苯和甲苯的物性参数
甲苯物性参数
甲苯甲苯物性参数物性参数物性参数(1) (1) 常规性质常规性质常规性质中文名: 甲苯 英文名: TOLUENE CAS 号: 108883 化学式: C7H8 结构简式:所属族: 正烷基苯分子量: 92.1405 kg/kmol 熔点: 178.18 K 沸点: 383.78 K临界压力: 4107.99921 kPa 临界温度: 591.75 K临界体积: 3.16E-04 m3/mol 偏心因子: 0.26401 临界压缩因子: 0.264偶极距: 0.35975 debye标准焓: 50.1699256 kJ/mol 标准自由焓: 122.2 kJ/mol 绝对熵: .32099 kJ/mol/K 熔化焓: 未知 kJ/mol溶解参数: 8.915 (cal/cm3)1/2 折光率: 1.49396 等张比容: 244.603(2) (2) 饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压系数(Y 单位:Pa)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= 76.945 B=-6729.8 C=-8.179 D= .0000053017 E= 2(3) (3) 液体热容液体热容液体热容系数(Y 单位:J/kmol/K)使用温度范围：178.18 - 500KA= 140140 B=-152.3 C= .695 D= 0 E= 0(4) (4) 理想气体比热容理想气体比热容理想气体比热容系数(Y 单位:J/mol/K)使用温度范围：200 - 1500KA= 58140 B= 286300 C= 1440.6 D= 189800 E=-650.43(5) (5) 液体粘度液体粘度液体粘度系数(Y 单位:Pa·s)使用温度范围：178.18 - 383.78KA=-226.08 B= 6805.7 C= 37.542 D=-.060853 E= 1(6) (6) 气体粘度气体粘度气体粘度系数(Y 单位:Pa·s)使用温度范围：178.18 - 1000KA= .00000087268 B= .49397 C= 323.79 D= 0 E= 0(7) (7) 液体导热系数液体导热系数液体导热系数系数(Y 单位:W/m/K)使用温度范围：178.18 - 474.85KA= .20463 B=-.00024252 C= 0 D= 0 E= 0(8) (8) 气体导热系数气体导热系数气体导热系数系数(Y 单位:W/m/K)使用温度范围：383.78 - 1000KA= .00002392 B= 1.2694 C= 537 D= 0 E= 0(9) (9) 汽化焓汽化焓汽化焓系数(Y 单位:J/kmol)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= 49507000 B= .37742 C= 0 D= 0 E= 0(10) (10) 液体密度液体密度液体密度系数(Y 单位:kmol/m3)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= .8792 B= .27136 C= 591.75 D= .29241 E= 0(11) (11) 表面张力表面张力表面张力系数(Y 单位:N/m)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= .066779 B= 1.2442 C= 0D= 0 E= 0(12) (12) 第二维里系数第二维里系数第二维里系数系数(Y 单位:N/m)使用温度范围：295.9 - 1500KA= .18371 B=-215.67 C=-43127000 D=-8.1488E+19 E= 1.2116E+22。
甲苯物性参数
甲苯甲苯物性参数物性参数物性参数(1) (1) 常规性质常规性质常规性质中文名: 甲苯 英文名: TOLUENE CAS 号: 108883 化学式: C7H8 结构简式:所属族: 正烷基苯分子量: 92.1405 kg/kmol 熔点: 178.18 K 沸点: 383.78 K临界压力: 4107.99921 kPa 临界温度: 591.75 K临界体积: 3.16E-04 m3/mol 偏心因子: 0.26401 临界压缩因子: 0.264偶极距: 0.35975 debye标准焓: 50.1699256 kJ/mol 标准自由焓: 122.2 kJ/mol 绝对熵: .32099 kJ/mol/K 熔化焓: 未知 kJ/mol溶解参数: 8.915 (cal/cm3)1/2 折光率: 1.49396 等张比容: 244.603(2) (2) 饱和蒸气压饱和蒸气压饱和蒸气压系数(Y 单位:Pa)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= 76.945 B=-6729.8 C=-8.179 D= .0000053017 E= 2(3) (3) 液体热容液体热容液体热容系数(Y 单位:J/kmol/K)使用温度范围：178.18 - 500KA= 140140 B=-152.3 C= .695 D= 0 E= 0(4) (4) 理想气体比热容理想气体比热容理想气体比热容系数(Y 单位:J/mol/K)使用温度范围：200 - 1500KA= 58140 B= 286300 C= 1440.6 D= 189800 E=-650.43(5) (5) 液体粘度液体粘度液体粘度系数(Y 单位:Pa·s)使用温度范围：178.18 - 383.78KA=-226.08 B= 6805.7 C= 37.542 D=-.060853 E= 1(6) (6) 气体粘度气体粘度气体粘度系数(Y 单位:Pa·s)使用温度范围：178.18 - 1000KA= .00000087268 B= .49397 C= 323.79 D= 0 E= 0(7) (7) 液体导热系数液体导热系数液体导热系数系数(Y 单位:W/m/K)使用温度范围：178.18 - 474.85KA= .20463 B=-.00024252 C= 0 D= 0 E= 0(8) (8) 气体导热系数气体导热系数气体导热系数系数(Y 单位:W/m/K)使用温度范围：383.78 - 1000KA= .00002392 B= 1.2694 C= 537 D= 0 E= 0(9) (9) 汽化焓汽化焓汽化焓系数(Y 单位:J/kmol)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= 49507000 B= .37742 C= 0 D= 0 E= 0(10) (10) 液体密度液体密度液体密度系数(Y 单位:kmol/m3)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= .8792 B= .27136 C= 591.75 D= .29241 E= 0(11) (11) 表面张力表面张力表面张力系数(Y 单位:N/m)使用温度范围：178.18 - 591.75KA= .066779 B= 1.2442 C= 0D= 0 E= 0(12) (12) 第二维里系数第二维里系数第二维里系数系数(Y 单位:N/m)使用温度范围：295.9 - 1500KA= .18371 B=-215.67 C=-43127000 D=-8.1488E+19 E= 1.2116E+22。
苯甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计班级：化学工程系2011级1班姓名：学号：指导老师：贾鑫老师完成时间：2014年6月26日化工系常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计一、前言1.1设计任务及条件：泡点进料（q=1），塔顶进入全凝器，塔釜间接蒸汽加热，塔板压降:(0.5-0.7)KPa1.2物系用途及性质(1)苯的性质：摩尔质量78.11g/mol，密度0.8786 g/mL，相对蒸气密度(空气=1)：2.77，蒸汽压（26.1℃）：13.33kPa，临界压力：4.92MPa，熔点278.65 K (5.51 ℃)，沸点353.25 K (80.1 ℃)，在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水，标准摩尔熵So（298.15K）：173.26 J/mol·K，标准摩尔热容 Cpo：135.69 J/mol·K (298.15 K)，闪点 -10.11℃（闭杯），自燃温度 562.22℃，结构：平面六边形，最小点火能：0.20mJ，爆炸上限（体积分数）：8%，爆炸下限（体积分数）：1.2%，燃烧热：3264.4kJ/mol，溶解性：微溶于水，可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。
它有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃，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。
苯难溶于水，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。
（2）苯在工业上的用途：苯是工业上一种常用溶剂，主要用于金属脱脂。
苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂。
苯在工业上最重要的用途是做化工原料。
苯可以合成一系列苯的衍生物：苯与乙烯生成乙苯，后者可以用来生产制塑料的苯乙烯与丙烯生成乙丙烯，后者可以经乙丙苯法莱生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚，制尼龙的环己烷，合成顺丁烯二酸酐，用于制作苯胺的硝基苯，用于农药的各种氯苯，合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯，合成氢醌、蒽醌等化工产品。
化工原理课程设计---苯-甲苯冷凝器工艺设计-(2).
