苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计 化工原理课程设计
苯甲苯二元蒸馏课程设计任务
化工原料课程设计任务书一、题目设计一连续精馏塔装置，用以分离：苯-甲苯混合物混合物二、原始数据1、原料：处理量：17吨/小时料状态：饱和液体成：xF=0.43（质量）2、产品要求：xD=0.97（摩尔），xW=0.03（摩尔）3、冷凝器形式：全凝器冷却剂温度：30℃三、计算说明书内容1、流程简图2、工艺计算（包括物料衡算及热量衡算总表）3、塔板计算4、塔体初步设计5、辅助设别的选用6、计算结果汇总表7、分析与讨论四、绘图要求1、塔体总图2、塔板总图一、工艺流程简图图1，塔顶设全凝器，轻组分经全凝器冷凝后，部分作为回流返回塔内；塔底设有再沸器。
二、工艺计算1、全塔物料衡算摩尔衡算进料量：质量衡算由摩尔衡算结果，可得塔顶产品质量流率塔底产品质量流率由塔顶、塔底产品组成，也可分别求得苯、甲苯的摩尔流量和质量流量。
物料衡算结果如表1.表1 全塔物料衡算结果（Kmol/h或Kg/h）质量流量摩尔流量组成总流量摩尔质量摩尔流量质量流量进料苯7310 93.59 0.471 0.43 198.76 17000甲苯9690 105.18 0.529 0.57塔顶产品苯7062.67 90.42 0.97 0.965 93.22 7320.31甲苯257.64 2.80 0.03 0.035塔底产品苯247.33 3.17 0.03 0.026 105.55 9679.69甲苯9439.36 102.38 0.97 0.9742、确定冷凝罐、塔顶及塔底的操作压力和温度（1）冷凝罐的压力和温度却剂的温度为30℃，为保证一定的传热温差，通常产品冷却后的温度比冷却剂高10-20℃，取△t=15℃，则冷凝罐的温度为45℃。
假定凝液罐的压力为1atm，则查图[1]得K A=0.32,K B=0.13，此时，有力选高了。
观察图表可以发现，当压力取为0.5atm要求，图中低于0.5atm的相平衡数据难以获得，此时，不宜采用泡点方程。
【课程设计】苯-甲苯连续精馏塔设计
【课程设计】苯－甲苯连续精馏塔设计设计任务书设计题目：苯－甲苯连续精馏塔设计件：操作压力：p=1.0atm(绝压)处理量3260吨/年进料含苯0.415（质量分数）塔顶产品含苯0.976（质量分数）塔釜残液中苯浓度不大于0.01（质量分数）塔顶全凝器：泡点回流塔釜为饱和蒸汽间接加热塔板采用浮阀设计要求：(1) 完成该精馏塔及辅助设备工艺设计计算。
(2) 绘制生产工艺流程图、精馏塔工艺条件图。
(3) 撰写设计说明书。
目录摘要 (1)绪论 (2)设计方案的选择 (3)1 设计流程 (3)2 设计思路 (3)第1章塔板的工艺设计 (5)1.1物料衡算 (5)1.2平衡线方程的确定 (5)1.3最小回流比的确定 (7)1.4求精馏塔的气液相负荷 (7)1.5操作线方程 (8)1.6用逐板法算理论板数 (8)1.7实际板数的求取 (9)1.8全塔效率 (10)第2章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (10)2.1物性数据的计算 (10)2.1.1进料温度的计算 (10)2.1.2 操作压强 (10)2.1.3平均摩尔质量的计算 (11)1.3.4平均密度计算 (11)2.1.4液体平均表面张力计算 (13)2.1.5液体平均粘度计算 (14)2.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (15)2.2.1塔径的计算 (15)2.2.2精馏塔有效高度的计算 (17)2.3溢流装置计算 (17)2.4浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (18)2.5塔板流体力学验算 (20)2.5.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降 (20)2.5.2 淹塔 (21)2.5.3计算雾沫夹带量 (22)2.6精馏段塔板负荷性能图 (23)2.6.1雾沫夹带上限线 (23)2.6.2液泛线 (24)2.6.3 液相负荷上限线 (25)2.6.4漏液线 (25)2.6.5液相负荷下限线 (26)2.7小结 (27)第3章热量衡算 (28)3.1相关介质的选择 (28)3.1.1加热介质的选择 (28)3.1.2冷凝剂 (28)3.2蒸发潜热衡算 (28)3.2.1 塔顶热量 (28)3.2.2 塔底热量 (29)3.3焓值衡算 (29)第4章辅助设备 (32)4.1冷凝器的选型 (32)4.1.1计算冷却水流量 (33)4.1.2冷凝器的计算与选型 (33)4.2接管 (34)4.3塔总体高度的设计 (35)4.3.1塔的顶部空间高度 (35)4.3.2塔的底部空间高度 (35)4.4人孔 (35)4.5裙座 (35)4.6塔立体高度 (35)致谢 (36)参考文献 (37)主要符号说明 (39)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-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计 化工原理课程设计 精品
目录目录 (1)前言 (2)设计任务 (3)一. 设计项目 (3)二. 设计条件 (3)三. 设计内容与要求 (3)设计计算 (4)一. 精馏塔的物料衡算 (4)1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4)1.3 物料衡算原料处理量 (4)二. 理论塔板的计算 (5)2.1. 理论塔板数的的求取 (5)三. 精馏段的工艺条件及有关物性数据的衡算 (6)3.1 操作压力计算 (6)3.2 操作温度计算 (6)3.3 平均摩尔质量计算 (7)3.4 平均密度计算 (8)3.5 液相平均表面张力计算 (9)3.6 混合物的平均粘度 (10)四．精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (11)4.1 塔径的计算 (11)4.2有效高度计算 (13)五．塔板主要工艺尺寸的计算 (13)5.1 溢流装置的计算 (13)5.2. 塔板分布 (15)六. 筛板的流体力学计算 (16)6.1 塔板的压降 (16)6.2 液面落差 (17)6.3 液沫夹带 (18)6.4 漏液 (18)6.5 液泛 (19)七. 塔板负荷性能图 (20)7.1 漏液线 (20)7.2 液沫夹带线 (21)7.4 液相负荷下限线 (22)7.5 液相负荷上限线 (23)7.6 液泛线 (23)八.筛板塔设计计算结果 (25)九.塔附件的设计 (27)9.1 接管 (27)9.1.1 进料管 (27)9.1.2 回流管 (28)9.1.3 塔底出料管 (28)9.1.4 塔顶蒸汽出料管 (28)9.1.5 塔底进气管 (28)9.2 筒体与封头 (29)9.2.1 筒体 (29)9.2.2 封头 (29)9.3 除沫器 (29)9.4 裙座 (29)9.5 人孔 (30)十.塔总体高度的设计 (30)10.1 塔的顶部空间高度 (30)10.2 塔的底部空间高度 (30)10.3 塔总体高度 (30)结论 (33)参考文献 (33)塔设备总装配图或工艺条件图 (31)前言塔是具有一定形状（截面大多是圆形）、一定容积、内外装置一定附件的容器。
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。
化工原理设计-苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计 精品
化工原理课程设计任务书一、设计课题：苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计 二、设计条件与工艺要求 1、生产能力（以进料量计）： 74000 吨/年2、原料液组成：x AF = 0.44 （注：浓度均指易挥发组分的摩尔分率）3、产品要求：=AD x 0.98 ， =AW x 0.024、工艺条件（1）操作压力：塔顶压力（表压）约4kPa 。
（2）原料温度：原料液温度20℃，经过与塔釜液体产品间接换热或者进一步预热，温度提升至入塔时所指定的温度65℃。
（3）进料方式：在最适宜的进料板上连续进料。
（4）回流热状态：泡点回流。
（5）塔板压降：≤0.7kPa 。
（6）塔釜间接蒸汽加热，所用的加热蒸汽压力为200kP a （绝对压）。
仅利用其冷凝热。
（7）塔顶设全凝器，利用冷却水间接换热，冷却水的进、出口温度分别规定为t in =25℃，t out =43℃ 。
（8）年工作日：300天。
三、设计内容1、苯-甲苯二元混合液连续精馏工艺流程的设计绘制出所设计的连续精馏工艺流程图，同时对生产过程原理进行文字叙述。
2、筛板精馏塔的设计计算内容 （1）全塔物料衡算，计算产品D 、W 的量。
（2）确定R min 和R 。
（3）图解法确定理论塔板数N T 及最适宜的进料位置，确定精馏段的理论塔板数N T,1 。
（4）合理确定筛板塔板的总效率E 0 ，确定实际塔板数和实际进料位置。
（5）分别确定精馏段的汽相体积流量、汽体流速和塔径，提馏段的汽相体积流量、汽体流速和塔径。
（6）进行精馏段的塔板结构设计、提馏段的塔板结构设计：包括选择溢流形式（多选单溢流）、设计堰长、降液区面积，确定开孔区面积，设计堰高，设计降液管底隙高度，确定筛孔孔径，选择筛孔布置方式并计算具体布置尺寸。
（7）分别进行精馏段塔板的流体力学验算、提馏段塔板的流体力学验算。
（8）绘出精馏段塔板的负荷性能图，计算操作弹性，绘出提馏段塔板的负荷性能图，计算操作弹性。
苯—甲苯精馏塔设计化工原理课程设计书
苯—甲苯精馏塔设计_化工原理课程设计书化工原理课程设计书苯—甲苯精馏塔设计目录（一）化工原理设计任务书 (3)（二）概述 (4)一、精馏基本原理 (4)二、设计方案的确定 (4)（三）塔工艺计算 (5)一、精馏塔物料衡算 (5)二、塔板数确定 (5)三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)四、精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (11)五、塔板主要工艺尺寸计算 (12)六、筛板的流体力学验算 (14)七、塔板负荷性能图 (17)八、设计结果一览表 (23)（四）辅助设备的设定 (24)（五）设计评述心得 (25)（六）参考书目及附表 (25)（一）化工原理设计任务书一、设计名称：苯-甲苯精馏塔设计二、设计条件：在常压连续精馏塔中精馏分离含苯35%（质量%，下同）的苯-甲苯混合液，要求塔顶流出液中苯的回收率为97%，塔底釜残液中含苯不高于2%。
处理量：17500 t/a，料液组成（苯质量分数）：35%，塔顶产品组成（质量分数）：97%，塔顶易挥发组分回收率：99%，每年实际生产时间：300天三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。
