.557 1.792 2.042P B*/105Pa 0.460 0.540 0.633 0.743 0.860苯-甲苯物系的气液平衡数据表1-2 x 0 0.058 0.155 0.256 0.376 0.508 0.659 0.830 1y 0 0.128 0.304 0.453 0.596 0.720 0.830 0.943 1表1-3 苯-甲苯部分温度下的密度温度/℃81.0 91.4815.9 803.5808.88 798.6设计计算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。
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。
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。
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。
年产5万吨苯-甲苯板式精馏塔工艺设计
年产5万吨苯-甲苯板式精馏塔工艺设计年产5万吨苯-甲苯板式精馏塔工艺设计一(设计任务书1.设计任务及操作条件(1)年处理含苯50%的苯-甲苯混合液(2)产品苯的含量不低于96%(3)残夜中苯的含量不高于3%(4)操作条件:精馏塔的塔顶压力 4kPa(表压)进料状态泡点进料回流比算完最小回流比后，老师定加热蒸汽压力 101.33kPa(表压)单板压降 700Pa全塔效率 52% (5)设备型式浮阀塔(F1型)(6)厂址天津地区(7)设备工作日 300天，24h连续运行(8)水温 17?(9)天津大气压 101kPa 2.设计方案的确定本设计任务为分离苯和甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用常压下的连续精馏装置。
本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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入储罐。
操作回流比取最小回流比的1.1‐2.01倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
二(物料衡算1.原料液及塔顶、塔釜的产品的摩尔分数苯的摩尔分数 M=78kg/kmol A甲苯的摩尔分数 M=92kg/kmol B0.5/78x,,0.5412F0.5/78，0.5/920.96/78x,,0.9661D 0.96/78，0.04/920.03/78x,,0.0352W0.03/78，0.97/922.原料液产品的平均摩尔质量kg /mol M,0.5412，78，(1,0.5412)，92,84.4F塔顶产品的平均摩尔质量MD,0.9661，78，(1,0.9661)，92,78.5kg /mol 塔釜产品的平均摩尔质量MW,0.0352，78，(1,0.0352)，92,91.5kg /mol435，10，104F,5，10t/a,,82.28kmol/h进料量: 300，24，84.4由公式 F=D+W (1)xF,xD，xW (2) FDW联立(1)(2)得D=44.72kmol/hW=37.56kmol/h苯-甲苯溶液气液平衡数据(101.325KPa)2温度/? 液相中苯(摩尔分气相中苯(摩尔分数)/% 数)/% 110.4 0.0 0.0 108.0 6.0 13.8 106.0 10.8 23.2 104.0 15.8 31.9 102.0 21.0 39.9 100.0 26.4 47.3 98.0 32.2 54.3 96.0 38.3 60.8 94.0 44.6 66.8 92.0 51.3 72.5 90.0 58.4 77.8 88.0 66.0 82.9 86.0 73.8 87.6 84.0 82.4 92.1 82.0 91.5 96.4 81.0 96.3 98.5 80.2 100.0 100.03苯-甲苯气液图1.00.90.80.70.60.5Y0.40.30.20.10.00.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0X由图可知:当X=0.9685时y=0.9872 DD当X=0.5424时y=0.7469 FF当X=0.0367时y=0.0844 WW由于是泡点进料，所以q=1，得X=XF x,yDq R,min y,xqq所以计算的R1.0836 min=由于回流比R=1.5R=1.5×1.0836=1.6254 min 三、塔板数的确定1.求精馏塔的气、液相负荷L,RD,1.6254，44.24,71.9177kmol/h4V,L，D,71.9177，44.24,116.1577kmol/h 'L,L，qF,71.9177，82.28,154.1877kmol/h 'V,V,(1,q)F,116.1577kmol/h 2.操作线方程R1精馏段操作线方程: y,x，xDR，1R，1y,0.6191x，0.3689即:'LW提馏段操作线方程: y,x,xw''VVy,1.3274x,0.012即: 3、图解法求理论板层数理论板层数理论板层数局部放大5理论板层数局部放大采用直角阶梯法求理论板层数，如图所示，在塔底或恒沸点附近作图时要将图局部放大，求解结果为:理论板层数 13(不包括再沸器) 进料板位置 7N精馏段的板层数 =6 精N提馏段的板层数 =7(包括进料板) 提E,52%4.