课程设计（论文）题目名称苯-甲苯冷凝器工艺设计课程名称化工原理学生姓名学号1040902015系、专业生化系2010级化学工程与工艺指导教师胡建明2013年1 月4 日目录一、课程设计任务书 (3)二、概述 (5)三、设计依据 (8)四、工艺设计计算 (8)五、物料衡算 (8)2.1 精馏塔物料衡算 (8)2.2 冷凝器物料衡算 (9)六、热量衡算 (11)3.1 冷凝器热量衡算 (11)七、设备设计与选型 (14)八、设备设计 (14)1、流体流径选择 (14)2、冷凝器热负荷 (14)3、流体两端温度的确定 (14)4、总传热系数 (14)5、换热面积 (14)6、初选管程及单管长度 (14)7、筒体直径计算 (15)8、数据核算 (15)九、设备选型 (19)十、总结 (25)十一、参考文献 (26)十二、致谢 (27)十三、附工程图纸 (28)10级化学工程专业《化工原理》课程设计任务书设计课题：苯-甲苯精馏装置进料冷凝器设计一、设计条件1、年产苯：70000吨2、产品苯组成：C6H699.5% (质量分数，下同) 、C6H5-CH30.5%3、原料液为常温液体；原料组成：C6H670%,C6H5-CH330%4、分离要求：塔釜苯含量≤0.5%二、设计内容1、物料衡算（精馏塔、冷凝器）2、热量衡算（冷凝器）3、冷凝器热负荷计算4、冷凝器换热面积计算5、冷凝器结构、材质选择6、冷凝器结构尺寸、工艺尺寸的设计计算等7、冷凝器总传热系数的校核8、冷凝器装配图的绘制三、设计要求1、设计方案简介对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。
2、工艺设计选定工艺参数，对单个设备作出衡算示意图，进行物料衡算、热量衡算，以表格形式表达衡算结果，其中的数据（非给定数据）及计算公式（经验公式）必须交待来源（即何种参考书目，并在参考文献中列出）。
3、设备计算选择设备的结构形式，并说明理由。
进行设备的结构尺寸和工艺尺寸的设计计算。
化工原理课程设计-苯甲苯
得进料热状况参数q= =1.12
③求解最小回流比。
利用表2气—液平衡数据y-x，使用Excel软件对数据进行拟合，可得气—液平衡方程y = -0.7363x2 + 1.6438x + 0.0741（R² = 0.9994），拟合方程精确度很高。
由q线方程公式
将q=1.12，xF=0.301代入得
431.1
420
407.7
394.1
379.3
363.2
甲苯(kJ/kg)
412.7
402.1
391
379.4
367.1
354.2
利用插值法，使用公式 （M为所要求的物理量）
求苯的摩尔热容CmA：
得CmA=93.8kJ/(kmol·K)
同理可得
甲苯的摩尔热容CmB=124.6kJ/(kmol·K)
苯的汽化潜热rA=392.8kJ/kg=392.8×78.11=30679kJ/kmol
甲苯的汽化潜热rB=378.3kJ/kg=378.3×92.13=34852kJ/kmol
加料液的平均摩尔热容
Cm,p=CmAxA+CmBxB=99.3×0.301+124.6×(1-0.301)=117.0kJ/(kmol·K)
加料液的平均摩尔汽化热
r=rAxA+rBxB=30679×0.301+34852×(1-0.301)=33596kJ/kmol
（3）物料衡算
年处理苯—甲苯混合液3.5万吨（开工率330天/年）。
计算得原料处理量F= =51.84kmol/h
由总物料衡算51.84=D+W
轻组分苯的物料衡算51.84×0.491=0.983D+0.024W
化工原理设计,苯和甲苯的分离
化工原理课程设计题目分离苯-甲苯精馏塔设计学院专业班级学生姓名指导教师成绩2016年6月27 日摘要精馏塔是分离液体混合物最常用的一种单元操作，主要是利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
本设计的题目是苯-甲苯二元物系筛板式精馏塔的设计。
在确定的工艺条件下，确定设计方案和设计内容，其主要包括精馏塔工艺设计计算、塔辅助设备设计计算、精馏工艺过程流程图、精馏塔设备结构图以及设计说明书。
关键词：筛板塔；苯-甲苯；工艺计算；结构图AbstractFractionator is separating the liquid mixture of the most commonly used as a unit operation, mainly using reflux liquid mixture was distilled to obtain high-purity separation, is the industry's most widely used liquid mixture is separated, widely used in petroleum, chemical, light work, food, metallurgy and other sectors. This design is entitled benzene - Toluene Binary System sieve tray type distillation column design. Under certain conditions, to determine the design and content design, which includes rectifying tower design and calculation process, tower auxiliary equipment design calculations, distillation process flow diagram, distillation apparatus configuration diagram and design specifications.Key words：Sieve tray; benzene - toluene; process calculation; configuration diagram目录摘要 (Ⅱ)Abstract (Ⅲ)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 设计依据 (3)1.3 厂址选择 (3)第2章设计方案的选择和论证 (3)2.1 设计流程 (3)2.1.1 选择原则 (4)2.1.2 设计流程图 (4)2.2 设计要求 (5)2.2.1 满足工艺与操作的要求 (5)2.2.2 满足经济上的需求 (5)2.2.3 保证安全生产 (5)2.3 设计思路 (5)2.3.1 文献检索 (6)2.3.2 小组讨论 (7)2.4 相关符号说明 (7)第3章塔的工艺计算 (9)3.1 基础物性数据 (9)3.1.1 苯和甲苯的物理性质 (9)3.1.2 苯和甲苯饱和蒸汽压P o (9) (9)3.1.3 苯和甲苯的液相密度ρL3.1.4 液体表面张力σ (10)3.1.5 液体粘度μ (10)3.2 塔的工艺计算 (10)3.2.1 