四、基础数据或其他操作条件所需数据自己查阅资料或根据资料确定五、设计说明书内容1 目录2 概述（设计方案的确定和流程说明、精馏基本原理等）3.塔的物料恒算、塔板数的确定、塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4.塔和塔板的主要工艺尺寸的设计：（1）塔体工艺尺寸的计算；（2）塔板主要工艺尺寸的计算；（3）塔板的流体力学验算；（4）塔板负荷性能图。
5.设计结果概要或设计一览表6.辅助设备的选型——对再沸器进行设计，对预热器进行选型7.参考文献8.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
（二）概述一、精馏基本原理精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。
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。
苯甲苯混合液精馏塔设计化工原理课程设计
镇江高等专科学校化工原理课程设计说明书设计题目：苯-甲苯混合液精馏塔设计设计者：班级制药13 学号 130305127姓名王婷婷日期 2014-11-19 指导教师：徐兵设计成绩：日期一、设计题目：苯-甲苯混合液精馏塔设计本课程设计是依据实际生产情况加以一定程度的简化而提出的。
二、设计任务及操作条件1. 进精馏塔的料液含苯40% (质量分数)，其余为甲苯2. 产品的苯含量=96%(质量分数)3. 釜液中苯含量=1.85%(质量分数)4. 生产能力为年产38000吨/年苯-甲苯混合液5. 每年实际生产天数：320天。
6. 操作条件(1) 精馏塔塔顶压力 0.04 MPa(表压)(2) 进料热状况泡点液体(3) 回流比 R = 1.6Rmin(4) 加热水蒸汽压力 3.0 kg/cm2 (表压)（1kg/cm2=98.066kPa）(5) 单板压降≤0.7kPa(6) 全塔效率 54%(7) 设备型式浮阀(8) 厂址镇江地区三、设计项目(设计说明书内容)设计说明书应包括所有论述、原始数据、计算、表格等，编排顺序如下：I. 封面(课程设计题目、班级、姓名、指导教师、时间)；II. 设计任务书；III. 目录；IV. 概述；V. 设计方案的选定；VI. 工艺设计计算；V II. 塔和塔板主要工艺尺寸的设计计算；VIII. 设计结果汇总表；IX. 主要符号说明；X. 设计评述(即设计者对本次设计的评述以及本次设计的收获体会)；XI. 参考文献；XII. 致谢;目录第一章.概述 (1)1.1 精馏塔的简单介绍 (1)1.2 工业上对塔设备的主要要求 (1)1.3 板式塔类型 (2)1.3.1 筛板塔 (2)1.3.2 浮阀塔 (3)1.3.3 泡罩塔 (4)第二章.设计方案的确定 (6)2.1 操作条件的确定 (6)2.1.1 操作压力 (6)2.1.2 进料状态 (6)2.1.3 加热方式 (6)2.1.4 冷却剂与出口温度 (7)2.1.5 热能的利用 (7)2.2 确定设计方案的原则 (7)第三章.工艺计算 (8)3.1.塔的物料衡算 (8)3.1.1 料液及塔顶塔底产品含苯摩尔分率 (8)3.1.2 平均分子量 (8)3.1.3 物料衡算 (8)3.2 塔板数的确定 (9)3.2.1 理论塔板数NT的求取 (9)3.2.2 全塔效率ET (12)3.2.3 实际塔板数N (12)3.3 塔的工艺条件及物性数据计算 (12)3.3.1 操作压强Pm (12)3.3.2 温度tm (13)3.3.3 平均分子量 (13)3.3.4 平均密度ρm (13)3.3.5 液体表面张力σm (14)3.3.6 液体粘度μLm (14)3.4 精馏段气液负荷计算 (15) (15)第四章．塔和塔板主要工艺尺寸计算 (16)4.1.塔径D (16)4.2 溢流装置 (16)4.2.1 溢流堰长lW (17)4.2.2出口堰高hw (17)4.2.3降液管的宽度Wd与降液管的面积Af (17)4.2.4降液管底隙高度 (18)4.3塔板布置 (18)4.3.1 孔区面积 (18)4.4筛孔数n与开孔率φ (18)4.5 塔有效高度（精馏段） (19)4.6 塔高计算(从略) (19)4.7 筛板的流体力学验算 (19)4.7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度hp (19)4.7.2 雾沫夹带量ev 的验算 (20)4.7.3 漏液的验算 (20)4.7.4 液泛验算 (21)4.8塔板负荷性能图 (21)4.8.1 雾沫夹带线（1） (21)4.8.2 液泛线（2） (22)4.8.3 液相负荷上限线（3） (23)4.8.4 漏液线（气相负荷下限线）（4） (24)4.8.5 液相负荷下限线（5） (24)第五章.设计结果一览表 (26)第六章.主要符号说明 (28)第七章.设计评述 (30)第八章.参考文献 (32)第九章.致谢 (33)第十章.附录 (34)第一章.概述1.1 精馏塔的简单介绍精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，又称为蒸馏塔。
化工课程设计--苯-甲苯二元物系板式连续精馏塔
设计题目：苯-甲苯二元物系板式连续精馏塔.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。
第一章概述筛板精馏塔是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
它的出现仅迟于泡罩塔20年左右，当初它长期被认为操作不易稳定，在本世纪50年代以前，它的使用远不如泡罩塔普遍。
其后因急于寻找一种简单而价廉的塔型，对其性能的研究不断深入，已能作出较有把握的设计，使得筛板塔又成应用最广的一种类型。
1.1苯-甲苯简介1.1.1 苯苯（Benzene,）在常温下为一种无色，有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。
苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。
苯是一种碳氢化合物也是最简单的芳烃。
它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。
苯是一种石油化工基本原料。
苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计
根据物料性质、分离要求和操作条件，选择合适的塔径、塔高和塔板数，并进行强度校核 和稳定性分析。
塔内件和辅助设备选择与设计
根据物料性质、操作条件和分离要求，选择合适的塔板类型、填料类型、液体分布器等， 并进行详细设计。同时，根据热负荷和操作条件，选择合适的冷凝器、再沸器、回流罐等 辅助设备，并进行详细设计。
精馏原理
利用混合物中各组分挥发度的差异， 通过加热使轻组分汽化、冷凝使重组 分液化的过程，实现混合物中各组分 的分离。
精馏过程涉及热量传递和质量传递， 通过回流比、塔板数等操作参数的控 制，实现不同组分的有效分离。
连续精馏塔设计原理
连续精馏塔是实现精馏过程的设备，由塔体、塔板、进料口、冷凝器、再沸器等组 成。
优化操作参数
通过优化操作参数，如降低回流比、 提高塔顶温度等，降低精馏塔的能耗 和排放。
采用热集成技术
采用热集成技术，如热泵精馏、内部 热集成精馏等，实现能量的有效利用 和降低能耗。
加强设备维护和管理
加强设备维护和管理，确保设备处于 良好状态，降低因设备故障导致的能 耗增加和排放超标风险。
06
安全防护与环保要求
工艺流程顺畅、操作方便。
设备优化
02
针对设备选型和参数设计中存在的问题，进行优化改进，提高
设备的分离效率、降低能耗和减少投资。
控制系统设计
03
根据工艺流程和操作要求，设计合适的控制系统，实现设备的
自动化操作和远程监控。
05
操作条件与优化策略
操作条件设定
塔顶温度
根据苯-甲苯体系的物性，设定合适的 塔顶温度，以确保塔顶产品达到预定的
纯度要求。
回流比
根据塔顶产品和塔底产品的纯度要求 ，以及塔的经济性考虑，设定合适的
化工原理课程设计-苯-甲苯连续精馏流程的设计
化学工程与工艺专业化工设计Ⅰ设计题目苯-甲苯连续精馏流程的工艺设计姓名学院专业班级学号指导教师设计日期评定成绩：评阅人：年月日目录《化工设计I》任务书......................................... - 1 - 第一章前言................................................... - 3 -第二章主要内容 .............................................. - 4 -2.1设计基础数据............................................. - 4 -2.1.1设计操作条件....................................... - 4 -2.1.2主要基础数据....................................... - 4 -2.1.3相关物性参数....................................... - 4 -2.2设计方案及工艺流程的确定................................. - 6 -2.2.1设计方案的选用..................................... - 6 -2.2.2工艺流程的设计..................................... - 8 -2.3塔设备的工艺计算......................................... - 8 -2.3.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率................... - 8 -2.3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量............... - 9 -2.3.3物料衡算........................................... - 9 -2.3.4塔板数的确定....................................... - 9 -2.3.5塔设备的工艺条件及有关物性数据计算................ - 12 -2.3.6热量衡算.......................................... - 17 -2.4塔设备的主要工艺尺寸的设计计算.......................... - 21 -2.4.1塔体结构概述...................................... - 21 -2.4.2塔板结构概述...................................... - 22 -2.4.3塔高及塔径设计计算................................ - 23 -2.4.4塔板结构尺寸设计计算.............................. - 25 -2.4.5塔板流体力学验算.................................. - 28 -2.4.6塔板的负荷性能图.................................. - 31 -2.5辅助设备的工艺设计计算与选型............................ - 35 -2.5.1换热器设计........................................ - 35 -2.5.2贮槽设计.......................................... - 37 -2.5.3泵的设计.......................................... - 37 -2.6工艺管道的设计计算与选择................................ - 38 -2.6.1进料管............................................ - 38 -2.6.2回流管............................................ - 38 -2.6.3塔顶蒸汽接管...................................... - 39 -2.6.4釜液排出管........................................ - 39 -2.6.5塔釜进气管........................................ - 40 -2.7塔设计中的环保与节能.................................... - 40 -2.8塔设备的工艺计算结果汇总表.............................. - 41 - 第三章心得与体会........................................... - 43 -参考文献...................................................... - 44 -图纸.......................................................... - 45 -《化工设计I》任务书一、设计题目苯-甲苯连续精馏流程的工艺设计二、设计条件1.原料：苯-甲苯混合液，苯含量20%(质量分率)，其余为甲苯。
化工原理课程设计-苯-甲苯二元体系连续浮阀精馏塔的工艺设计
南京工业大学《化工原理》课程设计设计题目 苯-甲苯二元体系连续浮阀精馏塔的工艺设计学生姓名 班级、学号 书院化工班指导教师姓名 冯晖课程设计时间2016年 12 月 19 日-2016年 12 月31日 课程设计成绩指导教师签字2011学院课程名称化工原理课程设计设计题目苯-甲苯二元体系连续浮阀精馏塔的工艺设计学生姓名专业化学工程与工艺班级学号2011学院化工班设计日期2016 年12月19 日至2016 年12 月31日设计条件及任务：设计体系：设计条件:1．处理量F：278 （kmol/h）2．料液浓度0.14 （mol%）3. 进料热状况：泡点要求：1．产品浓度：99.5 （mol%）2．易挥发组分回收率：99 %指导教师2016 年12 月31日目录0、前言 (4)0.1 塔设备概述 (4)0.2 化工生产对塔设备的要求 (5)0.3 塔设备的类型 (6)0.4 浮阀塔的优点 (6)1、浮阀塔工艺设计 (7)1.1 操作压强 (7)1.2 进料状态 (7)1.3 塔釜加热方式 (7)1.4 回流方式 (8)2、精馏工艺流程图 (8)3、实际板数的确定 (8)3.1 全塔物料衡算 (8)3.2 物系相平衡关系 (9)3.2.6 相对挥发度及平衡线方程 (9)3.2.4 粘度 (10)3.3 回流比及精馏段操作线方程 (11)3.4 塔内气相、液相摩尔流量 (11)3.4.1 精馏段气相、液相摩尔流量 (11)3.4.2 提馏段气相、液相摩尔流量及提馏段操作线方程 (12)3.5 理论板数的计算 (12)3.6 实际板数的计算 (14)4、塔体主要工艺尺寸的确定 (15)4.1 塔体塔板设计所需物性参数 (15)4.1.1 操作压力 (15)4.1.2 操作温度 (15)4.1.3 提馏段、精馏段平均摩尔质量 (16)3.2.3 提馏段、精馏段平均密度 (16)3.2.5 表面张力 (17)4.2 塔内气相、液相体积流量 (18)4.2.1 精馏段气相、液相体积流量 (18)4.2.2 提馏段气相、液相体积流量 (18)4.3 精馏段塔板塔径设计计算 (19)4.3.1 精馏段塔径 (19)4.3.2 精馏段有效高度 (20)4.3.3 精馏段溢流装置设计 (20)4.3.4鼓泡区阀孔数的确定及排列 (21)4.3.5流体力学校核 (22)4.3.6 精馏段负载性能图及操作弹性 (25)4.4 提馏段塔板塔径设计计算 (27)4.4.1提馏段塔径 (27)4.4.2 提馏段有效高度 (28)4.4.3 提馏段溢流装置设计 (28)4.4.4鼓泡区阀孔数的确定及排列 (29)4.4.5 流体力学校核 (30)4.4.6 精馏段负载性能图及操作弹性 (32)4.5塔体主要工艺尺寸汇总 (35)5、辅助设备设计 (36)5.1塔顶全凝器的计算与选型 (36)5.1.1 换热器基本参数计算 (36)5.1.2 换热器性能核算 (38)5.2塔底再沸器的计算与选型 (42)5.1.2再沸器种类 (42)5.1.2再沸器计算与选型 (43)5.3预热器的计算与选型 (45)5.4接管的计算与选型 (46)5.5泵的计算与选型 (49)6、设计结果总汇表 (51)7、致谢 (54)8、参考文献 (55)附表1：常压下苯——甲苯的气液平衡数据 (56)附表2：苯—甲苯t-p (57)附表3：苯和甲苯粘度 (58)附表4：苯和甲苯表面张力 (59)附表5：史密斯关联图 (60)附表6：泛点负荷系数图 (60)附表7：苯和甲苯密度 (61)附表8：输送流体用无缝钢管常用规格 (62)附图1：精馏段塔板 (65)附图2：提馏段塔板（经计算和校核两块塔板一样） (66)0、前言0.1 塔设备概述塔设备是化学工业，石油工业，石油化工等生产中最重要的设备之一。
化工原理课程设计-连续精馏塔内分离苯-甲苯混合物模板
目录第一章前言 (1)1.1 精馏及精馏流 (1)1.2 精馏的分类 (2)1.3精馏操作的特点 (2)1.3.1沸点升高 (2)1.3.2物料的工艺特性 (2)1.3.3节约能源 (2)1.4 相关符号说明 (4)1.5相关物性参数 (6)1.5.1苯和甲苯的物理参数............................... .6 第二章设计任务书. (7)第三章设计内容 (8)3.1设计方案的确定及工艺流程的说明 (8)3.2全塔的物料衡算 (8)3.2.1原料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (8)3.2.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量 (8)3.2.3料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9)3.3塔板数的确定 (9)3.3.1平衡曲线的绘制 (9)3.4塔的精馏段操作工艺条件及计算 (12)3.4.1平均压强pm (12)123.4.2平均温度tm.....................................M (13)3.4.3平均分子量m3.4.4 液体的平均粘度和液相平均表面张力 (14)3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)3.5.1塔径的计算 (16)3.5.2精馏塔有效高度的计算 (18)3.6塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (18)3.6.1溢流装置计算 (18)3.6.2塔板布置 (19)3.6.3气象通过塔板压降的计算 (21)3.7塔板负荷性能图 ................................ ..233.7.1漏液线 (23)3.7.2 雾沫夹带线 (23)3.7.3 液相负荷下限线 (24)3.7.4 液相负荷上限线 (24)3.7.5液泛线 (25)第四章附属设备的选型及计算 (27)4.1接管——进料管 (27)4.2法兰 (27)4.3筒体与封头 (27)4.4 人孔 (28)4.5热量衡算 (28)参考文献 (31)课程设计心得 (32)第一章前言1.1 精馏及精馏流程精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
化工原理课程设计-苯-甲苯二元混合物分离操作的精馏塔设计
专业课程设计题目：苯—甲苯二元混合物分离操作的精馏塔设计姓名：学号：班级：指导教师：完成日期：一、化工原理课程设计任务书 (3)、设计名称 (3)、设计要求 (3)、设计任务 (3)、设计说明书的内容 (4)、设计进度 (4)、设计图要求 (4)二、文献综述 (4)三、实验方案的确定 (6)、操作条件的确定 (6)操作压力 (7)进料状态 (7)加热方式 (7)确定设计方案的原则 (7)满足工艺和操作的要求 (8)满足经济上的要求 (8)四、塔体计算 (9)设计方案的确定 (9)4.2 精馏塔的物料衡算 (9)原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率 (9)4.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (9)物料衡算 (9)五、塔板计算 (10)5.1 塔板数的确定 (10)N的求取 (10)理论板数T实际板数的求取 (11)5.2 精馏段的计算 (12)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)精馏段气液负荷计算 (14)5.2.3.塔板主要工艺尺寸的计算 (15).筛板的流体力学验算 (18)5.2.5.精馏段塔板负荷性能图 (20)5.2.6.精馏段筛板塔设计计算结果汇总 (23)六、塔附件设计 (25)6.1 附件的计算 (25)接管 (25)6.1.2.筒体与封头 (28)6.2 附属设备计算 (28)6.2.1 泵的计算及选型 (28)冷凝器 (29)6.2.3 再沸器 (30)七、设计小结 (31)八、参考文献 (32)一、化工原理课程设计任务书、设计名称苯－甲苯二元混合物分离操作的精馏塔设计1.2、设计要求在一常压操作的连续精馏塔内分离苯－甲苯混合物。
