苯-甲苯连续精馏塔设计

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1.流程和工艺条件的确定和说明ﻩ错误!未定义书签。

２．操作条件和基础数据 ...................................... 错误!未定义书签。

2．1．操作条件 ................................................ 错误!未定义书签。

２.2．基础数据 ................................................. 错误!未定义书签。3．精馏塔的物料衡算 ............................................ 错误!未定义书签。

3.1. 原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率ﻩ错误!未定义书签。

3.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量错误!未定义书

签。

3.3．物料衡算 ................................................... 错误!未定义书签。４. 塔板数的确定 . (3)

4.１. 理论塔板层数N T的求取ﻩ错误!未定义书签。

４.１．１．绘t－x－ｙ图和x-y图ﻩ错误!未定义书签。

4.1.２.最小回流比及操作回流比的确定ﻩ错误!未定义书签。

4．１．3.精馏塔气、液相负荷的确定ﻩ错误!未定义书签。

4.1.4. 求操作线方程ﻩ错误!未定义书签。

４.1．5. 图解法求理论板层数 .................... 错误!未定义书签。

4．2.实际塔板数的求取 ................................. 错误!未定义书签。

5. 精馏塔的工艺条件及有关物性的计算............... 错误!未定义书签。

5.1. 操作压力计算ﻩ错误!未定义书签。

5．2.操作温度计算ﻩ错误!未定义书签。

6.设计实验评论ﻩ错误!未定义书签。

7．参考文献 .............................................................. 错误!未定义书签。８.附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图)错误!未定义书签。

摘要

精馏塔作为一种工业生产使用的塔设备,在化工、医药、食品等行业得到广泛应用。根据精馏原理可知,精馏塔实现精馏操作，必须同时拥有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还有配原料液、预热器、回流液泵等附属设备。

本次设计根据实际操作条件，设计苯－甲苯连续精馏塔,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，需设计一个筛板式塔将其分离。综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为11。塔顶使用全凝器,部分回流。精馏段实际板数为６,提馏段实际板数为9。全塔塔径为2.0m。通过对塔内物料物性数据的分析,按照工程实践经验,设计了塔的工艺尺寸,确定了操作点符合操作要求。最后，对塔的附属设备进行了设计，主要是接口管径的设计计算，从而完成了此次设计任务。

关键词:苯-甲苯分离;精馏塔；塔板

1. 流程和工艺条件的确定和说明

本设计任务为分离苯—甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应

采用连续精馏流程。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入精馏塔内。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,其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。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 2.5倍。塔釜采用间接蒸汽加热,塔底产品经冷却后送至储罐。

2. 操作条件和基础数据

2.１. 操作条件

塔顶压力 常压 4ｋＰa （表压)

进料热状态 泡点进料 （1q =）

回流比 2．5倍

２.2. 基础数据

进料中苯含量（质量分数） 50%

塔顶苯含量(质量分数) 95%

塔釜苯含量(质量分数） 2%

生产能力(吨/日) 1０0(２0h ／ｄ）

３. 精馏塔的物料衡算

苯的摩尔质量 78.11/A M kg kmol =

甲苯的摩尔质量 92.13/B M kg kmol =

3．1. 苯的各摩尔分率

苯的摩尔质量 78.11/A M kg kmol =

甲苯的摩尔质量 92.13/B M kg kmol =

原料液含苯的摩尔分率

0.5/78.110.5410.5/78.110.5/92.13

F x ==+ 塔顶含苯的摩尔分率

0.95/78.110.9570.95/78.110.05/92.13

D x ==+ 塔底含苯的摩尔分率

20.02/78.11 2.35100.02/78.110.98/92.13

W x -==⨯+ 3.2． 原料液及塔顶、底苯的平均摩尔质量

原料液平均摩尔质量

0.54178.11(10.541)92.1384.54/F M kg kmol =⨯+-⨯=

塔顶液平均摩尔质量

0.95778.11(10.957)92.1378.71/D M kg kmol =⨯+-⨯=

塔底液平均摩尔质量

0.023578.11(10.0235)92.1391.80/W M kg kmol =⨯+-⨯=

３.3. 物料衡算

生产能力：１00ｔ／ｄ＝5０00kg/h

进料流量: 500059.14/84.54

F kmol h == 总物料衡算： F D W =+

苯物料衡算： F D W x F x D x W =+

联立解得: 32.73/26.41/D kmol h W kmol h

==