操作压力的计算 (10)3.2.2 操作温度的计算 (11)3.2.3 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (11)3.2.4 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (12)3.2.5 物料衡算 (12)3.3 理论板数计算 (12)3.3.1 相对挥发度的求取 (12)3.3.2 操作回流比的求取 (13)3.3.3 精馏塔的气液负荷 (13)3.3.4 操作线的求取 (13)3.3.5 理论板层数N T的求取 (13)3.3.6 实际板数N的求取 (15)3.4 塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (16)3.4.1 平均密度计算 (16)3.4.2 液体表面张力计算 (17)3.4.3 液体平均粘度计算 (18)3.4.4 气液负荷计算 (19)3.5 精馏塔的工艺尺寸的计算 (20)3.6 塔板流体力学校核 (21)3.6.1 溢流装置计算 (21)3.6.2 塔板布置 (24)3.7 塔板负荷性能图 (25)第4章辅助设备的选型 (34)4.1 进料管的选择 (34)4.2 回流管的选择 (34)4.3 塔底出口管路的选择 (35)4.4 塔顶蒸汽管的选择 (35)4.5 加料蒸汽管的选择 (36)4.6 人孔的设计 (36)4.7 法兰 (36)第5章塔附件设计计算 (37)5.1 选用釜式再沸器 (37)5.2 冷凝器的选型 (37)设计总结 (37)参考文献 (40)附录1 设计结果一览表 (42)附录2 苯-甲苯精馏塔的工艺流程图 (43)致谢 (45)第1章绪论精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
甲苯的物理性质和化学特性
甲苯的物理性质和化学特性物理性质甲苯(Toluene）是最简单，最重要的芳烃化合物之一。
在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。
甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。
甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0.866 g／cm³，对光有很强的折射作用（折射率：1.4961）。
甲苯几乎不溶于水(0,52 g/l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。
甲苯的粘性为0.6 mPa·s，也就是说它的粘稠性弱于水。
甲苯的热值为40.940 kJ/kg，闪点为4 ℃，燃点为535 ℃。
化学性质甲苯的结构简式甲苯是有机化合物，属芳香烃，结构简式为C6H5CH3。
在常温下呈液体状，无色、易燃。
它的沸点为110.8℃，凝固点为－95℃，密度为0.866 g／cm³。
甲苯温度计正是利用了它的凝固点比水很低，可以在高寒地区使用；而它的沸点又比水的沸点高，可以测110.8℃以下的温度。
因此从测温范围来看，它优于水银温度计和酒精温度计。
另外甲苯比较便宜，故甲苯温度计比水银温度计也便宜。
甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶剂中。
甲苯容易发生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上很好的溶剂；它可以萃取溴水中的溴，但不能和溴水反应；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是染料的原料；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，它们是做染料或制糖精的原料。
甲苯与硝酸取代的产物三硝基甲苯一份甲苯和三份硝酸硝化，可得到三硝基甲苯（俗名TNT，梯恩梯），是威力很大的炸药。
甲苯与苯的性质很相似，是化工工业上应用很广的原料。
但其蒸汽有毒，可以通过呼吸道对人体造成危害，危害等级为乙类，使用和生产时要防止它进入呼吸器官。
苯和甲苯的汽化潜热表
苯和甲苯的汽化潜热表
【原创版】
目录
1.苯和甲苯的定义与性质
2.汽化潜热的概念
3.苯和甲苯的汽化潜热表的编制方法
4.苯和甲苯的汽化潜热表的应用
5.结论
正文
1.苯和甲苯的定义与性质
苯（C6H6）是一种无色、具有特殊气味的液体，是一种重要的有机化工原料，广泛应用于染料、塑料、合成橡胶等领域。
甲苯（C7H8）是苯的同系物，也是一种无色液体，具有类似的气味，主要用于溶剂、汽油和涂料等生产领域。
2.汽化潜热的概念
汽化潜热是指在恒定压力下，单位质量的物质从液态变为气态时所吸收的热量。
汽化潜热是一个重要的热物理性质，因为它直接影响到物质的蒸发速度和传热过程。
3.苯和甲苯的汽化潜热表的编制方法
苯和甲苯的汽化潜热表是通过实验测量得到的。
实验通常采用微量热量计技术，测量单位质量的苯或甲苯在一定压力下从液态变为气态时所吸收的热量。
根据实验数据，可以绘制出苯和甲苯的汽化潜热表。
4.苯和甲苯的汽化潜热表的应用
苯和甲苯的汽化潜热表在化工、能源、环境等领域具有广泛的应用。
在化工过程中，了解物质的汽化潜热有助于优化工艺参数，提高生产效率。
在能源领域，汽化潜热表可以为研究液体燃料的燃烧特性提供重要数据。
此外，在环境领域，汽化潜热表还可以为大气污染物的控制和治理提供依据。
5.结论
苯和甲苯的汽化潜热表是研究这两种物质的重要热物理性质之一，具有广泛的应用价值。
常见物性参数表
常见物性参数表常用溶剂一、乙醇(ethyl alcohol，ethanol)CAS No.:64-17-5 (1) 分子式 C2H6O(2) 相对分子质量 46.07(3) 结构式 CH3CH2OH，(4) 外观与性状:无色液体，有酒香。
(5) 熔点(?):-114.1(6) 沸点(?):78.3溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂; 密度:相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59; 稳定性:稳定;危险标记 7(易燃液体);主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂不同压力下乙醇物性参数变化表压液态密比热容气体密蒸发分子粘度沸度度热量点 MPa Kg/m? KJ/Kg*K Kg/m? KJ/Kg g/mol MPa*s ? 0.06 750.49 2.811 2.4693 830.21 46.07 0.58 90.65 0.04 752.35 2.790 2.1825 837.84 46.07 0.59 87 0.02 754.38 2.767 1.8917 845.99 46.07 0.61 83 常压756.65 2.742 1.5966 854.89 46.07 0.63 78.35 -0.02 759.50 2.711 1.2984 865.76 46.07 0.66 72.8 -0.04 762.93 2.674 0.9936 878.32 46.07 0.69 65.9 -0.06 767.38 2.627 0.6806 893.85 46.07 0.74 56.82 -0.08 774.37 2.5560.3559 916.51 46.07 0.83 42.4二、甲醇(methyl alcohol，Methanol)CAS No.:67-56-1 (1) 分子式 CH4O(2) 相对分子质量32(04(3) 结构式 CH3O，(4) 外观与性状:无色澄清液体，有刺激性气味。