实际板层数的求取设,则 T实际板层数 N=N/0.52=13/0.52?25 PT四、塔径的计算1.精馏段塔顶温度、进料温度、平均温度6**根据P=P+P P=PX+PX ABAABB*安托尼方程lgP=A-B/(C+t) 已知甲苯 A6.079 B1344.8 C219.428苯 A6.030 B1211.0 C220.790塔顶压强:P=4kPa+101kPa=105kPa DX=X=0.9685 X=1-X=0.0315 ADBA**lgP,6.030,1211.0/(220.790，t ),P,107.1519kPaAA**lgP,6.079,1344.8/(219.428，t ),P,41.4kPaBB综上**P,PX，P(1,X),107.1519，0.9685，41.4，0.0315,105.08kPaDADBD可知塔顶温度:81.95?P，P105，122.5DW则进料压强: P,,,113.75kPaF22X=0.5424 1-X=0.4576 FF**algP,6.030,1211.0/(220.790，t),P,156.3148kPAA**lgP,6.079,1344.8/(219.428，t),P,63.2412kPaBB**P,PX，P(1,X),156.3148，0.5424，63.2412，0.4576,113.7243kPaFAFBF 综上可知进料温度:t=94.92? F精馏段平均温度=(进料温度+塔顶温度)/2=(81.95+94.92)/2=88.435? 所以得精馏段平均压降Pm=(P+P)/2=109.375kPa DF2、精馏段气相密度、液相密度?精馏段平均分子量塔顶:y=X=0.9685查相平衡图得x=0.9870 1D1M=0.9685×78+(1-0.9685)×92=78.441kg/kmol VDM=0.9870×78+(1-0.9870)×92=78.182kg/kmol LD进料板: x=0.5424 y=0.7469 FFM=0.7469×78+(1-0.7469)×92=81.5434kg/kmol VF7M=0.5424×78+(1-0.5424)×92=84.4064kg/kmol LF则精馏段平均分子量:M=(78.441+81.543)/2=79.992kg/kmol VM=(78.182+84.406)/2=81.294kg/kmol L?精馏段的气相密度MPM109.375，79.9923VM,,,,2.9103kg/m VMMRT8.314，(273.15，88.435)?精馏段的液相密度1aaAB依式: ,，(a为质量分率),,,LAB塔顶液相密度由t=81.95?查表得: Da,0.96A10.960.043,，,,,836kg/mLD837816,LDM进料液相密度由t=94.92?查表得: Fa,0.5A10.50.53,，,,,821kg/mLF824819,LFM，836，821,,3LDMLFM精馏段液相密度 ,,,828.5kg/m,LM223、液体表面张力σ液体表面张力的计算依下式计算:,,X, ,Lii,1i?塔顶液相平均表面张力计算查表得苯和甲苯在t=81.95?下的表面张力 D,,21N/m,,21.4N/m AB,,0.9685，21，0.0315，21.4,21.0126N/m LDM?进料板液相平均表面张力计算8查表得苯和甲苯在t=94.92?下的表面张力 F,,21N/m,,19.5N/m BA,,0.5424，19.5，0.4576，21,20.1864N/m LFM21.0126，20.1864,LM,,20.5995N/m精馏段液相平均表面张力: 24、塔径的计算,,828.5,2.9103,LMVM,1.44m/s uC,最大空塔气速计算公式:=0.0855×max2.9103,VM精馏段的气、液相体积流速VM116.1577，79.9923VMV,,,0.8869m/sS,36003600，2.9103VM LM71.9177，81.2943LML,,,0.00196m/sS,36003600，828.5LM,,,LVuC,由计算，其中C由史密斯关联图查取，其中横坐标为20max,V,L0.00196828.51/21/2SLM[],[],0.03729 V,0.88692.9103SVM9取板间距H=0.45m ,板上液层高度h=0.05m TL分离空间的高度为H-h=0.4m TL由Smith关联图查得气体负荷因子C=0.085修正表面张力后的C值为2020.5995,LM0.20.2C,C(),0.085，(),0.0855m/s 202020u=0.6umax=0.6×1.44=0.864m/s,22塔截面积: A,D,1.1304m T4VS0.8869实际空塔气速为: u,,,0.7846m/s AT1.1304S4，V4，0.8869D,,,1.1432m塔径 ,，u3.14，0.864按标准塔径圆整后得:D=1.2m 六、塔高的计算在精馏段，进料板处及提馏段各开一个人孔，其高度为0.8m,故精馏塔的有效高度为:Z,(NP,1)，HT，0.8，3,(25,1)，0.45，2.4,13.2m 七、溢流装置设计D,1.2m因塔径，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘，各项计算如下: l(1)堰长l,0.6D,0.66，1.2,0.72m 取 WWh(2)溢流堰高度溢流堰高度计算公式 h,h,hwwL0wh选用平直堰，堰上层高度依下式计算，即 0w2/3,,S2.84L,,h,E w0,,1000lw,,近似取E=1，则2/32/3,,S2.84L2.840.00196，3600,,,,h,E,，1，,0.01301m ,,w0,,1000l10000.72,,w,,取板上层液高度，故 h,0.06mL10h,h,h,0.06,0.01301,0.04699m wLow(3)弓形降液管宽度及截面积 WAdfAlWfWd由查弓形降液管宽度参数得，，故 ,0.6,0.1,0.05DDAT2A,0.05A,0.05，1.1304,0.05652m fTW,0.1D,0.1，1.2,0.12md依下式验算液体在降液管中停留时间，即:3600AH3600，0.05652，0.45fT,, ,,,,12.9765s,5sSL0.00196，3600故降液管设计合理。