已知原料液的处理量为（4.0 ）万吨／年（生产时间300天／年，每天24小时运行），原料中含苯（40% ）（质量分数，下同），要求塔顶馏出液中苯含量为（96% ），塔底釜液中苯含量为（1% ）。
已知参数：原料液温度为20℃，泡点进料，塔顶压强为4kPa（表压），单板压降不大于0.7kPa，全塔效率为52％，塔板型式采用浮阀塔，苏州地区建厂。
苯-甲苯精馏塔课程设计
吉林化工学院化工原理课程设计化工原理课程设计任务书1.设计题目苯-甲苯二元筛板精馏塔设计2.设计条件在常压下连续筛板精馏塔中精馏分离苯-甲苯混合液。
要求进料组成X D=0.42，塔顶组成X F=0.985，塔底组成X W=0.015.已知参数：苯-甲苯混合液处理量80kmol/h,进料热状况q=0.97.塔顶压强 1atm（绝压）。
单板压降小于0.7KPa.回流比R=（1.1~2.0R min）。
3.设计任务：（1）完成该精馏塔的工艺设计，包括辅助设备及进出口管路的计算和选型；（2）画出带控制点工艺流程图、x-y相平衡图、塔板负荷性能图、塔板布置图、精馏塔工艺条件图；（3）写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。
指导教师：庄志军设计时间：2012年11月22日-2010年12月16日专业：化学工程与工艺班级：化工1003班姓名：任云霞学号：10110307吉林化工学院化工原理课程设计题目筛板精馏塔分离苯--甲苯工艺设计教学院化工与材料工程学院专业班级化工1003班学生姓名学生学号 ********指导教师庄志军2012年12月06日目录摘要.............................................................................................................................. - 1 -第1章绪论........................................................................................................................... - 2 -第2章精馏流程确定 ............................................................................................................. - 3 -第3章精馏塔的设计计算....................................................................................................... - 4 -3.1物料衡算.................................................................................................................. - 4 -3.2塔板数的确定........................................................................................................... - 5 -3.2.1相对挥发度α的求解 ........................................................................................ - 5 -3.2.2确定最小回流比Rmin和回流比 ........................................................................ - 6 -3.2.3精馏段、q线、提馏段方程求解........................................................................ - 6 -3.2.4逐板计算法求解NT ......................................................................................... - 7 -3.2.5全塔效率ET.................................................................................................... - 8 -3.2.6实际塔板数 .................................................................................................... - 9 -3.3工艺条件的计算........................................................................................................ - 9 -3.3.1操作压强Pm................................................................................................... - 9 -3.3.2温度∆tm...................................................................................................... - 10 -3.4物性数据计算......................................................................................................... - 10 -3.4.1平均相对分子质量Mm................................................................................... - 10 -3.4.2平均密度ρm................................................................................................. - 11 -3.4.3液体表面张力σm.......................................................................................... - 13 -3.4.4液体粘度μLm............................................................................................... - 15 -3.5塔的气液负荷计算 .................................................................................................. - 16 -3.6塔和塔板主要工艺尺寸计算 ..................................................................................... - 16 -3.6.1塔径D.......................................................................................................... - 16 -3.6.2溢流装置...................................................................................................... - 18 -3.6.3塔板布置...................................................................................................... - 19 -3.6.4筛孔数n与开孔率φ...................................................................................... - 20 -3.6.5塔的有效高度Z............................................................................................. - 21 -3.7.1塔板压降验算............................................................................................... - 21 -3.7.2雾沫夹带量ev的验算..................................................................................... - 22 -3.7.3漏液的验算 .................................................................................................. - 22 -3.7.4液泛验算...................................................................................................... - 23 -3.8塔板负荷性能图...................................................................................................... - 24 -3.8.1雾沫夹带线（1） .......................................................................................... - 24 -3.8.2液泛线......................................................................................................... - 26 -3.8.3液相负荷性能图............................................................................................ - 28 -3.8.5液相负荷下限线............................................................................................ - 29 -3.8.6操作弹性...................................................................................................... - 30 -第4章塔的热量衡算 ........................................................................................................... - 32 -4.1加热介质的选择...................................................................................................... - 32 -4.2冷却剂的选择......................................................................................................... - 32 -4.3比热容及汽化潜热的计算......................................................................................... - 32 -4.3.1塔顶温度tD下的比热容.................................................................................. - 32 -4.3.2进料温度tF下的比热容 .................................................................................. - 32 -4.3.3塔底温度tW下的比热容................................................................................. - 33 -4.3.4塔顶温度tD下的汽化潜热 .............................................................................. - 33 -4.4热量衡算................................................................................................................ - 33 -4.4.10℃时塔顶上升的热量QV的求解 ...................................................................... - 33 -4.4.2回流热的热量QR........................................................................................... - 34 -4.4.3塔顶馏出液的热量QD.................................................................................... - 34 -4.4.4进料的热量QF .............................................................................................. - 34 -4.4.5塔底残液的热量QW ...................................................................................... - 34 -4.4.6冷凝器消耗的热量QC .................................................................................... - 34 -4.4.7再沸器提供的热量QB.................................................................................... - 35 -第5章塔总体高度计算........................................................................................................ - 35 -5.2塔顶空间................................................................................................................ - 36 -5.3塔底空间................................................................................................................ - 36 -5.4人孔...................................................................................................................... - 36 -5.5进料处板间距......................................................................................................... - 36 -5.6裙座...................................................................................................................... - 36 -第6章塔的附属设备计算..................................................................................................... - 37 -6.1塔的接管................................................................................................................ - 37 -6.1.1进料管......................................................................................................... - 37 -6.1.2回流管......................................................................................................... - 38 -6.1.3塔底出料管 .................................................................................................. - 38 -6.1.4塔顶蒸汽出料管............................................................................................ - 38 -6.1.5塔底蒸汽出气管............................................................................................ - 39 -6.2换热器的选择......................................................................................................... - 39 -6.2.1冷凝器的选择............................................................................................... - 39 -6.2.2再沸器的选择............................................................................................... - 40 -6.3进料泵的选择......................................................................................................... - 40 -第7章结果汇总表............................................................................................................... - 42 -主要符号说明 ..................................................................................................................... - 44 -参考文献............................................................................................................................ - 47 -结束语......................................................................................................................... - 48 -摘要根据化工原理课程设计任务书的要求对苯-甲苯二元筛板精馏塔的主要工艺流程进行设计，并画出了精馏塔的工艺流程图和设备条件图，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。
化工原理课程设计 苯——甲苯二元物系板式精馏塔的设计
