苯甲苯体系板式精馏塔设计

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苯—甲苯精馏塔设计

目录苯-甲苯精馏塔设计任务书 (I)前言 (1)一．设计方案的确定 (1) (2) (2) (3)二．精馏塔的物料衡算 (4)料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (4)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4)三．塔板数的确定 (5)理论板数N T的求取 (5)实际板层数的求取 (7)四．精馏塔的工艺条件及物性数据的计算 (8)操作压力的计算 (8)操作温度的计算 (8)4.3平均摩尔质量的计算 (8)4.4平均密度的计算 (8)4.5平均粘度计算 (8)4.6液体平均表面张力计算 (9)五．精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9)5.1塔径的计算 (10)精馏塔有效高度的计算 (11)六．塔板主要工艺尺寸的计算 (11)七. 塔板的流体力学验算 ............................................................ 错误!未定义书签。

八．塔板负荷性能图 .. (15)九．筛板塔设计计算结果 (16)十．参考文献 (17) (18)板式精馏塔设计任务（一）设计题目苯—甲苯溶液连续精馏塔设计。

（二）设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含苯40（质量），其余为甲苯。

（2）塔顶产品的苯含量不得低于98%（质量）（3）塔底产品的苯含量不得高于2（质量）（4）混合液处理量为2000kg/h（5）操作条件（A）精馏塔顶压强4kpa(表压)（B）饱和液料进料（C）回流比R/Rmin=3（D）间接蒸汽加热（E）单板压降不大于pa。

（三）设备形式设备形式为筛板塔。

（四）设计内容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。

（1）塔高,塔径及塔板结构尺寸的确定。

（2）塔板的流体力学验算。

（3）塔板的负荷性能图。

4.设计结果概要货设计一览表。

5.塔板结构俯视图和塔板安装图。

6.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。

苯—甲苯分离过程筛板精馏塔设计（大连大学环化学院）摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。

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

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 atm =（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： min (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 ............................................................................................. １２3.4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 ................................................................................................ １６3.6.3 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 ......................................................................................................... １８3.7.5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 .................................................................................................................... ２０第四章热量衡算 (21)4．1热量衡算 (21)4.1.1塔顶热量 (21)4.1.2塔底热量 (21)计算结果总汇 (23)致谢 (24)参考文献 (25)主要符号说明 (26)主要符号说明 (28)附录 (29)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。

苯甲苯板式精馏塔课程设计

课程设计：苯甲苯板式精馏塔操作一、课程介绍苯甲苯板式精馏塔是一种利用热量和物理分离的设备，可以有效地将混合物中的不同成分分离出来，从而获得高纯度的产品。

苯甲苯板式精馏塔是一种常见的精馏设备，它主要由精馏塔、热交换器、热源、液位控制器、压力表、温度计、液位计、流量计等组成。

本课程主要介绍苯甲苯板式精馏塔的操作，包括精馏塔的结构、工作原理、操作流程等。

本课程旨在帮助学员了解苯甲苯板式精馏塔的操作，使学员能够熟练操作苯甲苯板式精馏塔，从而获得更高的精馏效率。

二、课程内容1.精馏塔结构苯甲苯板式精馏塔由上下两个容器组成，上部容器用于装载混合物，下部容器用于收集分离出来的混合物。

精馏塔内部装有多层苯甲苯板，苯甲苯板上有多个孔，孔的大小可以根据混合物的不同而定制，以保证混合物的有效分离。

2.工作原理苯甲苯板式精馏塔的工作原理是将混合物在精馏塔内部的苯甲苯板上分离，当混合物通过苯甲苯板时，由于不同成分的沸点不同，热量的作用下，混合物中的不同成分会在苯甲苯板上分离出来，分离出来的不同成分会流入上下两个容器，从而实现混合物的有效分离。