物性参数表
常用溶剂一、乙醇（ethyl alcohol，ethanol）CAS No.：64-17-5 （1）分子式 C2H6O（2）相对分子质量 46.07（3）结构式 CH3CH2OH，（4）外观与性状：无色液体，有酒香。
（5）熔点（℃）：-114.1（6）沸点（℃）：78.3溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂;密度：相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59;稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体);主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂不同压力下乙醇物性参数变化表压液态密度比热容气体密度蒸发热分子量粘度沸点MPa Kg/m³KJ/Kg*K Kg/m³KJ/Kg g/mol MPa*s ℃0.06 750.49 2.811 2.4693 830.21 46.07 0.58 90.650.04 752.35 2.790 2.1825 837.84 46.07 0.59 870.02 754.38 2.767 1.8917 845.99 46.07 0.61 83 常压756.65 2.742 1.5966 854.89 46.07 0.63 78.35 -0.02 759.50 2.711 1.2984 865.76 46.07 0.66 72.8 -0.04 762.93 2.674 0.9936 878.32 46.07 0.69 65.9 -0.06 767.38 2.627 0.6806 893.85 46.07 0.74 56.82 -0.08 774.37 2.556 0.3559 916.51 46.07 0.83 42.4二、甲醇（methyl alcohol，Methanol）CAS No.：67-56-1（1）分子式 CH4O（2）相对分子质量32．04（3）结构式 CH3O，（4）外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。
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。
苯和甲苯物性参数
下图是板式塔的简略图:
表1苯和甲苯的物理性质
项目 分子式 分子量M 沸点（C ） 临界温度tc （C ）
临界压强F C （kPa ）
苯A
GH s 78.11 80.1 288.5 6833.4 甲苯B C 6H 5— CH 92.13 110.6
318.57 4107.7
表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压
温度
c
80.1 85 90 95 100 105 110.6 r o P A ,kPa 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.0
P B , kPa
40.0
46.0 54.0 63.3 74.3 86.0 表3常温下苯一甲苯气液平衡数据（[2] :
P 8例1 — 1附表2）
温度
c
80.1 85 90 95 100 105 液相中苯的摩尔分率 1.000 0.780 0.581 0.412 0.258 0.130 汽相中苯的摩尔分率 1.000 0.900 0.777
0.630
0.456
0.262
表4 纯组分的表面张力（[1] : R 78附录图7）
温度
80
90
100
110
120
T
T
--■ - ■ .
1:
T
*- a 1
i - II ■
-厂
•冷凝水 T 苇長盂舉）
回潇躍
V m
I
再沸器
一塔顶产品 （或冷遥为谓出加热水蒸汽
表5 组分的液相密度（[1] : P382附录图8）
表6液体粘度比（[1] : P365）
表7常压下苯——甲苯的气液平衡数据
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苯-甲苯-二甲苯性质
苯1 、名称23概述：高度易燃，可致癌。
毒性：通过长时间的吸入、皮肤接触以及吞食对身体产生严重危害。
诱变剂。
危险等级（GB6944-86）：3.2（处于中级闪点组的可燃液体）潜在的健康危害眼睛：对眼睛产生严重的刺激。
可造成轻度短暂性伤害。
皮肤：产生中度皮肤刺激。
可通过皮肤吸收有害数量的苯。
与液态苯直接接触可产生红斑和气泡。
长时间或反复接触可导致干性鳞状皮炎或引起二次感染。
摄入：吸取危害。
可抑制中枢神经系统，起初以兴奋为特征，随后产生头痛，头晕目眩，昏昏欲睡以及恶心。
进一步可以导致虚脱，失去意识，昏迷甚至由于呼吸衰竭而死亡。
可导致类似呼吸苯蒸汽产生的后果。
吸入到肺中的苯可产生化学性肺炎，这种肺炎可能是致命的。
吸入：产生呼吸道刺激。
可导致中枢神经系统的不良后果，包括头疼、惊厥、直至死亡。
可产生昏睡、丧失意识及中枢神经系统的压抑。
对中枢神经系统的影响包括：混淆、运动失调、眩晕、耳鸣、虚弱、迷惑、嗜眠症、最终昏迷。
在苯环境中可导致骨髓的不可逆伤害，还可导致再生障碍。
苯可以吸入肺部。
慢性：实验室动物实验证实苯可能导致癌症。
长时间或反复暴露在苯环境中会导致不利的可重复出现的后果。
可引起骨髓畸形，影响造血功能。
还可引起贫血及其它血细胞奇异。
慢性吸入与较高的白血病和骨髓瘤的发生率有关。
据报道，苯具有免疫抑制剂的作用。
动物研究表明苯还会引起胎儿生长发育延缓或畸形。
4 、急救措施眼睛：立即用大量的水至少冲洗15分钟，不时提升上下眼皮，立即寻求医疗救助。
皮肤：立即寻求医疗救助。
马上采用大量的肥皂水至少冲洗15分钟，脱去脏的衣服和鞋，洗后再穿。
摄入：不要诱发呕吐。
如果受害者意识清醒，让其喝下2~4杯牛奶和水。
绝不要让意识不清醒的人口服任何东西，因为可能导致呼吸危险。
应立即寻求医疗救助。
吸入：立即寻求医疗救助。
迅速将受害者从苯氛围转移到空气新鲜的地方。
如果呼吸发生困难，可让其吸氧。
不可采用嘴对嘴的复苏方式。
如果呼吸已停止，宜采用适当的机械装置如氧气袋、面罩等进行人工呼吸。
苯和甲苯物性参数(精选.)