化工原理课程设计任务书设计题目 ： 苯——甲苯二元物系板式精馏塔的设计2．设计条件 ：常 压： 1p a t m =（绝压）处理 量： 85Kmol/h进料组成： 0.45F x = 馏出液组成：0.98D x =釜液组成： 0.03W x = （以上均为摩尔分率）塔顶全凝器 泡点回流回流比： m i n(1.1 2.0)R R =- 加料状态： 0.96q =单板压降： 0.7a kp ≤3．设 计 任 务 ：1.完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算）。
2．绘制带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。
精馏塔设备条件图。
3．撰写精馏塔的设计说明书（包括设计结果汇总）。
目录前言....................................................................................................................... １摘要....................................................................................................................... ２第一章绪论 .................................................................................................. ３1.1精馏流程设计方案的确定 .................................................. ３1.2设计思路 ................................................................ ３1.2.1精馏方式的选定 ............................................................................................................. ３1.2.2加热方式 ....................................................................................................................... ４1.2.3操作压力的选取 ........................................................................................................... ４1.2.4回流比的选择 ............................................................................................................... ４1.2.5塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择 ............................................................... ４1.2.6板式塔的选择 ............................................................................................................... ４1.2.7 关于附属设备的设计 .................................................................................................. ４第二章精馏塔工艺设计计算 .......................................................................... ６2.1物料衡算 ................................................................ ６2.1.1塔的物料衡算 ............................................................................................................... ６2.2板数的确定 .............................................................. ６2.2.1操作回流比的求取 ......................................................................................................... ６2.2.2 求精馏塔气液相负荷 .................................................................................................... ７2.2.3 操作线方程的确定 ........................................................................................................ ７2.2.4精馏塔理论塔板数及理论加料位置 ............................................................................. ７2.2.5全塔效率的计算 ............................................................................................................. ８第三章精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算.................................. １０3.1操作压强P的计算...................................................... １０3.2操作温度.............................................................. １０3.3物性数据计算 .......................................................... １０3.3.1平均摩尔质量计算 ..................................................................................................... １０3.3.2平均密度的计算 ......................................................................................................... １１3.3.3液体平均表面张力计算 ............................................................................................. １１3.4精馏塔体工艺尺寸的计算............................................... １２3.4.1塔径的计算 ................................................................................................................. １２3.5精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算....................................... １３3.5.1精馏塔有效高度的计算 ............................................................................................. １３3.5.2溢流装置计算 ............................................................................................................. １３3.5.3塔板布置 ..................................................................................................................... １４3.6筛板的流体力学验算 .................................................... １５3.6.1塔板压降 ..................................................................................................................... １５3.6.2液沫夹带量e v的验算 ................................................................................................ １５3.6.3 漏液的验算 ................................................................................................................ １６3.6.4液泛验算 ..................................................................................................................... １６3.7塔板负荷性能图 ........................................................ １６3.7.1 漏液线 ........................................................................................................................ １６3.7.2液沫夹带线 ................................................................................................................. １７3.7.3液相负荷下限线 ......................................................................................................... １７3.7.4液相负荷上限线 ......................................................................................................... １７3.7.5液泛线 ......................................................................................................................... １８3.8板式塔的结构 .......................................................... １９3.8.1塔体结构 ..................................................................................................................... １９3.8.2 塔板结构 .................................................................................................................... １９第四章热量衡算 (20)4．1热量衡算 (20)4.1.1塔顶热量 (20)4.1.2塔底热量 (20)计算结果总汇 (22)致谢 (23)参考文献 (24)主要符号说明 (25)主要符号说明 (26)附录 (27)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。
化工原理课程设计苯甲苯连续精馏塔的设计
目录
• 项目背景与要求 • 精馏塔工艺流程设计 • 塔体结构设计与选型 • 控制系统设计 • 安全防护措施与环保要求 • 经济评价与总结展望
01
项目背景与要求
苯甲苯连续精馏塔简介
苯甲苯连续精馏塔是化工生产中常用的一种分离设备，用于将苯甲苯混合物中的各 组分进行分离提纯。
塔体类型选择及优缺点分析
板式塔
结构简单，造价低，易于维护， 适用于中小规模的精馏操作。但 处理量大时效率较低，塔板压降 较大。
填料塔
处理能力大，分离效考虑到苯甲苯连续精馏塔的处理 量和分离要求，板式塔更适合本 次设计。
塔径、塔高计算及校核
改进方向探讨
针对存在的问题，提出改进措施和优化方案，如改进 设备结构、优化工艺流程、提高自动化水平等，以提 高苯甲苯连续精馏塔的性能和经济效益。同时，探讨 未来苯甲苯连续精馏技术的发展趋势和前景，为相关 领域的研究提供参考。
THANKS
感谢观看
节能减排技术应用
节能技术
采用高效传热、传质设备和节能型电器，优 化工艺流程和操作参数，降低精馏过程的能 耗。
减排技术
通过改进精馏塔结构、优化操作条件和采用先进的 分离技术，提高产品的纯度和收率，减少废弃物和 污染物的排放。
资源回收利用
对精馏过程中产生的余热、余压等资源进行 回收利用，提高能源利用效率，降低生产成 本。
行。
05
安全防护措施与环保要求
安全防护措施（如防火、防爆等）
防火措施
采用阻燃材料和防火涂料，设置火灾自动报警系统和灭火装置，确保塔体、管道和设备 的防火安全。
防爆措施
严格控制塔内操作温度和压力，避免可燃气体泄漏和积聚，采用防爆电器和照明设备， 设置安全泄放装置，以防止爆炸事故的发生。
化工原理课程设计-连续精馏塔内分离苯-甲苯混合物模板
目录第一章前言 (1)1.1 精馏及精馏流 (1)1.2 精馏的分类 (2)1.3精馏操作的特点 (2)1.3.1沸点升高 (2)1.3.2物料的工艺特性 (2)1.3.3节约能源 (2)1.4 相关符号说明 (4)1.5相关物性参数 (6)1.5.1苯和甲苯的物理参数............................... .6 第二章设计任务书. (7)第三章设计内容 (8)3.1设计方案的确定及工艺流程的说明 (8)3.2全塔的物料衡算 (8)3.2.1原料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率 (8)3.2.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量 (8)3.2.3料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9)3.3塔板数的确定 (9)3.3.1平衡曲线的绘制 (9)3.4塔的精馏段操作工艺条件及计算 (12)3.4.1平均压强pm (12)123.4.2平均温度tm.....................................M (13)3.4.3平均分子量m3.4.4 液体的平均粘度和液相平均表面张力 (14)3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)3.5.1塔径的计算 (16)3.5.2精馏塔有效高度的计算 (18)3.6塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (18)3.6.1溢流装置计算 (18)3.6.2塔板布置 (19)3.6.3气象通过塔板压降的计算 (21)3.7塔板负荷性能图 ................................ ..233.7.1漏液线 (23)3.7.2 雾沫夹带线 (23)3.7.3 液相负荷下限线 (24)3.7.4 液相负荷上限线 (24)3.7.5液泛线 (25)第四章附属设备的选型及计算 (27)4.1接管——进料管 (27)4.2法兰 (27)4.3筒体与封头 (27)4.4 人孔 (28)4.5热量衡算 (28)参考文献 (31)课程设计心得 (32)第一章前言1.1 精馏及精馏流程精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
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苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计化工原理课程设计目录目录 (2)前言 (5)设计任务 (5)一. 设计项目 (5)二. 设计条件 (6)三. 设计内容与要求 (6)设计计算 (6)一. 精馏塔的物料衡算 (6)1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7)1.3 物料衡算原料处理量 (7)二. 理论塔板的计算 (7)2.1. 理论塔板数的的求取 (7)三. 精馏段的工艺条件及有关物性数据的衡算 (9)3.1 操作压力计算 (9)3.2 操作温度计算 (9)3.3 平均摩尔质量计算 (9)3.4 平均密度计算 (10)3.5 液相平均表面张力计算 (11)3.6 混合物的平均粘度 (12)四．精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)4.1 塔径的计算 (13)4.2有效高度计算 (15)五．塔板主要工艺尺寸的计算 (15)5.1 溢流装置的计算 (15)5.2. 塔板分布 (17)六. 筛板的流体力学计算 (18)6.1 塔板的压降 (18)6.2 液面落差 (20)6.3 液沫夹带 (20)6.4 漏液 (21)6.5 液泛 (21)七. 塔板负荷性能图 (22)7.1 漏液线 (22)7.2 液沫夹带线 (23)7.4 液相负荷下限线 (25)7.5 液相负荷上限线 (25)7.6 液泛线 (25)八.筛板塔设计计算结果 (28)九.塔附件的设计 (30)9.1 接管 (30)9.1.1 进料管 (30)9.1.2 回流管 (30)9.1.3 塔底出料管 (30)9.1.4 塔顶蒸汽出料管 (31)9.1.5 塔底进气管 (31)9.2 筒体与封头 (31)9.2.1 筒体 (31)9.2.2 封头 (31)9.3 除沫器 (32)9.4 裙座 (32)9.5 人孔 (32)十.塔总体高度的设计 (33)10.1 塔的顶部空间高度 (33)10.2 塔的底部空间高度 (33)10.3 塔总体高度 (33)结论 (35)参考文献 (36)塔设备总装配图或工艺条件图 (33)前言塔是具有一定形状（截面大多是圆形）、一定容积、内外装置一定附件的容器。
用以使气体与液体、气体与固体、液体与液体或液体与固体密切接触，并促进其相互作用，以完成化学工业中热量传递和质量传递过程。
根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。
塔设备中常见的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却和回收气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿和减湿等。
塔设备应满足的条件：气液两相能充分接触、生产能力及弹性大、操作稳定、流体流动阻力小、结构简单、材料耗用量少、制造和安装容易、耐腐蚀和不易阻塞、调节及检修方便。
板式塔处理量大、效率高、清洗检修方便且造价低，故工业上多采用板式塔。
因而本设计要求设计板式塔。
设计任务一. 设计项目苯-甲苯二元混合液连续精馏装置的设计二. 设计条件1.原料液处理量：45000吨/年（每年按330天生产日计算）2.进料液苯含量：0050(质量分率)3.进料状态：泡点进料 即1=q4.塔顶馏出液中苯含量：0096（质量分率）5.塔底苯含量：003（质量分率）6.回流方式：泡点回流7.操作压力：常压8.塔板类型：筛板塔板9.全塔效率：0.52三. 设计内容与要求1.绘制工艺流程图2.绘制塔设备总装配图或工艺条件图3.编制工艺设计说明书设计计算一. 精馏塔的物料衡算1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量kmol kg M A /11.78=甲苯的摩尔质量kmol kg M B /14.92=54.014.925.011.785.011.785.0=÷+÷÷=F x 966.014.9204.011.7896.011.7896.0=÷+÷÷=D x 035.0149297.011.7803.011.7803.0=÷+÷÷=。