3.操作流程（1）检查精馏塔：检查精馏塔内部的苯甲苯板是否完好，检查精馏塔的连接件是否完好，检查精馏塔的控制系统是否正常。

（2）操作热源：操作热源，使混合物在苯甲苯板上面的温度达到预定的温度，以保证混合物的有效分离。

（3）操作精馏塔：操作精馏塔，使混合物在苯甲苯板上分离，分离出来的不同成分会流入上下两个容器，从而实现混合物的有效分离。

（4）检查分离效果：检查分离出来的混合物是否符合要求，如果不符合要求，可以根据实际情况调整操作参数，以获得更好的分离效果。

三、课程结束苯甲苯板式精馏塔的操作是一项复杂的工作，需要经过系统的培训和实践，才能熟练操作。

本课程的主要内容是介绍苯甲苯板式精馏塔的操作，包括精馏塔的结构、工作原理、操作流程等，帮助学员了解苯甲苯板式精馏塔的操作，使学员能够熟练操作苯甲苯板式精馏塔，从而获得更高的精馏效率。

苯–甲苯精馏塔的工艺设计

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。

浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。

其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小上下浮动，自行调节。

其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。

关键词：气液传质分离；精馏；浮阀塔IAbstractCurrently，the main transferring equipment that used for gas-liquid separation is tray column. For the separation of binary, we should use a continuous process.The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air.The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray.And then draw the dray load map.Key words：gas-liquid mass transfer；rectification；valve towerII目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第1章前言 .. (1)1.1苯、甲苯在工业中的用途. (1)1.2精馏原理及其在工业生产中的应用 (1)1.3精馏操作的特点及其对塔设备的要求 (3)1.4常用板式塔的类型及本设计的选型 (3)1.5本设计所选塔的特型 (3)第2章流程的确定和说明 (4)2.1设计思路 (4)2.2设计流程 (4)第3章精馏塔的工艺计算 (6)3.1物料衡算 (6)3.1.1原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率 (6)3.1.2 原料液和塔顶及塔底产品的平均摩尔质量 (6)3.1.3 物料衡算 (6)3.2塔板数的确定 (7)3.2.1理论塔板层数N T的求取 (7)3.2.2绘t-x-y图和x-y图 (7)3.2.3最小回流比及操作回流比的确定 (8)3.2.4精馏塔气、液相负荷的确定 (8)3.2.5求操作线方程 (8)3.2.6求理论板层数 (9)3.2.7实际塔板数的求取 (9)3.3精馏塔的工艺条件及有关物性的计算 (9)3.3.1操作压力计算 (9)3.3.2操作温度计算 (9)3.3.3平均摩尔质量计算 (10)3.4平均密度计算 (10)III3.4.1气相平均密度计算 (10)3.4.2液相平均密度计算 (10)3.5液体平均表面张力计算 (11)3.6液体平均黏度计算 (12)3.7全塔效率计算 (12)3.7.1全塔液相平均粘度计算 (12)3.7.2全塔平均相对挥发度计算 (13)3.7.3全塔效率的计算 (13)3.8精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)3.8.1塔径的计算 (14)3.9精馏塔有效高度的计算 (15)3.10塔板主要工艺尺寸的计算 (16)3.10.1溢流装置计算 (16)3.10.2堰长l W (16)3.10.3溢流堰高度h W (16)3.10.4弓形降液管宽度W d和截面积A f (16)3.10.5降液管底隙高度h0 (17)3.11塔板布置 (17)3.11.1塔板分布 (17)3.11.2边缘区宽度确定 (17)3.11.3开孔区面积计算 (17)3.11.4筛孔计算及其排列 (18)3.12筛板的流体力学验算 (18)3.12.1干板压降hd计算 (18)3.12.2气体通过液层的阻力h L计算 (19)3.12.3液体表面张力的阻力hσ计算 (19)3.12.4液面落差 (19)3.13液沫夹带 (20)3.14漏液 (21)3.15液泛 (21)3.16塔板负荷性能图 (22)3.16.1漏液线 (22)IV3.16.2液沫夹带线 (23)3.16.3液相负荷下限线 (23)3.16.4液相负荷上限线 (24)3.16.5液泛线 (24)3.17塔板主要结构参数表 (26)第4章结论 (28)主要符号说明 (29)参考文献 (32)致谢 (33)V第1章前言1.1苯、甲苯在工业中的用途.我国纯苯消费结构如下：2 7．2 5％用于合成苯乙烯，聚酰胺树脂(环己烷) 约占12．6 5％，苯酚约占11．3 7％，氯化苯约占l0．98％，硝基苯约占9．8％，烷基苯约占7．8 4％，农用化学品约占5．56％，顺酐约占4．7l％，其它医药、轻工及橡胶制品业等约占9．84％。