化工原理设计--苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计
化工原理课程设计设计题目：常压、连续精馏分离苯一甲苯混合体系目录、化工原理课程设计任务书 (1)、设计计算 (2)一）确定设计方案的原则. (2)二）操作条件的确定. (3)三）. 设计方案的选定及基础数据的搜集 (4)四）精馏塔的物料衡算 (8)五）塔板数的确定 (8)（一）理论板层数NT 的求取 (8)（1）.......................................................................... 最小回流比的求取；8（2）求精馏塔的气、液相负荷 (9)（3）求操作线方程 (9)（二）实际板层数的求取 (10)六）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)（1）操作压力计算 (10)（2）操作温度计算 (11)（3）平均摩尔质量计算 (11)（4）平均密度计算 (11)七）气液负荷计算 (13)八）精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)（1）.................................................................. 塔径的计算13（2）塔高的计算 (14)九）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 (15)十）筛板的流体力学验算 (16)（1）气体通过筛板压强相当的液柱高度hp hc hl h. ............................16(2) 液面落差 (17)(3) 液沫夹带 (17)(5) 液泛 (17)塔板负荷性能图 (18)(1)漏液线 (18)(2) 液沫夹带线 (18)(3) 液相负荷下限线 (19)(4) 液相负荷上限线 (19)(5) 液泛线 (19)设计结果一览(表9) (21)三、个人心得体会及改进意见 (22)四、参考文献 (22)附录(符号说明) (23)一、化工原理课程设计任务书板式精馏塔设计任务书(一)设计题目：设计分离苯一甲苯连续精馏筛板塔 (二)设计任务及操作条件1、设计任务：原料处理量：f= 5300kg/h进料组成：X F=0,55 (轻组分苯的摩尔分率，下同) 塔顶产品组成: X D=0.91 分离要求：回收率??=0.95全塔效率：58%2、操作条件：平均操作压力：101.3 kPa 回流比：R=1.8Rmin 单板压降：<=0.7kPa工时：年开工时数7200 小时泡点进料：q=1 Xq=Xe=X F(三)设计方法和步骤：1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。
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。
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—甲苯二元物系板式精馏塔的设计
武汉工程大学课程题目：苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计学号： **********学生姓名：**专业班级： 08级化工工艺04班指导教师：***总评成绩：年月日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CAD》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，就是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，利用这一板式塔将其两者分离。
附件1化工与制药学院课程设计任务书专业化学工程与工艺班级08级化工04班学生姓名张元发题时间：2011 年7 月7日一、课题名称苯-甲苯连续板式精馏塔的设计二、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）1.文献资料：【1】陈敏恒，丛德滋，方图南，齐鸣斋编，化工原理。
北京：化学工业出版社。
2000.02 【2】贾绍义，柴诚敬编。
化工原理课程设计。
天津：天津大学出版社。
2003.12【3】华东理工大学化工原理教研室编。
化工过程开发设计。
广州：华南理工大学出版社。
1996.02【4】刘道德编。
化工设备的选择与设计。
长沙：中南大学出版社。