82.25
90.0
95.9
81.11
95.0
98.0
80.66
97.0
98.8
80.21
99.0
99.61
80.01
100.0
100.0
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下图是板式塔的简略图：
表1苯和甲苯的物理性质
项目
分子式
分子量M
沸点（℃）
临界温度tC（℃）
临界压强PC（kPa）
苯A
C6H6
78.11
80.1
288.5
6833.4
甲苯B
C6H5—CH3
92.13
110.6
318.57
4107.7
表2苯和甲苯的饱和蒸汽压
温度
80.1
85
90
95
100
105
110.6
汽相中苯的摩尔分率
1.000
0.900
0.777
0.630
0.456
0.262
表4纯组分的表面张力([1]： 附录图7)
温度
80
90
100
110
120
苯，mN/m
甲苯，Mn/m
21.2
21.7
20
20.6
18.8
19.5
17.5
18.4
16.2
17.3
表5组分的液相密度([1]： 附录图8)
温度(℃)
97.13
30.0
50.7
95.58
35.0
56.6
94.09
40.0
61.9
92.69
45.0
66.790.11
化工原理课程设计苯甲苯板式精馏塔
化工原理课程设计——苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计学院：生命科学学院专业年级：姓名：指导老师：目录一、序言 (2)二、设计任务 (2)三、设计条件 (2)四、设计方案 (2)五、工艺计算 (3)1、设计方案的选定及基础数据的搜集 (5)2、精馏塔的物料衡算 (6)3、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)5、塔板主要工艺尺寸的计算 (16)6、筛板的流体力学验算 (19)7、塔板负荷性能图 (22)六、设计结果一览表 (27)七、参考书目 (28)八、心得体会 (28)九、附录 (29)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;二、设计任务1原料液中苯含量：质量分率＝75％质量,其余为甲苯;2塔顶产品中苯含量不得低于98％质量;3残液中苯含量不得高于％质量;4生产能力：90000 t/y苯产品,年开工310天;三、设计条件1精馏塔顶压强：表压2进料热状态：自选3回流比：自选;4单板压降压：≯四、设计方案1设计方案的确定及流程说明2塔的工艺计算3塔和塔板主要工艺尺寸的设计4塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定；塔板的流体力学验算;5编制设计结果概要或设计一览表6辅助设备选型与计算7绘制塔设备结构图五、工艺计算1、设计方案的选定及基础数据的搜集本设计任务为分离苯一甲苯混合物;由于对物料没有特殊的要求,可以在常压下操作;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人精馏塔内;塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝,冷凝液在泡点下一部分回流至塔内,其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐;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比的倍;塔底设置再沸器采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐;其中由于蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝,热效率比较低,但塔顶冷凝器放出的热量很多,但其能量品位较低,不能直接用于塔釜的热源,在本次设计中设计把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一,充分利用了能量;塔板的类型为筛板塔精馏,筛板塔塔板上开有许多均布的筛孔,孔径一般为3～8mm,筛孔在塔板上作正三角形排列;筛板塔也是传质过程常用的塔设备,它的主要优点有：１结构比浮阀塔更简单,易于加工,造价约为泡罩塔的60％,为浮阀塔的80％左右;２处理能力大,比同塔径的泡罩塔可增加10～15％;３塔板效率高,比泡罩塔高15％左右;４压降较低,每板压力比泡罩塔约低30％左右;筛板塔的缺点是：１塔板安装的水平度要求较高,否则气液接触不匀;２操作弹性较小约2～3;３小孔筛板容易堵塞;下图是板式塔的简略图：82、精馏塔的物料衡算1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量 kmol kg M B /13.92=780.013.92/25.011.78/75.011.78/75.0x F =+= 2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量)/(kg 0.2813.192)780.01(11.78780.0kmol M F =⨯-+⨯=3物料衡算原料处理量)/(1049.12431020.81900000002h kmol F ⨯=⨯⨯= 总物料衡算 21094.1W D ⨯=+苯物料衡算 W D F 099.0983.0780.0+=联立解得式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量 塔板数的确定1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; 解得,最小回流比73.0=m R 取操作回流比为②求精馏塔的气、液相负荷 )/(89.15511931.1h kmol RD L =⨯==)/(89.27411931.2)1()1('h kmol F q D R V =⨯=--+= 泡点进料：q=1③求操作线方程 精馏段操作线方程为 提馏段操作线方程为 2逐板法求理论板又根据min (1)1[]11d D F fx x R x x α-=-α-- 可解得 α=相平衡方程 2.4751(1)1 1.475x xy x xαα==+-+解得 x x y 47.1147.2+=变形得y y x 47.147.2-=用精馏段操作线和相平衡方程进行逐板计算1D y x = = , 1111111(1) 2.475(1)y y x y y y y ==+α-+-=970.0426.0567.012=+=x y ,959.047.147.22=-=y yx953.0426.0567.023=+=x y ,891.047.147.233=-=y yx931.0426.0567.034=+=x y ,845.047.147.244=-=y yx905.0426.0567.045=+=x y ,795.047.147.255=-=y yx 877.0426.0567.056=+=x y ,742.047.147.266=-=y yx因为,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811.0426.0567.067=+=x y ,635.047.147.277=-=y yx693.0426.0567.078=+=x y ,478.047.147.288=-=y yx519.0426.0567.089=+=x y ,304.047.147.299=-=y