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。

苯--甲苯体系板式精馏塔设计

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。

说明书前后应有目录、符号表；说明书可作封面设计，版本一律为十六开(或A4幅面)。

摘要化工生产与现在生活密切相关，人类的生活离不开各色各样的化工产品。

设计化工单元操作，一方面综合了化学，物理，化工原理等相关理论知识，根据课程任务设计优化流程与工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备与机械制图等软件对数据和图形进行处理。

化工原理课程设计--苯-甲苯连续筛板式精馏塔的设计

0.0030
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

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-甲苯板式精馏塔课程设计

食品工程原理课程设计说明书板式精馏塔设计姓名：贾浩宇学号：201111010510班级：食工11052013年12 月18目录1. 设计任务 (2)2. 设计条件 (2)3. 设计方案简介 (2)4. 工艺流程图 (2)5. 工艺计算 (3)5.1. 基础性数据 (3)5.2. 精馏塔的物料衡算 (3)5.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)5.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质 (5)5.2.3物料衡算原料处理量 (5)5.3. 塔板数的确定 (5)5.3.1 确定最小回流比 (5)5.3.2求操作线方程 (5)5.3.3 逐板法求理论板 (5)5.3.4 求实际板数 (7)6. 确定操作条件 (7)6.1.操作压力计算 (7)6.2.确定操作温度 (8)6.3.平均摩尔质量计算 (9)6.4.平均密度计算 (9)6.4.1 气相平均密度计算 (9)6.4.2 液相平均密度计算 (10)6.5. 液相平均表面张力计算 (10)6.6. 液相平均粘度计算 (11)7. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)7.1.气液相负荷的计算 (12)7.2. 塔径的计算 (12)7.3.精馏塔的有效高度的计算 (14)8. 塔板主要工艺尺寸的计算 (14)8.1. 溢流装置计算 (14)9. 筛板的流体力学验算 (18)10. 塔板负荷性能图计算 (22)10.1 精流段 (22)10.1.1漏液线 (22)10.1.2液沫夹带线 (23)10.1.3液相负荷下限线 (24)10.1.4液相负荷上限线 (24)10.1.5.液泛线 (24)10.1.6筛板塔负荷性能图 (25)11. 设计结果一览表 (27)12. 参考文献 (28)13. 实验心得 (28)1、设计任务：在一操作压力为4kPa（塔顶表压）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5100kg/h、组成为0.60(苯的质量分率，下同)，要求塔顶馏出液0.98，塔底釜液的组成为0.01。

苯-甲苯板式精馏塔设计

取同一横排的孔心距及排间距；
孔心距： t 7 5 m m、排间距： t Aa N精 t
• 当塔的直径较大，必须用分块式塔顶，各分块板
的支承与衔接要占一部分鼓泡区面积，因此排间距可取小于计算值； • 计算实际孔阀数并校正：按实际孔阀数重新核算孔速及阀孔动能因子； •塔板开孔率：

180
R sin
2
1
X R
其中：边缘区宽度 W C 0 .0 6 m 、破沫区宽度 W S 0 .0 7 5 m R D 2 W C、 x D 2 (W d W S )
⑵浮阀数目排列 • 浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，以等腰三角形叉排方式作图（见附录图）；
5.2提馏段塔板结构的设计
5.2.1溢流装置选择单溢流、弓形降液管、不改进口堰，
包括溢流堰、降液管的设计；
a .堰长： l w 0 .6 0 .8） D 0 .6 6 D （ b .出口堰高： h w h L h o w Lh 提 2 /3 2 .8 4 E( ) 堰上液层高度： ho w 1000 lW 其中：板上液层： h L 0 .0 7 m
u u0
设计板式塔时，对所设计的塔径在φ 800以上应采用分块式塔板时，必须考虑分块对塔板布置的影响；塔板分数块，靠近塔壁的两块叫弓形板，其余是矩形板，为
了检修方便，不管分成几块，短形板中必有一块作为通道板，通道板的宽度统一取 400mm；分块式塔板基本结构：塔板分块数目与塔径大小有关，按下表规定选取塔板分块数；塔径： 800－1200 1400－1800 1800－2200 2200－2400 分块数： 3 4 5 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。

