苯和甲苯的分离__常州工程精细0911
苯、甲苯分离
8)理论塔板数(采用吉利兰快速估值法) 已知α = 2.45，xD = 0.957, xw = 0.035, Rmin = 1.198, R = 1.677 由教材第26页的芬斯克方程计算N min : N min 1 − xw x lg( D × ) lg( 0.957 × 1 − 0.035 ) 1 − xD xw 0.035 = 7.167 = = 1 − 0.957 lg α lg 2.45
4)平衡线与q线的交点 因α为常数，可判断最小回流比时操作线与平衡线相交，而不是相切。 2.45 x 与x = 0.491联立，解得xe = 0.491, ye = 0.703 由y = 1 + 1.45 x 5) Rmin 与R 取 R x − ye 0.957 − 0.703 = 1.4,因为Rmin = D = = 1.198 Rmin ye − xe 0.703 − 0.491
7)提馏段操作线方程 L' W ym +1 = ' xm − ' xw V V 其中：L' = L + qF = RD + qF = 1.677 × 32.28 + 1× 65.26 = 119.39kmol / h V ' = V − (1 − q ) F = ( R + 1) D = (1.677 + 1) × 32.28 = 86.41kmol / h 所以，提馏段操作线方程 ym +1 = 119.39 32.98 xm − × 0.035 = 1.38 xm − 0.013 86.41 86.41
结论：采用蒸馏操作 理由：a、苯、甲苯混合液是均相混合液体 b、苯、甲苯有一定的沸点差 c、苯、甲苯沸点都不高
2）了解蒸馏操作的方法、原理、特点及适用情况等，确 定蒸馏方法 蒸馏操作的分类 1.按操作流程可分为间歇蒸馏和连续蒸馏：生产中以后者 为主，间歇蒸馏主要应用于小规模、多品种或某些有特殊 要求的场合。 2.按蒸馏操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、 精馏和特殊蒸馏：对于易分离的物系或对分离要求不高的 物系，可采用简单蒸馏或平衡蒸馏;对于较难分离的物系 或分离要求较高的物系，可采用精馏；很难分离的或用普 通方法不能分离的物系可采用特殊蒸馏。特殊蒸馏包括水 蒸气蒸馏、恒沸蒸馏、萃取蒸馏等。 3按操作压力可分为常压、加压和减压操作：工业生产上 一般都采用常压操作，沸点在室温小于150度的混合物通 常在常压下进行蒸馏操作；在常压下为气态混合物，则采 用加压蒸馏，在常压下沸点较高或在高温下易发生分解、 聚合等易变质的物系，则可采用减压蒸馏。 4按混合物中组分的数目可分为双组分和多组分精馏：工 业生产上以多组分精馏为多，但两组分精馏的原理及计算 原则同样适用于多组分精馏，只是处理多组分精馏过程时 更加复杂，因此常以两组分精馏为基础。
化工原理设计,苯和甲苯的分离
化工原理设计一、引言化工原理设计是化学工程领域的基础内容之一，它涉及到各种化学物质的物理和化学性质，并通过设计和优化流程来实现目标产物的分离和提纯。
本文将以苯和甲苯的分离为例，介绍其中涉及的一些化工原理设计。
苯（C6H6）是一种无色液体，具有具有独特的芳香气味。
它是许多有机化合物的基础和重要的工业原料。
苯的沸点为80.1℃，相对分子质量为78.11 g/mol。
甲苯（C7H8）也是一种无色液体，具有类似苯的芳香气味。
甲苯可以作为溶剂广泛应用于化工、涂料、药品和塑料等行业。
其沸点为139.1℃，相对分子质量为92.14 g/mol。
苯和甲苯分离的方法有很多种，下面将对其中两种常用的方法进行介绍。
1. 蒸馏法蒸馏法是一种通过液体之间的沸点差异来实现分离的方法。
对于苯和甲苯的分离，可以通过在适当的温度下进行蒸馏，将苯和甲苯分别收集。
在具体操作中，可以将含有苯和甲苯的混合物加热至苯的沸点，然后收集蒸馏出的苯。
接着，将剩余液体继续加热至甲苯的沸点，再次收集蒸馏出的甲苯。
通过多次的蒸馏过程，可以使苯和甲苯得到较好的分离。
2. 结晶法结晶法是一种通过溶解度差异来实现分离的方法。
对于苯和甲苯的分离，可以利用它们在不同溶剂中的溶解度差异进行分离。
在具体操作中，可以将苯和甲苯的混合物溶解在适当的溶剂中，然后逐渐降低温度，使其中一种物质结晶出来。
通过过滤或离心等方法，可以将结晶出的物质分离出来。
再用其他溶剂将残留物溶解，再次进行结晶，以实现苯和甲苯的分离。
四、化工原理设计考虑的因素在化工原理设计中，需要考虑许多因素，以实现苯和甲苯的高效分离。
1. 温度温度是影响蒸馏法和结晶法分离效果的重要因素。
对于蒸馏法，适当的温度可以使苯和甲苯有较大的沸点差异，以便更好地进行分离。
对于结晶法，合适的温度可以使其中一种物质结晶，而另一种物质保持在溶液中。
2. 压力压力也会对蒸馏法的分离效果产生影响。
适当的压力可以改变苯和甲苯的沸点，从而更好地进行分离。
苯和甲苯的分离__常州工程精细0911
结论：选用筛板塔 理由：结构简单；金属耗量少；造价低廉；气体压降小。板上液面落差也较小； 其生产能力及板效率较泡罩塔高。