W x 1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量F M =()56.8414.9254.0111.7854.0=⨯-+⨯D M =()59.7814.92966.0111.78966.0=⨯-+⨯W M =()65.9114.92035.0111.78035.0=⨯-+⨯1.3 物料衡算原料处理量21.6656.84243301000100005.4=⨯⨯⨯=F h kmol / 总物料衡算：W D +=21.66苯物料衡算：035.0966.054.021.66⨯+⨯=⨯W D 联立解得 h kmol D /91.35= h kmol W /3.30=二. 理论塔板的计算2.1. 理论塔板数的T N 的求取苯-甲苯属理想物系，可采用逐板法求出理论塔板数。
○1求最小回流比及操作回流比 54.0=q x ，745.0=q y 故最小回流比：078.154.0745.0745.0966.0min =--=--=q q qD x y y x R 取操作回流比： 156.2078.122min =⨯==R R ○2求精馏塔的气、液相负荷h kmol D R L /42.7791.35156.2=⨯=⋅=()()h kmol D R V /33.11391.351156.21=⨯+=⋅+=本设计为泡点进料，1=q ，故:h kmol F q L L /63.14321.66142.77'=⨯+=⋅+=h kmol V V /33.113'==○3求操作线方程 精馏段操作线方程为：306.0683.0966.033.11391.3533.11342.77+=⨯+⋅=⋅+⋅=x x x V D x V L y D 提馏段操作线方程为：009.0'267.1035.033.1133.30'33.11363.143''''-=⨯-⋅=⋅-⋅=x x x V W x V L y W ○4逐板法求理论塔板数 采用逐板法求理论塔板数，求解结果如下：表1：X 0.919422 Y 0.9660.850303 0.9339650.758734 0.8867570.653144 0.8242150.549227 0.7520970.461737 0.6811220.353013 0.5760210.23858 0.4382670.142854 0.2932810.077 0.1719960.037556 0.0885580.015861 0.038583总理论塔板数：12=T N (包括再沸器)进料板位置：6=F N2.2 实际塔板数的求取已知全塔效率为0.52精馏段实际板层数1052.05===T T E N N 精 提馏段实际板层数：1252.06===T T E N N 提 三. 精馏段的工艺条件及有关物性数据的衡算3.1 操作压力计算塔顶操作压力 P 3.10543.101=+=D每层塔板压降 Kpa p 7.0=∆进料板压力 Kpa p F 3.112107.03.105=⨯+= 塔底操作压力 Kpa p W7.120127.03.112=⨯+= 精馏段平均压力 ()Kpa p m 8.1082/3.1123.105=+= 提馏段平均压力 ()Kpa p m 5.1162/7.1203.112'=+=3.2 操作温度计算由安托尼方程可计算出进料温度：D t 80.7c o :F t 90.9c oW t ： 108.9c o精馏段平均温度为 c t t t D F ︒=+=+=8.8529.907.8021 提馏段平均温度为 c t t t W F ︒=+=+=8.9429.1087.8022 3.3 平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算由966.01==y x D ,查表1得919.01=x()()kmol kg M x M x M B A VDm /59.8214.92966.0111.78966.0111=⨯-+⨯=⋅-+⋅=()()kmol kg M y M y M B A LDm /25.7914.92919.0111.78919.0111=⨯-+⨯=⋅-+⋅= 塔底平均摩尔质量计算 由035.02==x x W ，得083.02=y ()()kmol kg M x M x M B A VWm /65.9114.92035.0111.78035.0122=⨯-+⨯=⋅-+⋅=()()kmol kg M y M y M B A LWm /98.9014.92083.0111.78083.0122=⨯-+⨯=⋅-+⋅=进料板平均摩尔质量计算 由表可得，681.0=F y ,查表1得462.0=F x()()kmolkg M kmol kg M LDm VFm /66.8514.92462.0111.78462.0/59.8214.92681.0111.78681.0=⨯-+⨯==⨯-+⨯=精馏段平均摩尔质量 ()molkg M mol kg M Lm Vm /455.822/66.8525.79/59.802/)59.829.78(=+==+=提馏段平均摩尔质量 ()mol kg Mmol kg M Lm Vm /32.882/66.8598.90/12.872/)59.8265.91(''=+==+= 3.4 平均密度计算○1气相平均密度计算 精馏段：3/94.2)15.2738.85(314.859.808.108/)(m kg RT M p m Vm m Vm =+⨯⨯=⨯=ρ 提馏段：3'''/12.3)15.2738.94(314.812.875.109/)(m kg RT M p m Vm m Vm =+⨯⨯=⨯=ρ ○2液相平均密度计算 液相平均密度计算公式：∑=i i Lma ρρ1塔顶液相平均密度的计算由c t o D 7.80=，可根据计算公式：06.890999.0:92.907158.1:+-=+-=x y B x y A计算出33/441.809,/469.814m kg m kg B A ==ρρ3/267.814441.809/04.0469.814/96.01m kg LDm =+=ρ塔底液相平均密度计算由c t o D 9.108=，可由上式计算出33/27.781,/8.781m kg m kg B A ==ρρ3/29.78127.781/965.08.781/035.01m kg LWm =+=ρ进料板液相平均密度的计算由c t o F 9.90=，可计算出33/251.799,/658.802m kg m kg B A ==ρρ 进料板液相质量分数计算：3/7.800251.799/579.0657.802/421.01421.014.92538.011.78462.011.78462.0m kg a LFmA =+==⨯+⨯⨯=ρ精馏段液相平均密度：3/49.8072/)7.800267.814(m kg Lm =+=ρ精馏段液相平均密度：3'/00.7912/)7.80029.781(m kg Lm =+=ρ3.5 液相平均表面张力计算 液相的平均表面张力依下式计算∑⨯=i i x σσ塔顶液相平均表面张力计算 由c t D ︒=7.80，根据计算公式计算：528.301094.0:826.301196.0:+-=+-=x y B x y A计算得 m m A /174.21N =σ m m B /700.21N =σ()()m m x x B D A D LDm /192.217.21966.01174.21966.01N =⨯-+⨯=⋅-+⋅=σσσ 塔底液相平均表面张力计算 由c t W ︒=9.108,根据上式可计算出 m m A /801.17N =σ m m B /614.18N =σ()()mm x x B W A W LWm /586.18614.18035.01801.17035.01N =⨯-+⨯=⋅-+⋅=σσσ进料板液相平均表面张力计算由c t F ︒=9.90，根据计算公式计算，可得m m A /954.19N =σ m m B /583.20N =σ()()mm x x B F A F LFm /292.20583.20462.01954.19462.01N =⨯-+⨯=⋅-+⋅=σσσ精馏段平均表面张力为：m m Lm /742.202292.20192.21N =+=σ提馏段平均表面张力为：m m Lm /439.192292.20586.18'N =+=σ3.6 混合物的平均粘度液相平均粘度依下式计算：i i Lm x μμlg lg ∑=塔顶液相平均粘度的计算由c t D ︒=7.80，根据计算公式计算：466.0002.0:49.00023.0:+-=+-=x y B y A计算出 s mPa A ⋅=304.0μ s mPa B ⋅=305.0μ()()smPa LDm LDm ⋅=⇒+=304.0305.0lg 034.0304.0lg 966.0lg μμ塔底液相平均粘度的计算由c t W ︒=9.108,根据上式可计算出 s mPa A ⋅=240.0μ s mPa B ⋅=248.0μ()()smPa LWm LWm ⋅=⇒+=248.0248.0lg 965.0240.0lg 035.0lg μμ进料板液相平均粘度的计算由c t F ︒=9.90，根据计算公式计算，可得s mPa A ⋅=281.0μ s mPa B ⋅=285.0μ ()()smPa LFm LFm ⋅=⇒+=283.0285.0lg 538.0281.0lg 462.0lg μμ精馏段液相平均表面粘度为：()s mPa Lm ⋅=+=2935.02/283.0304.0μ提馏段液相平均表面粘度为：()s mPa Lm ⋅=+=2655.02/283.0248.0'μ四．精馏塔的塔体工艺尺寸计算4.1 塔径的计算精馏段的气、液相体积流率为：s m VM V Vm Vm S /863.0360094.259.8033.11336003=⨯⨯==ρs m LM L Lm Lm S /0022.0360049.807455.8242.7736003=⨯⨯==ρ因为2.020max 20,⎪⎭⎫⎝⎛=-=L V V L C C Cσρρρυ而，其中20C 需查表 图的横坐标为0422.094.249.8073600863.036000022.05.05.0=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛VL hhV Lρρ取板间距为m H T 4.0=，板上液层高度m h L 06.0=，则m h H L T 34.006.04.0=-=-查史密斯关联图，得072.020=C0725.020742.20072.0202.02.020=⎪⎭⎫⎝⎛⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=LC C σs m u /199.194.294.249.8070725.0max =-⨯=令安全系数为0.7，则空塔气速为=u 0.7s m u /840.0199.17.0max =⨯=⨯m u V D S 144.184.014.3863.044=⨯⨯=⋅⋅=π 按标准塔径圆整，则精馏段塔径为：m D 2.1=。