yx326.0426.0567.0910=+=x y ,164.047.147.21010=-=y yx 171.0426.0567.01011=+=x y ,077.047.147.21111=-=y yx因为,所以提留段理论板 n=5不包括塔釜 3全塔效率的计算查温度组成图得到,塔顶温度TD=℃,塔釜温度TW=105℃,全塔平均温度Tm =℃; 分别查得苯、甲苯在平均温度下的粘度)(272.0s mPa A ⋅=μ,)(279.0s mPa B ⋅=μ 平均粘度由公式,得 全塔效率E T 4求实际板数 精馏段实际板层数 提馏段实际板层数 进料板在第11块板;3、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算1操作压力计算 塔顶操作压力P ＝4+ kPa每层塔板压降 △P ＝ kPa 进料板压力F P ＝+×10＝ kPa塔底操作压力w P = kPa精馏段平均压力 P m1 ＝+／2＝ kPa 提馏段平均压力P m2 =+/2 = kPa 2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、甲苯的饱和蒸气压由 安托尼方程计算,计算过程略;计算结果如下： 塔顶温度0.980t =D ℃ 进料板温度F t ＝℃塔底温度w t =℃精馏段平均温度m t = .+/2 = ℃提馏段平均温度m t =+/2 =℃ 3平均摩尔质量计算 塔顶平均摩尔质量计算由x D=y 1=,代入相平衡方程得x 1= 进料板平均摩尔质量计算由上面理论板的算法,得F y ＝, F x ＝)/(73.8113.92)742.01(11.78742.0m ,kmol kg M F L =⨯-+⨯=塔底平均摩尔质量计算由xw=,由相平衡方程,得yw=)/(05.9113.92)077.01(11.78077.0m ,kmol kg M W L =⨯-+⨯=精馏段平均摩尔质量提馏段平均摩尔质量 （4）平均密度计算（5）①气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算,精馏段的平均气相密度即)/(90.2)15.27324.83(314.809.798.1083m kg RT PV m M Vm =+⨯⨯==ρ提馏段的平均气相密度 ②液相平均密度计算 液相平均密度依下式计算,即塔顶液相平均密度的计算 由t D ＝℃,查手册得)/(1.809);/(0.81433m kg m kg B A ==ρρ 塔顶液相的质量分率98.0=a a 求得）（得3m ,m,/kg 9.813;1.80902.00.81498.01m D L D L =+=ρρ进料板液相平均密度的计算 由t F ＝℃,查手册得)/(36.804);/(6.80833m kg m kg B A ==ρρ进料板液相的质量分率 71.013.92)742.01(11.78742.011.78742.0=⨯-+⨯⨯=A α塔底液相平均密度的计算 由t w ＝℃,查手册得)/(3.785);/(4.78633m kg m kg B A ==ρρ 塔底液相的质量分率066.013.92)077.01(11.78077.011.78077.0=⨯-+⨯⨯=A a）（得3m ,m,/kg 9.784;3.785934.04.786066.01m W L W L =+=ρρ精馏段液相平均密度为6.81024.8079.813=+=Lm ρ提馏段液相平均密度为）（3/kg 15.79629.7844.807m Lm =+=ρ5 液体平均表面张力计算液相平均表面张力依下式计算,即塔顶液相平均表面张力的计算由 t D ＝℃,查手册得 )/(59.21);/(25.21m mN m mN B A ==σσ 进料板液相平均表面张力的计算由t F＝℃,查手册得 )/(72.2008.21258.060.20742.0)/(08.21);/(60.21,m mN m mN m mN Fm L B A =⨯+⨯===σσσ塔底液相平均表面张力的计算 由 t W ＝℃,查手册得)/(50.2118.19923.026.18077.0)/(18.19);/(26.18,m mN m mN m mN Wm L B A =⨯+⨯===σσσ精馏段液相平均表面张力为)/(99.20272.2026.21m mN Lm =+=σ提馏段液相平均表面张力为)/(11.21272.2050.21m mN Lm =+=σ6 液体平均粘度计算液相平均粘度依下式计算,即 μLm=Σxi μi塔顶液相平均粘度的计算由 t D＝℃,查手册得 )(311.0309.0017.0305.0983.0)(309.0);(305.0,s mPa s mPa s mPa DmL B A ⋅=⨯+⨯=⋅=⋅=μμμ进料板液相平均粘度的计算由t F＝℃,查手册得 )(294.0297.0258.0292.0742.0)(297.0);(292.0,s mPa s mPa s mPa DmL B A ⋅=⨯+⨯=⋅=⋅=μμμ塔底液相平均粘度的计算由tw ＝℃,查手册得 )(258.0259.0923.0244.0077.0)(259.0);(244.0,s mPa s mPa s mPa DmL B A ⋅=⨯+⨯=⋅=⋅=μμμ精馏段液相平均粘度为)(303.02294.0311.0,s mPa m L ⋅=+=μ提馏段液相平均粘度为7气液负荷计算 精馏段： 提馏段：4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算1 塔径的计算塔板间距H T 的选定很重要,它与塔高、塔径、物系性质、分离效率、塔的操作弹性,以及塔的安装、检修等都有关;可参照下表所示经验关系选取;表7 板间距与塔径关系塔径D T ,m ～ ～ ～ ～ ～ 板间距H T ,mm 200～300 250～350 300～450 350～600 400～600对精馏段：初选板间距0.40T H m =,取板上液层高度m h L 06.0=, 故0.400.060.34T L H h m -=-=；查史密斯关联图 得C 20=；依式2.02020⎪⎭⎫⎝⎛=σC C校正物系表面张力为)/m (99.20m N 时2020.980.0720.07132020C C σ⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭可取安全系数为,则安全系数—,故按标准,塔径圆整为,则空塔气速s; 对提馏段：初选板间距0.40T H m =,取板上液层高度m h L 06.0=,故0.400.060.34T L H h m -=-=；11220.0075783.40.0901.372.90S Lm S vm L V ρρ⎛⎫⎛⎫⎛⎫=⨯= ⎪⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭查2：165P 图3—8得C 20=；依式2.02020⎪⎭⎫⎝⎛=σC C =校正物系表面张力为19.58/mN m 时 按标准,塔径圆整为,则空塔气速s;将精馏段和提溜段相比较可以知道二者的塔径不一致,根据塔径的选择规定,对于相差不大的二塔径取二者中较大的,因此在设计塔的时候塔径取;5、塔板主要工艺尺寸的计算(1) 溢流装置计算 精馏段因塔径D ＝,可选用单溢流弓形降液管,采用平行受液盘;对精馏段各项计算如下： a 溢流堰长w l ：单溢流去l W =～D,取堰长w l 为=×= b 出口堰高W h ：OW L W h h h -= 