②除沫装置：在精馏设备中，通常在设备的顶部设有除沫装置，用于分离出口气 中夹带的液沫和液滴，以提高产品质量，减少夹带损失。 ③容器接管: 化工容器的接管是连接容易与工艺管线的附件，还可以安装测量仪 表，设置分析取样口等。 ④视镜和液面计 a视镜 视镜除用来观察设备内部情况外，也可用作液面指示镜。 b液面计 液面计是用来观察设备内部液位变化的一种装置。 ⑤人孔与手孔 由于工艺过程和安装、检修的需要，在容易筒体或分头上需要开孔和安装接管。 2、确定基本操作流程 基本操作流程：原料液经预热器加热到指定温度后，送入精馏塔的进料板，在进 料板上与自塔上部下降的回流液汇合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。 在每层塔板上，回流液体与上升蒸汽相互接触，进行热和质的传递过程。操 作时，连续从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽 化，产生上升蒸汽，一次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中被全部冷凝， 并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经冷却器后被送作为 塔顶产品（馏出液）。
3、按操作压力可分为常压、加压和减压操作：工业生产上一般都采用常压操作， 沸点在室温小于150度的混合物通常在常压下进行蒸馏操作；在常压下为气态混合 物，则采用加压蒸馏，在常压下沸点较高或在高温下易发生分解、聚合等易变质的 物系，则可采用减压蒸馏。 4、按混合物中组分的数目可分为双组分和多组分精馏：工业生产上以多组分精馏 为多，但两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精馏，只是处理多组分精 馏过程时更加复杂，因此常以两组分精馏为基础。
2、确定顶釜温度 ①确定塔顶产品中甲苯的含量、塔釜产品中苯的含量及理由 结论：塔顶产品中甲苯的含量为5%，塔釜产品中苯的含量3% 理由：在整个工艺过程中，精馏塔中的温度是介于两物质沸点之间的，而塔釜的温度 最高，塔顶的温度最低，整个塔内的温度，由下至上逐渐降低。当混合液中部分的甲 苯也会形成气相，以气体形式上升到塔顶时，由于温度低于其沸点，大部分的甲苯会 形成液体流回塔釜，而塔中的温度基本高于苯的沸点，因此苯能继续上升到塔顶，形 成较纯的产品。由此可得出，在塔釜苯的含量会逐渐较少至没有，而甲苯的含量基本 保持不变。 ②确定顶釜温度
苯与甲苯分离的课设
目录1 绪论 (1)1.1设计方案的确定 (1)1.2塔板的类型与选择 (2)1.3装置流程图 (2)2 精馏塔的工艺计算 (4)2.1进料及产品组成 (4)2.2平均分子量 (4)2.3全塔物料衡算 (4)2.4相对挥发度 (4)2.5最小回流比R MIN及操作回流比R (5)2.6精馏段和提馏段的操作线方程 (5)2.7塔板数的计算 (6)2.8全塔效率的确定 (8)2.9全塔实际板数及进料位置的确定 (9)3 精馏塔主要工艺尺寸的设计 (10)3.1工艺条件的计算 (10)3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (15)3.3塔板流体力学检验 (19)3.4负荷性能图 (22)4 附属设备及接管的选取 (27)4.1原料预热器的设计 (27)4.2塔顶冷凝器热负荷及冷却水用量 (28)4.3塔底再沸器热负荷及水蒸气用量 (30)4.4进料泵的估选 (30)4.5主要接管尺寸的选取 (31)4.6塔总体高度的设计 (32)参考文献 (35)结束语 (36)附录 (37)附录A苯和甲苯的物理性质 (37)附录B苯和甲苯的平衡数据 (37)附录C苯-甲苯的A NTOINE常数 (38)附录D苯和甲苯的密度 (38)附录E和甲苯的黏度 (39)附录F苯和甲苯的汽化潜热 (39)附录G苯和甲苯的表面张力 (40)附录H生产工艺流程简图示例 (40)1 绪论1.1 设计方案的确定1.1.1装置流程的确定装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器，釜液冷却器和产品冷却器等设备。
蒸馏过程按操作方式的不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏两种流程。
连续蒸馏具有生产能力大，产品质量稳定等优点，工业生产中以连续蒸馏为主。
间歇蒸馏具有操作灵活，适应性强等优点，适合于小规模，多品种或多组分物系的初步分离。
蒸馏通过物料在塔内的多次部分气化与多次部分冷凝实现分离，热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质带走。
另外，为保持塔的操作稳定性，流程中采用泵将原料液输入塔内。
化工原理课程设计苯甲苯的分离经典版
化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计专业年级：化学工程与工艺姓名：2011年7 月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。
板式精馏塔设计任务书五一、设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。
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8.5％(质量)。
(4)生产能力：90000 t/y苯产品，年开工310天。
三、操作条件(1)精馏塔顶压强：4.0kPa(表压)(2)进料热状态：自选(3)回流比：自选。
