毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：年产11万吨乙苯精馏塔工艺设计
函授站：陕西工业技术学院函授站专业：应用化工技术
班级：双工艺1250班指导老师：何升明
1、设计（论文）的主要任务和目标
2、设计（论文）的基本要求和内容
(1)目录和摘要
(2)设计方案的选择及流程说明
(3)工艺计算：物料衡算和热量衡算
(4)主要设备选型与计算
(5)辅助设备选型与计算
(6)计算结果汇总
(7)绘制带控制点的工艺流程图和主题设备结构图各一张（2号图纸）
(8)主要参考文献
3、进度安排
年产30万吨苯精馏塔工艺设计
摘要
本设计任务书为年产30万吨苯的精馏设计，采用浮阀精馏塔，常压、泡点进料。将原料经过预热器预热至泡点温度 94O C后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝成的饱和液体，其中一部分回流到塔内，其余部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐。该物系属于易分离物系。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品冷却后送入储罐。同时在设计过程中为了节省能耗，将冷却器产生的蒸汽用来加热原料液或用产品的余热来加热原料。从而，节省能量，节省资金投入。
本设计就是对此精馏塔的一些主要的设计数据进行计算。
关键词：浮阀塔，泡点进料，全冷凝器，常压
第1章绪论
1.1设计背景
为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加大塔的研究力度。如今在我国常用的板式塔中主要为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌型塔等。填料种类出拉西、环鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也常采用。更加强了对筛板塔的研究，提出了斜空塔和浮动喷射塔等新塔型。同时我国还进口一些新型塔设备，这些设备的引进也带动了我国自己的塔设备的科研、设计工作，加速了我国塔技术的开发。
国外关于塔的研究如今已经放慢了脚步，是因为已经研究出了塔盘的效率并不取决与塔盘的结构，而是主要取决与物系的性质，如：挥发度、黏度、混合物的组分等。国外已经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。”在新型填料方面则在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。
经过我国这些年的努力，在塔研究方面与国外先进技术的差距正在不断的减
2. 全塔物料衡算
2.1全塔物料衡算
苯的摩尔质量：M=78kg/kmol
甲苯的摩尔质量:M=92kg/kmol
48.00.44)/921(0.44/780.44/78X F =-+=
09692/95.0(10.95/780.95/78
X D =-+=）
X W =92
/)02.01(78/02.078
/02.0-+0.02=
2.2 平均摩尔质量
M F = 780.5920.5?+?=85.00 kg/kmol 2.3 物料衡算
F 0=24
30010307
??= 41666.67 kg/h F = 85.0041666.67=490.20 kmol/h
D = F
W
D W F X -X X -X = 490.200.02-0960.02
-0.48? = 224.87 kmol/h
W = F －D = 490.20-224.87=265.33 kmol/h
3. 塔板数的确定 3.1 确定理论塔板数
3.1.1由苯-甲苯气液平衡数据绘制x-y ， t-x-y 图
苯(A)-甲苯( B)饱和蒸汽压数据：
由公式： y = 0
00
B
A B P P P P -- , y = x P P A 0 计算得苯-甲苯的t-x-y 数据如下：
由上表数据绘制得x-y ， t-x-y 图（见附图 2）
用作图法求R min 并选取R
本设计的进料状态选取的是泡点进料，即q=1,q 线方程为：0.48X X F == 作图得694.0=P y
R min =
D
D X X --P P
y y = 48.0694.0694.00.96-- = 1.29
R = 1.6R min = 2.1
由此可得精、提馏短的操作线方程分别为： y = 0.68x+ 0.31 y = 1.3x – 0.008 3.1.3 用图解法求理论板数N T
求解过程见附图 2，总理论板数N T =13（包括塔釜）。其中精馏段为5，
提馏段为8（包括塔釜），第6块板为进料板。 3.2 全塔板效率E O
由塔顶、塔釜液相组成X D = 0.96 , X W = 0.02 在t-x-y 图上查得
t D = 81℃ t w = 109.4℃ 故 t m =
2
W
D t t += 95.2℃ 在液体黏度共线图中查得此温度下苯、甲苯的黏度分别为：
A μ=0.25m.pas
B μ=0.29m.pas
m μ= 0.48×0.25+0.52×0.29 = 0.27 E 0= 0.17－lg m μ= 0.52
3.3 实际塔板数N P
由E 0= N T / N P 得 ：
精馏段实际塔板数N 1P =5/0.52 = 9.6 取10
提馏段实际塔板数N 2P =8/0.52 = 15.4 取16（包括塔釜） 故总的实际塔板数N P = N 1P + N 2P =26 （包括塔釜）
4. 精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算 4.1 操作压力m p
塔顶操作压力 D P = 101.33 kPa 每层塔板压降 △P = 0.7 kPa
进料板压力 +=D F P P △P ×N 1P =101.3 3+ 0.7?10 = 108.33 kPa 精馏段平均压力 2
P P P F
D +=m =
2
33
.10833.101+=104.83 kPa
4.2 精馏段平均温度m t
根据苯-甲苯的t-x-y 数据，采用内差法求取塔顶、进料层温度
.96376
.048.09248.0507.0--=
--F F t t ? F t = 92.8℃
84
822
.096.01.8096.00.1--=--D D t t ? D t = 80.9℃
精馏段平均温度 m t =
2
D
F t t + = 86.85℃ 4.3 平均摩尔质量M Vm 、M Lm