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(2)回流管 dR 强制回流，uR=1.5-2.5m/s 4 LS dR uR (3)进料管 dF 泵输进料，uF=1.5-2.5m/s FMF LF F 进料温度下, 4 LF dF u F
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(4) 塔釜出料管 dw
4 L's 塔釜出料，uw=0.5-1m/s, d w u w
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(1)雾沫夹带线
Vs ,m3/s
(2)液泛线 B Vs,max (5) 液相负荷下 限线
P操作点 (3)液相上限线
A Vs,min
(4)漏夜线
O
塔板负荷性能图
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Ls ,m3/s
三．浮阀塔的辅助设备
1.配管 (1)塔顶蒸汽管 dp 常压操作，uv=12-20m/s
（1） 再沸器返塔蒸汽管 dv' 取 uv'=15m/S 2. 辅助设备 （1）冷凝器 a.热负荷 QC = V r b.冷却水用量 W 取冷却水的进口温度为 30 ℃，出口温度为 45 ℃，水的比热为 4.18kJ/kg℃ 则 W=Q/(CPt)
t 2 t1 t m T t1 ln T t2
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2.精馏塔设备设计 选择塔型和板型 采用板式塔，板型为筛板(浮阀)塔。 塔板结构设计和流体力学计算 按塔顶或塔底状态设计一~二块板，其中精馏段和提 馏段各段的塔板结构尽可能一致。注：以上的塔板设计 可在手算优化一块塔板的基础上，使用“化工塔器CAD 设计软件”进行其余塔板的优化设计。 绘制塔板负荷性能图：分别画出精馏段和提馏段的负 荷性能图。 有关具体机械结构和塔体附件的选定 接管规格：根据流量和流体的性质，选取经验流速， 选择标准管道。 全塔高度：包括上、下封头，裙座高度。
设计题目：苯－甲苯连续精馏塔的设计
1、操作条件 进料热状态：自选 塔顶压强：4.0kPa 单板压降：不大于0.7KPa 每年实际生产天数：330天（一年中有一个月检修） 冷却水温度：自选 饱和水蒸汽压力（温度）：自选
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2、生产任务
年产量
塔板：单号：筛板塔；双号：浮阀塔 0.68 0.70 0.72 0.75 0.78
化工原理课程设计
设计题目:板式精馏塔设计
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工艺设计 选择工艺流程和工艺条件 加料方式 b. 加料状态 c. 塔顶蒸汽冷凝方式 d. 塔釜加热方式 e. 塔顶塔底产品的出料状态 塔顶产品由塔顶产品冷却器冷却至常温。 精馏工艺计算： 物料衡算确定各物料流量和组成。 经济核算确定适宜的回流比 根据生产经常费和设备投资费综合核算最经济原则 ，尽量使用计算机进行最优化计算，确定适宜回流比。
H HF
HB 裙坐
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全塔效率采用O'connell关联式计算。 (c).总费用和适宜回流比 总费用CT=CD+CS+CW 元/年 总费用最低所对应的回流比作为最佳回流比，然后四舍 五入近似到小数点后一位，作为适宜回流比。在用计算机 计算的同时，应有一组手算结果。 精馏塔实际塔板数 用近似后的适宜回流比在计算机上通过逐板计算得到 全塔理论塔板数以及精馏段和提馏段各自的理论塔板数。 然后根据全塔效率ET，求得全塔、精馏段、提馏段的实 际塔板数，确定加料板位置。
0. 3 ～ 0.5 0. 5 ～ 0.8 25 0 ～ 350 0. 8 ～ 1.6 35 0 ～ 450 1. 6 ～ 2.0 45 0 ～ 600
塔 板 间 距 HT mm 20 0 ～ 300
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型流、单流型、双流型和阶梯流 型等，其中常选择的则为单流型和双流型。 （图见附录 1） 表 2、选择液流形式参考表 塔径 流 体 流 量 m 3 /h Mm U 形流型 单流型 双流型 阶梯流型 600 5 以下 5～ 25 900 7 以下 7～ 50 1000 7 以下 45 以 下 1200 9 以下 9～ 70 1400 9 以下 70 以 下 1500 10 以 下 70 以 下 2000 11 以 下 90 以 下 90～ 160 3000 11 以 下 110 以 下 110～ 200 200～ 300 4000 11 以 下 110 以 下 110～ 230 230～ 350 5000 11 以 下 110 以 下 110～ 250 250～ 400 6000 11 以 下 110～ 250 250～ 450 应用 用于较低 一般应用 高 液 气 比 极高液气极 场合 液气比 和大型塔板 大型塔板
40
41 42 48
塔顶产品浓度：98.5% 塔底釜液含易挥发组分的质量不高于 ： 6.0%
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3、设计内容及要求