(4)单板压降压：≯0.7kPa四、设计内容及要求(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塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定；塔板的流体力学验算；塔板的负荷性能图。
化工原理设计-苯和甲苯的分离
Kg/m3
Aa
基板鼓泡区面积
m2
Af
总降压管截面积
m2
AT
基截面积
m2
C
气相负荷参数
C20
液体表面张力为20dny.cm-1时的气相负荷参数
D
塔径
m
g
重力加速度
h0
降液管底隙高度
m
hp
与单板压降相当的液层高度
m
hW
出口堰高
m
HT
板间距
m
LW
堰长
m
Lh
塔内液体流量
m3/h
Ls
塔内液体流量
m3/s
N
t
温度
K
V
上升蒸气流率
Kmol/s
W
蒸馏釜的液体量
Kmol
hc
与干板压强降相当的液柱高度
m
hd
液体流出降液管的压头损失
m
hL
板上液层高度
m
Z
塔的有效段高度
m
θ
液体在降液管内停留时间
s
ρL
液体密度
Kg/m3
ρV
气体密度
Kg/m3
接上：
ρV
气体密度
Kg/m3
σ
液体表面张力
dyn/cm
Wd`
降液管宽度
m
ρ
2.1.2设计流程图
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。
化工原理课程设计(苯甲苯的分离)讲解
化工原理课程设计题目：姓名：班级：学号：指导老师：设计时间：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。
目录一、化工原理课程设计任书 (3)二、设计计算 (3)1.设计方案的确定 (3)2.精馏塔的物料衡算 (3)3.塔板数的确定 (4)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11)7.筛板的流体力学验算 (13)8.塔板负荷性能图 (15)9.接管尺寸确定 (30)二、个人总结 (32)三、参考书目 (33)（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―甲苯连续精馏筛板塔二、设计任务及操作条件1、设计任务：物料处理量： 7万吨／年进料组成： 37％苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯≥95％塔底产品组成苯≤6%2、操作条件平均操作压力： 101.3 kPa平均操作温度：94℃回流比：自选单板压降： <=0.9 kPa工时：年开工时数7200小时化工原理课程设计三、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。
分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计—化工原理课程设计正文终稿
四川大学化学工程学院化工原理课程设计四川大学化工原理课程设计任务书一、设计任务：设计题目：分离苯-甲苯混合物的精馏塔设计给定条件：原料液：苯-甲苯混合物组成：x F = 0.32（摩尔分率，下同）处理量：F = 12400 kg/h温度：29 o C馏出液：组成：x D = 0.93残液：组成：x W = 0.02操作压力：常压二、设计内容：设计说明书一份，其内容包括目录题目及数据工艺流程选择论证及说明、流程图主要设备的设计（塔板数、塔径、塔板结构元件及尺寸，流体力学交校核）塔板布置图，负荷性能图主要辅助设备的选用与计算（塔顶冷凝器）三、参考资料：化工原理设计导论，成都科技大学《化工原理设计导论》编写组，成都科技大学出版社，1994 化工原理，下册，叶世超夏素兰易美桂杨雪峰等编，科学出版社，2002化工原理（第二版），下册，陈敏恒等，化学工业出版社，2000化工设备设计基础，化工设备设计基础编写组，上海科学技术出版社，1987化学工程师手册，机械工业出版社，1999PERRY化学工程手册（第六版），化学工业出版社，1984化学工程手册（第二版），时钧等，化学工业出版社，1996化学工程师简明手册，邓忠等，机械工业出版社，1997化工生产流程图解，化学工业出版社，精馏设计、操作和控制，吴俊生等，中国石化出版社，1997塔型设备基础设计，石油化学工业部编，1975塔设备设计，上海科学技术出版社，1988塔的工艺计算，石油化学工业部设计院，1977\目录第一章方案选定1.1操作条件的确定1.1.1 操作压力 (4)1.1.2 进料状态 (4)1.1.3 加热方式 (4)1.1.4 冷却剂与出口温度 (4)1.1.5 回流比的选择 (4)1.2设备的选择1.2.1 塔设备的选择 (4)1.2.2 再沸器，冷凝器等附属设备的安排 (4)1.3流程的确定1.3.1 物料的储和输送 (5)1.3.2 参数的检测和调控 (5)1.4 热能的利用第二章总体工艺设计计算2.1物料衡算与操作线方程2.1.1 原料及产品组成 (x F, x D, x W, F) (6)2.1.2 全塔总物料衡算 (6)2.1.3 操作温度 (6)2.1.4 使进料达到泡点，预热原料液所需热 (6)2.1.5 相对挥发度( ) (7)) (7)2.1.6 最小回流比(Rmin2.1.7 精馏塔的气、液相负荷及操作线方程 (8)2.2 塔板数的确定2.2.1 理论塔板数 (8)2.2.2 实际塔板数 (10)2.