故)(044.0016.006.0h m w =-=c 降液管的宽度d W 与降液管的面积f A ：由66.0/=D l w 查2：170P 图3—13得124.0/=D W d ,0722.0/=T f A A故0.1240.124 1.60.198d W D m ==⨯=,2223.140.07220.0722 1.60.145244f A D m π=⨯=⨯⨯= 利用2：170P 式3—10计算液体在降液管中停留时间以检验降液管面积, 即0.14520.4015.700.0037f T sA H s L τ⨯===大于5s,符合要求d 降液管底隙高度o h ：取液体通过降液管底隙的流速'0.08/o m s μ=依2：171P 式3—11：'0.00370.0351.060.09s o w o L h m l μ===⨯⨯符合00.006w h h =- e 受液盘采用平行形受液盘,不设进堰口,深度为60mm 同理可以算出提溜段相关数据如下：a 溢流堰长w l ：单溢流去l W =～D,取堰长w l 为=×=b 出口堰高W h ：OW L W h h h -=由/0.8W l D = 2.5/23.34h W L l m =查知E=,依式232.841000h ow w L h E l ⎛⎫=⎪⎝⎭可得232.840.0261000h OW W L h E m l ⎛⎫== ⎪⎝⎭故0.060.0260.034w h m =-=c 降液管的宽度d W 与降液管的面积f A ： 由60.0/=D l W查图得, 052.0,100.0==T f dA A D w 故计算液体在降液管中停留时间以检验降液管面积, 即11.6f T sA H s L τ==大于5s,符合要求d 降液管底隙高度o h ：取液体通过降液管底隙的流速'0.08/o m s μ=s '0.032so w oL h m l μ==⨯m 符合00.006w h h =- 2 塔板布置精馏段①塔板的分块因D ≥800mm,故塔板采用分块式;塔极分为4块;对精馏段： a)取边缘区宽度 安定区宽度b ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=-R x R x R x A a 1222sin 1802π计算开空区面积 )(96.004.012m w D R c =-=-=,)(73.0)07.02.0(1)(2m w w Dx s d =--=+-=解得,c 筛孔数n 与开孔率ϕ：取筛空的孔径0d 为mm 5,正三角形排列,一般碳的板厚为mm 3,取0.3/0=d t ,故孔中心距t 0.1550.3=⨯=5×5= 筛孔数则每层板上的开孔面积0A 为 气体通过筛孔的气速为6、筛板的流体力学验算塔板的流体力学计算,目的在于验算预选的塔板参数是否能维持塔的正常操作,以便决定对有关塔板参数进行必要的调整,最后还要作出塔板负荷性能图; 1 气体通过筛板压强相当的液柱高度计算 精馏段：a)干板压降相当的液柱高度c h ：依67.13/5/0==σd ,查干筛孔的流量系数图得,C 0=由式 b 气体穿过板上液层压降相当的液柱高度l h ：()()s m fT s A A V a /70.014.3052.0108.2===⨯--μ,19.190.27.0=⨯==v a a e u F由o ε与a F 关联图查得板上液层充气系数o ε=,依式()()0396.0016.0044.066.000=+⨯=+==ow w L l h h h h εεc 克服液体表面张力压降相当的液柱高度σh ： 依式00211.01099.2043-40=⨯⨯==∂gd e l h σ, 故0744.00327.00396.000211.0=++=p h则单板压强：()()p p g e h p l p p 7000.5918.965.8100744.0≤=⨯⨯==∆(2) 液面落差(3) 对于筛板塔,液面落差很小,且本例的塔径和液流量均不大,故可忽略液面落差的影响;3 雾沫夹带()()水液水液kg kg kg kg e fT a h H u v /1.0/1032.732.306.05.24.07.01099.20107.52.3107.5366≤⨯=⨯==-⨯-⨯⨯-⨯---σ故在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带;4 漏液由式()()σμh h e e c L v l oow -+=13.00056.0/4.4筛板的稳定性系数5.171.157.624.110>===OW U U K ,故在设计负荷下不会产生过量漏液;5 液泛为防止降液管液泛的发生,应使降液管中清液层高度()w T d h H H +≤φ依式d l p d h h h H ++=, 而32201052.1036.02.10043.0153.0153.0-⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛•⨯=h L L h W S d取5.0=φ,则()()785.017.14.05.0=+⨯=+Φw T h H故()w T d h H H +<φ在设计负荷下不会发生液泛;根据以上塔板的各项液体力学验算,可认为精馏段塔径及各项工艺尺寸是适合的; 同精馏段公式计算,提溜段各参数计算如下：1 气体通过筛板压强相当的液柱高度计算 a)干板压降相当的液柱高度：b 气体穿过板上液层压降相当的液柱高度：679.0163.014.302.2=-=-'='f T S aA A V u , 22.121.3679.0=⨯=''=V aa u F ρ由o ε与a F 关联图查得板上液层充气系数o ε=,依式039.006.065.01=⨯='h c 克服液体表面张力压降相当的液柱高度：()m gd h L 00216.01058.94.7961011.2144330=⨯⨯⨯⨯⨯=='--ρσσ, 故)(0758.000216.0039.00346.0m h p =++='则单板压降：)(7.0591.08.94.7960758.0kPa p <=⨯⨯='∆ 2液面落差对于筛板塔,液面落差很小,且本例的塔径和液流量均不大,故可忽略液面落差的影响;3 液沫夹带故在设计负荷下不会发生过量雾沫夹带; 4 漏液查得：84.00=c ()()5.69.26.8100021.006.013.00056.084.4.4/13.00056.04.40=÷⨯-⨯+⨯⨯=-+='o h hL c u vL owρρσ筛板的稳定性系数5.171.157.624.11>===ow o u u K ,故在设计负荷下不会产生过量漏液;5 液泛为防止降液管液泛的发生,应使降液管中清液层高度()w T d h H H +≤φ依式d l p d h h h H ++=, 而32201052.1036.02.10043.0153.0153.0-⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛•⨯=h L L h W S d取5.0=φ,则()()785.017.14.05.0=+⨯=+Φw T h H故()w T d h H H +<φ在设计负荷下不会发生液泛;根据以上塔板的各项液体力学验算,可认为提馏段塔径及各项工艺尺寸是适合的;7、塔板负荷性能图精馏段： 1 雾沫夹带线雾沫夹带量2.36107.5⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=-f Tav hH u e σ取气）液kg kg e v /(1.0=,前面求得m