化工原理设计--苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计

2008级化工原理课程设计化工原理课程设计设计题目：常压、连续精馏分离苯—甲苯混合体系目录一、化工原理课程设计任务书 ................................................................................................... 1 二、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N T 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σh h h h l c p ++= (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)2008级化工原理课程设计一、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：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η=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

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。

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。

苯甲苯板式精馏塔设计

苯甲苯板式精馏塔设计河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 苯-甲苯板式精馏塔设计学院: 化学化工学院专业:_ 化学工程与工艺学号: 2014210015 姓名: 卢婷指导教师: 冯敏2016年11月22日化工原理课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯分离板式精馏塔设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量） 6万吨/年操作周期每年300天，每天24小时运行进料组成含甲苯40% （质量分率，下同）塔顶产品组成甲苯含量低于2%塔底产品组成甲苯含量高于99.5%2.操作条件操作压力常压进料热状态自选塔底加热蒸汽压力 0.5MPa(表压) 单板压降≤0.7kPa3.设备型式筛板或浮阀塔板4.厂址张掖三、设计内容1.设计方案的选择及流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高及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4.辅助设备选型与计算：再沸器、冷凝器5.设计结果汇总6.工艺流程图及精馏塔设备条件图7.设计评述目录1.绪论 (1)1.1 精馏原理及其在化工生产上的应用 (1)1.2 塔设备简介 (1)1.3设计要求 (2)1.4精馏操作对塔设备的要求 (2)1.5常用板式塔类型及本设计的选型 (3)1.6筛板塔 (3)1.7工艺条件的确定和说明 (4)1.8确定设计方案的原则 (5)1.9物料流程简图 (6)2.精馏塔的物料衡算 (6)2.1原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (6)2.2 物料衡算 (7)2.3塔板计算 (7)2.3.1 理论塔板数求取 (7)2.4全塔效率计算 (9)2.5实际塔板数计算 (10)2.6有效塔高计算 (11)3.精馏塔有关工艺及物性数据计算 (11)3.1操作压力的计算 (11)3.2平均密度的计算 (11)3.2.1气相平均密度的计算 (11)3.2.2液相平均密度的计算 (11)3.2.3液体表面张力的计算 (12)3.2.4液相平均粘度的计算 (13)3.2.5气液负荷计算 (13)3.3塔径的计算 (13)3.4塔板主要工艺尺寸计算 (15)3.4.1溢流装置计算 (15)3.4.2塔板布置 (18)4.筛板的流体力学验算、单板压降 (19)4.1精馏段筛板的流体力学验算和单板压降 (19)4.2提馏段筛板的流体力学验算和单板压降 (21)4.4塔板负荷性能图 (23)4.4.1精馏段塔板负荷性能图 (23)4.4.2提馏段筛板负荷性能图 (26)4.5设计计算结果总结 (29)5.精馏塔附件设计 (32)5.1接管 (32)5.2筒体与封头 (33)5.3除沫器 (33)5.4裙座 (34)5.5人孔 (34)5.6塔体总高度设计 (35)5.6.1塔的顶部空间高度 (35)5.6.2塔体高度 (35)5.7附属设备设计 (35)5.7.1冷凝器的选择 (35)5.7.2再沸器的选择 (36)6.总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)苯-甲苯分离板式精馏塔工艺设计卢婷摘要：本设计采用筛板塔分离苯甲苯混合物，通过图解理论板法计算得出理论板数为16块，回流比为1.96，算出塔板效率0.6，实际板数为26.3块，进料位置为第16块，在筛板塔主要工艺尺寸的设计计算中得出，塔径为1.6米，塔高17.9米，每层筛孔数目为216。