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算2.3.1 平均摩尔质量 (10)2.3.2 平均密度 (11)2.3.3 液相平均表面张力 (12)2.3.4 液相平均黏度 (13)2.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算2.4.1 塔径的计算 (14)2.4.2 精馏塔有效高度计算 (15)2.5 塔板主要工艺尺寸的计算2.5.1 溢流装置计算 (15)2.5.2 塔板布置及浮阀数目与排列 (16)2.6 塔板流体力学验算2.6.1 气相通过浮阀塔板的压降 (17)2.6.2 淹塔 (18)2.6.3 雾沫夹带 (18)2.7 塔板负荷性能图2.7.1 雾沫夹带线 (19)2.7.2 液泛线 (20)2.7.3 液相负荷上限线 (21)2.7.4 漏液线 (21)2.7.5 液相负荷下线限 (21)2.8 计算结果汇总2.9 工艺流程图第三章附属设备计算3.1 换热器热量计算3.1.1 塔顶冷却所需热 (24)3.1.2 原料液加热到泡点所需热量 (24)3.1.3 塔釜加热所需热量 (24)3.2 塔顶冷凝器3.2.1 物性参数 (25)3.2.2 传热面积 (25)3.2.3 工艺尺寸结构 (26)3.3进料预热器3.3.1 设计方案的确定 (27)3.3.2 物性数据 (27)3.3.3 传热面积估算 (28)3.3.4 工艺尺寸结构 (28)3.4 塔底再沸器3.4.1 设计方案的确定 (29)3.4.2 物性数据 (29)3.4.3 传热面积的估算 (30)3.4.4 工艺尺寸结构 (31)3.5 接管与法兰3.5.1 塔顶蒸汽出口管径 (32)3.5.2 回流液管径 (32)3.5.3 进料管直径 (32)3.5.4 釜液排出管径 (33)3.6 筒体与封头3.6.1 筒体 (33)3.6.2 封头 (33)3.7 人孔主要参考文献设计心得体会第一章方案选定1.1操作条件的确定1.1.1操作压力根据生产要求，本设计选择常压下的连续蒸馏。
分离苯——甲苯工艺设计(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】分离苯--甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计专 业： 化学工程与工艺学 号： 040840221姓 名： 张 明指导教师： 谭志斗 周红艳日 期： 二零一一年四月十六日目 录Context第一章前言1.1苯和甲苯在工业中的用途1.2精馏原理及其在工业生产中的应用1.3精馏操作的特点及其对塔设备的要求1.4常用板式塔的类型及本设计的选型1.5本设计所选塔的特性1.6相关物性参数说明第二章设计题目及设计任务书第三章工艺条件的确定和说明3.1确定操作压力3.2确定进料状态3.3确定加热剂和加热方式3.4确定冷却剂及其进出口温度第四章流程的确定和说明4.1流程4.2流程说明第五章精馏塔的设计计算5.1全塔的物料衡算5.1.1料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率5.1.2料液及塔顶底产品平均摩尔质量5.1.3料液及塔顶底产品摩尔流率5.2回流比的确定5.3塔板数的确定5.4气液负荷计算5.4.1平均压强5.4.2平均分子量5.4.3液体的平均粘度5.4.4液体的平均密度5.4.5体积流量5.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算5.5.1 塔径的计算5.5.2精馏塔有效高度的计算5.6 塔板工艺结构尺寸的设计与计算5.6.1溢流装置计算5.7 浮阀的布置5.7.1 阀孔速度5.7.2 开孔率5.7.3 阀孔总面积5.7.4 浮阀总数5.7.5 塔板上布置浮阀的有效操作面积5.7.6 浮阀的排列5.8 塔板流动性能校核5.8.1液沫夹带量校核5.8.2 塔板阻力校核5.8.3 降液管液泛校核5.8.4 液体在降液管中停留时间校核5.8.5严重漏液校核5.9 塔板负荷性能图5.9.1漏液线5.9.2 液沫夹带线5.9.3 液相负荷下限线5.9.4 液相负荷上限线5.9.5液泛线5.9.6塔板性能负荷图5.9.7浮阀塔的工艺设计计算结果总表第六章塔的机械设计6.1、设计条件6.2、按计算压力计算塔体和封头厚度6.3、塔设备质量载荷计算6.4、风载荷和风弯矩计算6.5、地震弯矩计算6.6、各种载荷引起的轴向应力6.7、塔体和裙座危险截面的强度及稳定校核6.8、塔体水压试验和吊装时的应力校核6.9、基础环设计6.10、地脚栓设计第七章设计结果的讨论及说明第八章参考文献第九章课程设计总结致谢中文摘要：目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。
分离苯和甲苯的方法
分离苯和甲苯的方法一、引言苯和甲苯是常见的有机化合物，它们在化工生产和实验室中广泛应用。
由于苯和甲苯在物理性质上的差异，因此可以采用不同的方法来分离它们。
本文将介绍几种常用的分离苯和甲苯的方法。
二、蒸馏法蒸馏法是一种常用的分离混合物的方法，也适用于分离苯和甲苯。
苯和甲苯的沸点分别为80.1℃和137℃，因此可以通过升华蒸馏法来分离它们。