mN m /99.20,=精σ,代入2.36107.5⎪⎪⎭⎫⎝⎛-⨯=-f Tav hH u e σ,整理得：s s L V 3205.2911.5-=在操作范围内,任取几个Ls 值,依上式计算出Vs 值,计算结果列于表3-19;表8由上表数据即可作出雾沫夹带线; 2 液泛线 由E=,l W =得：已算出)(1011.23m h -⨯=σ,3322311011.2405.0029.010555.7--⨯+++⨯=++=ssc p L V h h h h σm H T 4.0=,m h w 044.0=,5.0=Φ代入()dow w p w T h h h h h H +++=+Φ,整理得：2432210085.1878.134443.19s ssL L V ⨯--=在操作范围内,任取几个Ls 值,依上式计算出Vs 值,计算结果列于表3-20; 表10由上表数据即可作出液泛线2; 3 液相负荷上限线以θ＝4s 作为液体在降液管中停留时间的下限,)/(0163.04163.04.03m ax ,s m A H L fT s =⨯==τ据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线m 3/s; 4 漏液线由32614.0044.0sow w L L h h h +=+=和0min ,A V u s ow =,代入()VLL ow h h C U ρρσ-+=13.00056.04.40得：整理得：32min ,314.22574.2684.0ss LV +⨯=在操作范围内,任取几个Ls 值,依上式计算出Vs 值,计算结果列于表3-21; 表11由上表数据即可作出液泛线4; 5 液相负荷下限线对于平直堰,取堰上液层高度h OW ＝作为最小液体负荷标准;E=sm L s /10167.334min ,-⨯=据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷下限线5;sm A H L fT s /013.05163.04.03max ,=⨯==τ根据以上各线方程,可作出筛板塔的负荷性能图,如图所示;图1 精馏段筛板负荷性能图在负荷性能图上,作出操作点P,连接OP,即作出操作线;由图可看出,该筛板的操作上限为液泛控制,下限为漏液控制; 同精馏段,得出提馏段的各曲线为：(1) 雾沫夹带线2.36107.5e ⎪⎪⎭⎫⎝⎛+⨯=-f TaLv hH u σ整理得：3207.1352.5ss L V -=(2) 液泛线()dow w p w T h h h h h H +++=+Φ已知E= lw=,同理精馏段得： 由此可作出精馏段液泛线2;3 漏液线 32628.00325.0h sow w L l h h +=+= 整理得：3225.2090.1688.0V min ,s s l += 据此可作出漏液线3; 4 液相负荷上限线以θ＝5s 作为液体在降液管中停留时间的下限,)/(013.05163.04.0L 3max ,s m A H fT s =⨯==τ据此可作出与气体流量元关的垂直液相负荷上限线; 5 液相负荷下限线以h ow ＝5s 作为液体在降液管中停留时间的下限,32min ,2.1360006.1100084.2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯=s ow L h 整理得：)/(1073.934min ,s m L s -⨯=由此可作出液相负荷下限线5; 根据以上各线方程,可作出筛板塔的负荷性能图,如图所示;六、设计结果一览表七、设计心得体会本次课程设计通过给定的生产操作工艺条件自行设计一套苯－甲苯物系的分离的塔板式连续精馏塔设备;通过近两周的团队努力,反经过复杂的计算和优化,我们三人组终于设计出一套较为完善的塔板式连续精馏塔设备;其各项操作性能指标均能符合工艺生产技术要求,而且操作弹性大,生产能力强,达到了预期的目的;通过这次课程设计我经历并学到了很多知识,熟悉了大量课程内容,懂得了许多做事方法,可谓是我从中受益匪浅,我想这也许就是这门课程的最初本意;从接到课题并完成分组的那一刻起我们就立志要尽最大努力把它做全做好;首先,我们去图书馆借阅了大量有关书籍,并从设计书上了解熟悉了设计的流程和方法;通过查阅资料我们从对设计一无所知变得初晓门路,而进一步的学习和讨论使我们使我们具备了完成设计的知识和方法,这使我们对设计有了极大的信心,我们确定了设计方案和具体流程及设计时间表,然后就进入了正是的设计工作当中;八、参考文献1 张浩勤,陆美娟.化工原理第二版上下册. 北京：化学工业出版社,2006.2 路秀林,王者相. 化工设备设计全书塔设备M. 北京：化学工业出版社,2004.3 姚玉英.天津大学出版社上下册,2003.4 王志魁. 化工原理第四版M. 北京：化学工业出版社,2010.5 王为国. 化工原理课程设计M. 北京：化学工业出版社,2010.6 马沛生. 化工数据. 北京：中国石化出版社,2003.。
化工原理课程设计之苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计
化工原理课程设计设计题目：苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人：班级：学号：指导老师：设计时间：目录设计任务书 (3)前言 (4)第一章工艺流程设计 (5)第二章塔设备的工艺计算 (6)第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15)第四章塔板的流体力学验算 (18)第五章塔板负荷性能图 (21)第六章换热器的设计计算与选型 (25)第七章主要工艺管道的计算与选择 (28)结束语 (30)参考文献 (32)附录 (33)化工原理课程设计任务书设计题目：苯—甲苯连续精馏塔(浮阀塔)的设计一、工艺设计部分（一）任务及操作条件1. 基本条件：含苯25％(质量分数，下同)的原料液以泡点状态进入塔内，回流比为最小回流比的1。
25倍。
2. 分离要求：塔顶产品中苯含量不低于95％，塔底甲苯中苯含量不高于2％。
3. 生产能力：每小时处理9.4吨。
4. 操作条件：顶压强为4 KPa (表压），单板压降≯0.7KPa，采用表压0。
6 MPa的饱和蒸汽加热。
（二)塔设备类型浮阀塔.（三）厂址：湘潭地区（年平均气温为17。
4℃）（四）设计内容1. 设计方案的确定、流程选择及说明。
2。
塔及塔板的工艺计算塔高（含裙座）、塔径及塔板结构尺寸；塔板流体力学验算；塔板的负荷性能图;设计结果概要或设计一览表。
3. 辅助设备计算及选型（注意：结果要汇总)。
4。
自控系统设计(针对关键参数）。
5. 图纸：工艺管道及控制流程图；塔板布置图；精馏塔的工艺条件图。
6。
对本设计的评述或有关问题的分析讨论。
二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下：1。
封面（设计题目，设计人的姓名、班级及学号等)2. 目录3。
设计任务书4. 前言(课程设计的目的及意义）5. 工艺流程设计6。
塔设备的工艺计算（计算完成后应该有计算结果汇总表)7。
换热器的设计计算与选型(完成后应该有结果汇总表）8。
主要工艺管道的计算与选择（完成后应该有结果汇总表)8。
结束语（主要是对自己设计结果的简单评价）9. 参考文献（按在设计说明书中出现的先后顺序编排，且序号在设计说明书引用时要求标注）10。
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％。