（1）确定精馏装置流程，绘出流程示意图。 （2）工艺参数的确定：基础数据的查取及估算，工艺过程 的物料衡算及热量衡算，理论塔板数，塔板效率，实际塔板 数等。 （3） 主要设备的工艺尺寸计算：板间距，塔径，塔高，溢 流装置，塔盘布置等。 （4） 流体力学计算：流体力学验算，操作负荷性能图及操 作弹性。 (5)辅助设备选型与计算 (6)绘制塔设备结构图：1号图纸（可手画图或者AutoCAD） （7）撰写课程设计说明书（A4纸书写）
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3.附属设备设计和选用 (1)加料泵选型，加料管规格选型 加料泵以每天工作3小时计（每班打1小时）。 大致估计一下加料管路上的管件和阀门。 (2)高位槽、贮槽容量和位置 高位槽以一次加满再加一定裕量来确定其容积。 贮槽容积按加满一次可生产10天计算确定。 (3)换热器选型 对原料预热器，塔底再沸器，塔顶产品冷却器等 进行选型。 (4)塔顶冷凝器设计选型 根据换热量，回流管内流速，冷凝器高度，对塔顶 冷凝器进行选型设计。
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4.编写设计说明书 设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设 计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和 经济上的论证和评价。应按设计程序列出计算公式和计算结 果；对所选用的物性数据和使用的经验公式图表应注明来 历。 设计说明书应附有带控制点工艺流程图，塔板结构简图 和计算机程序框图和原程序。 5.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.设计说明书要求字迹工整,装订成册上交;
c.换热平均温差tm (泡点回流) e.换热面积 S S=Q/(Ktm)
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d.换热系数 K 可查表选设备。
（2）再沸器 a. 热负荷 QB = V' r 由塔底压强组成确定塔底温度表。 b.加热蒸汽用量 G G=QB/r' c.换热平均温差tm tm=T 蒸汽-t 釜温 d. 换热系数 K 查教材上册 P229，表 4-4 e.换热面积 S' S'=Q/(Ktm) 查表选设备。 贮槽、加料泵、高位槽、产品冷却器设计从略。
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(a). 生产经常费 包括再沸器水蒸汽费，塔顶冷凝器，产品冷却 器冷却水费。 a1. 水蒸汽费用CS 采用饱和水蒸汽压力：2.5kgf/cm2(表压) 按1吨煤可获得6吨水蒸汽计。 1吨煤单价250元。 a2. 冷却水费用CW 冷却水单价按2元/吨而定。 换热器中冷却水温升一般取10~20℃。 (b).设备投资费 b1.精馏塔投资费CD 成本：20000D1.2元/实际塔板 D：精馏塔内径 m b2.年折旧率为15% 全塔成本：20000D1.2Ne×15% 元/年 Ne：实际塔板数
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二．塔和塔板主要工艺尺寸的设计
它包括板间距的初估，塔径的计算，塔板液流型式的确定，板上 清液高度、堰长、堰高的初估与计算，降液管的选型及系列参数的计 算，塔板布置和筛板的筛孔和开孔率，最后是水力校核和负荷性能图。
1、板间距 H T 的初估
板间距的大小与液泛和雾沫夹带有密切的关系。板距取大些，塔 可允许气流以较高的速度通过，对完成一定生产任务，塔径可较小； 反之，所需塔径就要增大些。板间距取得大，还对塔板效率、操作弹 性及安装检修有利。但板间距增大以后，会增加塔身总高度，增加金 属耗量，增加塔基、支座等的负荷，从而又会增加全塔的造价。初选 板间距时可参考下表所列的推荐值。 表 1 板间距与塔径关系 塔 径 D, m
进料浓度 50000 1
54000 58000 62000
0.65
20
2 30 17
11
28 3 8
15
24 9 4
25
10 14 26
36
37 38 39
21 16 29
66000
70000 74000 78000
19
6 31 43
7
18 32 44
22
12 33 45
27
23 34 46
5
13 35 47
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HD
4． 塔高 H(不包括封头、裙坐 ) H=(n-nF-np-1)HT+nFHF+nPHp+HD+HB n——实际塔板数； nF——进料板数 HF——进料板处板间距， m nP——人孔数 Hp——设人孔处的板间距， m HD——塔顶空间，m（不包括头盖部分） HB——塔底空间，m（不包括底盖部分）
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四、塔体结构 1．塔顶空间 HD 塔顶空间 HD 的作用是供安装塔板和开人孔的需要，也使 气体中的液滴自由沉降，一般取 1～1.5m。 2．塔底空间 HB 塔底空间 HB 具有中间贮槽的作用，塔釜料液最好能在塔 底有 10～15 分钟的储量，以保证塔釜料液不致排完。若 塔的进料设有缓冲时间的容量，塔底容量可取为 3～5 分 钟的储量。 3．人孔 一般每隔 6～8 层塔板设一人孔（安装、检修用） ，人孔处 板间距≥600mm， 人孔直径一般为 450～500mm,其伸出塔 体的筒体长为 200～250mm,人孔中心距操作平台约 800～ 1200mm。