将混合物加热至苯的沸点80.1℃，此时苯开始汽化，蒸汽进入冷凝管，在冷凝管中冷却后变成液体。
将液体收集起来，即可得到纯苯。
然后，将剩余的混合物再次加热至甲苯的沸点137℃，甲苯开始汽化，蒸汽进入冷凝管，在冷凝管中冷却后变成液体。
将液体收集起来，即可得到纯甲苯。
三、萃取法萃取法是一种通过溶剂的选择性溶解来实现分离的方法。
苯和甲苯在极性上有差异，可以利用这一特点来分离它们。
将混合物与适当的溶剂（如乙醇）进行充分混合，使苯和甲苯溶解在溶剂中。
然后，由于苯的极性较低，与溶剂的相互作用较弱，可以通过分液漏斗将溶液和溶剂分离。
分离后的溶液中含有苯和甲苯，再经过蒸馏法可以得到纯苯和纯甲苯。
四、结晶法苯和甲苯的溶解度在温度上有所不同，可以利用这一特点来进行分离。
将混合物加热至溶解度较高的温度，使苯和甲苯完全溶解。
然后，将溶液缓慢冷却，使苯和甲苯逐渐结晶出来。
通过过滤和干燥，即可得到纯苯和纯甲苯。
五、活性炭吸附法活性炭对苯和甲苯有较强的吸附能力，可以利用这一特性来分离它们。
将混合物与活性炭充分接触，让活性炭吸附其中的苯和甲苯。
然后，通过洗涤或蒸馏等方法，将被吸附的苯和甲苯从活性炭上脱附下来。
最后，利用蒸馏等方法，可以得到纯苯和纯甲苯。
六、结论分离苯和甲苯的方法有很多种，常用的包括蒸馏法、萃取法、结晶法和活性炭吸附法。
根据实际需要和条件，选择合适的方法进行分离，可以得到纯度较高的苯和甲苯。
分离苯和甲苯的方法在工业生产和实验室中具有重要的应用价值。
化工原理课程设计 苯与甲苯的分离
【设计计算】1.塔物料衡算（1）苯的摩尔质量：kmol kg M A /78=甲苯的摩尔质量：kmol kg M B /92=998.092/2.078/8.9978/8.99=+=D x012.092/9978/178/1=+=W x（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量：M F =0.44×78+(1-0.44)×92=85.8kg/kmolM D =0.998×78+(1-0.998)×92=78.028kg/kmolM W =0.012×78+(1-0.0.12)×92=91.83kg/kmol（3）物料衡算 原料液的处理量h kg /44.69442430050000000=⨯= F h kmol /94.808.8544.6944==总物料衡算h kmol W D F /94.80=+=苯物料衡算80.94×0.44=0.998D+0.012W联立得h kmol D /13.35= h kmol W /81.45=2．塔板数的确定（1）挥发度的确定苯的沸点为80.1 甲苯的沸点为110.6当温度为80.1℃时： ㏒A P °=6.023006.224.2201.8035.1206=+-㏒B P °=6.078593.158.2191.8094.1343=+-解得P A °=101.39kPa P B °=39.17kPa当温度为110.6℃时：㏒A P °=6.023-337.224.2201.803.1206=+㏒B P °=6.078008.258.2196.11094.1343=+-44.092/6078/4078/40=+=F x解得A P °kPa 23.138= B P °kPa 86.101=则有=1a 588.217.39/39.101= 339.286.101/23.2382==a46.2339.2588.221=⨯==a a a(2)回流比R 的求取由于是饱和液体进料得q=1，q 线为一直线，故x q =x F =0.44659.044.046.1144.046.2)1(1=⨯+⨯=-+=q q q x a ax y 最小回流比为55.144.0659.0659.0998.0min =--=--=qq q D x y y x R取回流比为最小回流比的2倍 即1.355.12min =⨯==R R 操作线方程的确定 L=RD=3.1×35.13=108.9kmol/hV=(1+R)D=144.03kmol/hL ’=qF L + =108.90+80.94=189.94kmol/h V=V ’=144.03kmol/h 即精馏段操作线方程243.0756.01.4998.01.41.3111+=+=+++=+n Dn n x R x x R Ry提馏段操作线方程0038.0318.1012.003.14481.4503.14484.1891-=⨯-='-''=+m m Wm m x x V Wx x V L y 气液相平衡公式x a axy )1(1-+=则=x y y46.146.2-精馏段理论塔板数的确定D x y =1 0.998 =1x 0.995=2y 0.995 =2x =0.988=3y 0.990 =3x =0.976=4y 0.981 =4x 0.955=5y 0.965 =5x 0.918=6y 0.937 =6x 0.858=7y 0.892 =7x 0.771=8y 0.826 =8x 0.659=9y 0.741 =9x 0.538=10y 0.650 =10x 0.43<0.44提馏段理论塔板数的确定=11y 0.563 =11x 0.344=12y 0.449 =12x 0.249=13y 0.324 =13x 0.163=14y 0.212 =14x 0.099=15y 0.127 =15x 0.056=16y 0.07 =16x 0.03036.017=y 015.017=x=18y 0.016 =18x 0.007<0.012理论板（不包括再沸器）=18实际精馏段板数 N 精=1852.09==T E N实际提馏段板数N 提=1452.07==T E N实际板数=18+14=32 进料位置为第十块板（3）精馏塔的工艺条件及有关物性的计算1）精馏段塔顶操作压力： kPa 3.10543.1010=+=+=表P P P D每层塔板压降： kPa 7.0=∆P进料板操作压力: kPa 9.117187.03.105=⨯+=F P精馏段平均压力: kPaP P P F D m 6.1112/)9.1173.105(2/)(=+=+=塔底压力: kPa P w 7.127327.03.105=⨯+=塔底平均压力: kPa P m 5.1162/)7.1273.105(=+='2)操作温度的计算：塔顶由查手册经内插法可得:塔顶温度 24.80=D t ℃ 进料温度 09.94=f t ℃ 塔底温度 9.109=W t ℃精馏段平均温度：17.872/)09.9424.80(=+=m t ℃提馏段平均温度：1022/)9.10909.94(=+='m t ℃3)平均摩尔质量的计算塔顶：998.01==y x D x 1=0.995kmol kg M VDM /03.7892)998.01(78998.0=⨯-+⨯=kmol kg M LDM /07.7892)995.01(78995.0=⨯-+⨯=进料板：Y f =0.65 X f =0.43kmol kg M VFM /09.8292650.01(7865.0=⨯-+⨯=kmol kg M LFM /98.8592)43.01(7843.0=⨯-+⨯=精馏段: kmol kg M VM /47.802/)9.8203.78(=+=kmol kg M LM /03.822/)98.8507.78(=+=塔底: kmol kg M VWM /78.9192)016.01(78016.0=⨯-+⨯=kmol kg M LWM /90.9192)007.01(78007.0=⨯-+⨯=提馏段: kmol kg M VM /34.872/)78.919.82(=+='kmol kg M LM /88.882/)78.9198.85(=+='4)平均密度的计算精馏段：(1)气相平均密度Vm ρ计算理想气体状态方程计算，即 精馏段气相密度：311/998.2)15.27317.87(314.847.806.111m kg RT M P ml vm M VM =+⨯⨯=⨯=ρ 提馏段气相密度度；32222/262..3)15.27305.102(314.834.875.116m kg RT M P m vm m vm =+⨯⨯=⨯=ρ(2)液相平均密度Lm ρ计算由式 1A B i Lm i LA LBαααρρρρ==+∑ 求相应的液相密度。
苯和甲苯混合体系分离过程
潍坊学院化工原理课程设计2011-2012学年度化学化工学院化学工程和工艺专业班级2009级二班学号题目名称苯和甲苯混合体系分离过程设计学生姓名陈秋霖童松指导老师郭焕美2011年11月23日星期三一、课题名称苯和甲苯混合体系分离过程二、课题条件（原始数据）1、设计方案选定原料：笨-甲苯年处理量q n/D=22000t X D=99% X F=50% X w<2%2、操作条件操作压力：常压进料热状态：泡点进料冷却水38℃加热蒸汽：0.2Mpa 塔顶全凝器，中间泡点进料，连续精馏3、设备塔形：填料塔三、设计内容1、概述2、流程的确定和说明3、精馏塔的设计计算4、附属设备及主要附件的选型计算5、设计结果记录6、工艺流程图设计内容摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛的使用。
本设计题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计，在确定工艺要求下，确定设计方案。
设计内容包括精馏塔工艺设计计算、塔辅助设计计算、精馏工艺过程流程图、精馏塔设备结构图、设计说明书。
关键词：填料塔；苯—甲苯；工艺计算；结构图一、简介塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛使用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构形式，填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上，他有并流向下者和液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程，工业上对塔设备的主要要求是（1）生产能力大；（2）传热传质效率高；（3）气液摩擦阻力小；（4）操作稳定、适应性强、操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易、操作维修方便；此外，还要求不易堵塞，耐腐蚀等。
苯的沸点80.1℃，熔点5.5℃，在常温下为无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。
苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重，苯难溶于水，1千克水中最高溶解1.7g苯，但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和非极性无机分子的能力很强。
苯—甲苯混合体系分离过程设计方案
化工工程设计训练题目：苯—甲苯混合体系分离过程设计姓名：张招勤学院：应用技术学院专业：石油化工生产技术学号： 0 8 1 5 0 1 0 1 4 2指导教师：邹长军2018年12月6日一、设计题目：苯—甲苯混合体系分离过程设计二、设计任务及操作条件1、设计任务生产能力<进料量）： 142ⅹ103吨/年操作周期： 300ⅹ24=7200小时进料组成： 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<表压）进料热状态：泡点进料冷却水：20℃加热蒸汽： 0.2Mpa塔顶为全凝器，中间泡点进料，连续精馏。
3、设备型式筛板式三、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）4、主要设备工艺尺寸设计板式塔：<1）塔径及提馏段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、总压降及接管尺寸的确定5、辅助设备选型与计算<泵、塔顶冷凝器和塔釜再沸器）6、设计结果汇总7、工艺流程图8、设计评述四、图纸要求工艺流程图带控制点<用A4纸）五、设计时间：2018年11月15日至2018年12月10日摘要：精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工﹑炼油﹑石油化工等工业中得到广泛的应用。
本设计的题目是苯—甲苯混合体系分离过程设计。
在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计内容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，设计说明书。
关键词：板式塔、苯-甲苯、工艺计算、工艺流程图第一章概述塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔塔内装有一定数量的塔盘,是气液接触和传质的基本构件。
属逐级(板>接触的气液传质设备，气体自塔底向皮鼓泡或喷射的形式穿不定过塔板上的液层,使气液相密切接触而进行传质与传热,两相的组份浓度呈阶梯变化。
苯、甲苯、乙苯混合物的分离和定量分析
苯、甲苯、乙苯混合物的分离和定量分析实验目的掌握气相色谱法分离多组分混合物的方法。
练习用归一化法定量测定混合物中各组分的含量。
实验原理气相色谱方法是利用试样中各组份在气相和固定液相间的分配系数不同将混合物分离、测定的仪器分析方法，特别适用于分析含量少的气体和易挥发的液体。
当汽化后的试样被载气带入色谱柱中运行时，组份就在其中的两相间进行反复多次分配，由于固定相对各组份的吸附或溶解能力不同，因此各组份在色谱柱中的运行速度就不同，经过一定的柱长后，便彼此分离，按流出顺序离开色谱柱进入检测器，被检测，在记录器上绘制出各组份的色谱峰一一流出曲线。
在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留参数，如保留时间、保留体积及相对保留值等。
因此，在相同的色谱操作条件下，通过比较已知纯样和未知物的保留参数或在固定相上的位置，即可确定未知物为何种物质。
归一化法：若试样中含有n个组分，且各组分均能洗出色谱峰，则其中某个组分的质量可按下式计算。
仪器与试剂1. 色谱仪: A6890N气相色谱仪，热导池检测器，微量注射器（1µL）2. 色谱柱：30 m×1mm3. 固定相: 15%邻苯二甲酸二壬酯，载气：氮气4. 苯、甲苯、乙苯。
三组分混合标准溶液：苯、甲苯、乙苯重量比为：1：1：1的三组分混合样品。
实验步骤气象色谱仪的操作1. 打开电脑主机，再打开气相色谱的模块，启动工作站并初始化仪器。
2. 开机调试，按下列参考色谱条件将仪器调至所需工作状态。
气化室温度：150℃柱温：110℃检测器温度：200℃3. 运行程序，清洗色谱柱，直至基线平稳，然后进样，进行测定。
4. 测定结束后，依次用纯水、100%甲醇洗涤20分钟，退出主程序，关闭计算机。
在正式测量前先单独测定苯、甲苯和乙苯的保留时间，以此为依据区分混合液中各峰对应的组分。
t 苯 =2.445min ，t 甲苯 =2.684min ，t 乙苯 =3.111min数据处理从色谱图中读出各峰的保留值，比较纯试剂和和混合物的保留值差别，确定各峰是什么组分。
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浮阀型式 1-浮阀片；2-凸缘；3-浮阀“腿”；4-塔板上的孔
（5） （6）
网孔塔板 网孔塔板具有生产能力大、压降低、容易加工制造的特点 垂直塔板
工业上常用的几种塔板的性能比较见表 塔板类型 泡罩塔板 筛板 浮阀塔板 舌形塔板 斜孔塔板 相对生产 能力 1.0 1.2～1.4 1.2～1.3 1.3～1.5 1.5～1.8 相对塔板效 操作弹 率 性 1.0 1.1 1.1～1.2 1.1 1.1 中 低 大 小 中 压力降 高 低 中 低 低 结构 复杂 简单 一般 简单 简单 成本 1.0 0.4～0.5 0.7～0.8 0.5～0.6 0.5～0.6
结论：精馏操作 理由：工艺中需要分离的苯、甲苯纯度较高，而精馏是借助回流技术来实现高纯度 和高回收率的操作的，此方法较为适宜。另外，苯、甲苯的沸点差不是很大。
㈢、了解蒸馏装置与设备，选用主要设备，确定基本操作流程 1、选用主要设备 精馏装置系统一般由精馏塔、塔顶冷凝器、塔釜再沸器等相关设备组成。 在化工生产过程中，使用量最多、应用范围最广的气液传质设备是板式塔。 板式塔按塔内液体流动情况，分为有溢流装置和无溢流装置；按塔板结构特点，分 为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。 ①几种典型的溢流塔板 （1） 泡罩塔 ：是最常用 的工业蒸馏操作所采用的塔 板 优点：不易发生漏液现象； 有较好的操作弹性；当气液 负荷有较大波动时，仍能维 持几乎恒定的板效率；不易 堵塞；对各种物料的适应性 强。 缺点：结构复杂；金属消耗 量大；造价高；压强大；液 沫夹带现象比较严重；限制 了气速的提高，生产能力不 大。
结论：选用筛板塔 理由：结构简单；金属耗量少；造价低廉；气体压降小。板上液面落差也较小； 其生产能力及板效率较泡罩塔高。
苯的基本物理性质 苯的沸点为80.2 ℃ ，在常温下是一种无色、有芳香气味的透明液体，易挥发。
甲苯的基本物理性质 甲苯的沸点为110.6 ℃，在常温下呈无色液体状态。
一、确定苯、甲苯分离方案
㈠、了解传质分离方法、原理、特点及适用情况，确定苯、甲苯分离方法 1、蒸馏 原理：利用混合物中各组分间挥发度不同的性质，通过加入或移出热量的方法，使 混合物形成气液两相，并让它们相互接触进行质量传递和热量传递，致使易挥发组 分在气相中增浓，难挥发组分在液相中增浓，实现混合物的分离。 特点：① 可以直接活的所需要的产品 ； ②蒸馏分离的使用范围广泛，不仅可以分离液体混合物，还可以通过改变操作压力 使常温常压下呈气态或固态的混合物在液化后得以分离； ③蒸馏是通过对混合物加热建立两相体系的，因此需要消耗大量的能量。 适用情况：广泛应用与化工、是有、医药、食品、冶金及环保等领域。 2、吸收 原理：利用混合气体中各组分在同一种溶剂（吸收剂）中溶解度的不同而分离气体 混合物。 适用情况：广泛应用于气体混合物的分离，在工业上的具体应用主要有原料气的净 化、有用组分的回收、某些溶液产品的制取、废气的治理。
精细化工产品分离精致与控制
——苯、甲苯混合液的分离
指导教师：张裕萍
项目一
完成小组——第五小组 小组成员及任务安排： 朱丽（制作PPT） 叶晶晶（整理资料） 金岩（画流程图） 吴郴（查找资料）
工作任务
• 确定苯、甲苯分离方案 • 确定苯、甲苯分离工艺操作条件 • 选用苯、甲苯分离主体设备并确定主要结 构尺寸 • 苯、甲苯分离操作
4、结晶 原理：固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物中析出，获得纯净固态物质。 特点：都是以晶体形态出现；能从杂质含量很高的溶液或多组分熔融状态混合物中 获得非常纯净的晶体产品；对与许多其他方法难以分离的混合物系、同分异构体物 系和热敏性物系等，结晶分离方法更为有效；结晶操作能耗低，对设备材质要求不 高，一般也很少有三废的排放。
泡罩塔板
1-升气管；2-泡罩；3-塔板
（2） 筛板塔：是结构最简单的塔板 优点：结构简单；金属耗量少；造价低廉； 气体压降小。板上液面落差也较小； 其生产能力及板效率较泡罩塔高。 缺点：操作弹性范围较窄，小孔筛板容易 堵塞。 （3） 浮阀塔 ：目前常用的型号有F-1 型、V-4型、T型 （4） 喷射型塔板 喷射型塔的特点是 蒸汽以喷射状态斜向通入液层，使气 液两相接触加强，主要有舌形塔、浮 动舌形塔、浮动喷射塔和斜孔塔板等。
3、按操作压力可分为常压、加压和减压操作：工业生产上一般都采用常压操作， 沸点在室温小于150度的混合物通常在常压下进行蒸馏操作；在常压下为气态混合 物，则采用加压蒸馏，在常压下沸点较高或在高温下易发生分解、聚合等易变质的 物系，则可采用减压蒸馏。 4、按混合物中组分的数目可分为双组分和多组分精馏：工业生产上以多组分精馏 为多，但两组分精馏的原理及计算原则同样适用于多组分精馏，只是处理多组分精 馏过程时更加复杂，因此常以两组分精馏为基础。
3、萃取 原理：在液体混合物（原料液）中就加入一个与其基本不相混容的液体作为溶剂， 造成第二相，利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得 以分离。 适用情况： ①沸点差很小、溶质含量低、沸点很高，需要真空精馏 、热敏性材料 ②萃取在工业生产中的应用： 液-液萃取在石油化工中的应用、在生物化工中和精 细化工中的应用 、湿法冶金中的应用 、食品化工中应用
结论：采用蒸馏方法 理由：①本工艺过程中的苯、甲苯混合物是均相混合物适宜蒸馏。 ②苯、甲苯具有不同的挥发度组分的挥发度差异来实现组分的分离或提纯的。
㈡、了解蒸馏操作的方法、原理、特点及适用情况等，确定蒸馏方法 1、按操作流程可分为间歇蒸馏和连续蒸馏：生产中以后者为主，间歇蒸馏主要应 用于小规模、多品种或某些有特殊要求的场合。 2、按蒸馏操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏（闪蒸）、精馏和特殊蒸馏：对于 易分离的物系或对分离要求不高的物系，可采用简单蒸馏或平衡蒸馏;对于较难分 离的物系或分离要求较高的物系，可采用精馏；很难分离的或用普通方法不能分离 的物系可采用特殊蒸馏。特殊蒸馏包括水蒸气蒸馏、恒沸蒸馏、萃取蒸馏等。