对于塔顶，由0.96X D 1==y , 查平衡线（附图 2）得 1x =0.91
56.789204.07896.0)(1M 11D V =?+?=-+=B A m M y M y kg/kmol 26.799209.07891.0)1(11=?+?=-+=B A D Lm M x M x M kg/kmol 对于进料板，由 46.02=x , 查平衡线（附图 2）得 68.02=y
48.829232.07868.0)1(22=?+?=-+=B A FVm M y M y M kg/kmol 56.859254.07846.0)1(22=?+?=-+=B A FLm M x M x M kg/kmol 则有：
56.80248
.8256.782=+=+=
FVm DVm Vm M M M kg/kmol
41.822
56
.8526.792=+=+=
FLm DLm LDm M M M kg/kmol
4.4 平均密度Vm ρ 、Lm ρ 4.4.1气相平均密度
m Vm m Vm
T R M p ??=ρ 2.82273)
(86.858.31480.48
10104.833=+???=kg/m 3
4.4.2液相平均密度
LB
A
LA A Lm
ρωρωρ+
=
1
塔顶：9.80=D t 查得 3/815m kg A =ρ 3/807m kg B =ρ
807
05
.081595.01
+=
DL
ρ ?3/6.814m kg D L =ρ
进料：8.92=F t 查得 3/802m kg A =ρ 3/795m kg A =ρ
795
05680244.01
+=
FL
ρ ? 3
/1.798m kg FL =ρ 平均值：3.8062
79801
6.8142
=+=
+=
FL
DL Lm ρρρ kg/m 3
4.5 液体平均表面张力m σ
B B A A m x x σσσ+=
塔顶：9.80=D t 查得 .=A σ21.1 mN/m =B σ 21.5 mN/m
2.215.2104.02.2196.0=?+?=D Lm σ mN/m
进料：8.92=F t 查得 .=A σ20 mN/m =B σ 20.2 mN/m
1.20
2.2052.02048.0=?+?=FLm σ mN/m
平均值：Lm σ=
2
DL FLm
m σσ+=
2
1
.202.21+=20.7 mN/m
4.6 液体平均粘度m μ
塔顶：9.80=D t A μ=0.3mPa.s B μ=0.32 mPa.s
3.032.00
4.03.096.0=?+?=D Lm μ mPa.s
进料：8.92=F t 查得 A μ=0.26 mPa.s B μ=0.29 mPa.s
28.029.052.026.048.0=?+?=FLm μ mPa.s
平均值：29.02
28
.03.02
=+=
+=
FLm
DLm Lm μμμ mPa.s 5. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 5.1 塔径计算
精馏段汽相摩尔流量 58.16080.511.3)1(=?=+=D R V kmol/h 精馏段液相摩尔流量 78.10880.511.2=?==RD L kmol/h 精馏段汽相体积 Vm
Vm
s VM V ρ3600=
=
93.2360056.8058.160??s m /2264.13= 精馏段液相体积 Lm Lm
s LM L ρ3600=
=
0031.03
.806360044.8278.108=??s m /3 13.4415=h V h m /3 12.11=h L h m /3
根据课本表6-5 ，初选板间距m H T 45.0=
042.093
.23
.8062264.10031.0==Vm Lm s s V L ρρ 查课本图6-58 得s m C /086.020=
修正 s m C C Lm
/0866.0)20
7.20(
086.020
2
.02
.020
=?==）（σ 最大允许空塔气速s m C
u Vm Vm Lm /43.193
.293
.23.8060866.0max =-?=-=ρρρ
s m u u /08.143.175.075.0max =?== m u V D s T 202.108.114.32264
.144=??==
π 塔径圆整为 1.4m 实际气速s m D V u T s /797.04.114.32264
.1442
2
=??==
π 5.2 有效塔高计算
精馏段有效高度 m H N Z T P 05.445.0)110()1(11=?-=-= 提馏段有效高度 m H N T P 75.645.0)116()1(Z 22=?-=-= 精馏塔有效高度 m Z Z Z 8.1075.605.421=+=+=
6. 塔板工艺尺寸的计算 6.1溢流装置
根据本设计中的塔径及负荷大小选用弓形降液管，平流堰，单溢流形式。 对于弓形降液管：
堰长 m D l T w 98.04.17.07.0=?== 由Francis 经验公式m l L E h w h ow
012.0)98
.047.8(1100048.2)(100048.23
232=??== ∵ow w L h h h += =L h 0.05～0.1 ∴088.00.038≤≤w h 本设计取 05.0=w h
由
7.0=T w D l 查附图3得 147.0=T
d D w
? 弓形管宽 m w d 206.0= 同理
085.0=T
f A A ? 弓形管截面积 m A f 131
.0= 验算停留时间 1.2547
.845
.0131.036003600=??=
=h
T
f L H A θs ＞ 5s 合适。
降液管底隙高度044.0006.0=-=w o h h m
对于受液盘：m D T 4.1= > 0.8m 为了便于侧线采出、低流量液封及改变流向缓冲本设计选取凹形受液盘，这里不设进口堰。 6.2塔板布置
由于m D T 4.1=>0.9m 这里将塔板分为3块，为了尽量减小液体夹带入降液管的气泡量，取08.0=s w m ；根据o h 的大小 ，取m w c 06.0=。 则414.021=--=
s d T w w D X m w D R c T 64.02
1
=-= 2
122298.01802m R X Sin R X R X A =?????
?+-=-πα 布置结果如下：
6.3阀孔数目及排列
由于本设计用的是F1型重阀，且目标分离物为苯-甲苯混合液，所以取
10F 0=来粗算阀孔数目；对于F1型重阀m d 039.00= 。 84.593
.210F 0
0==
=
Vm
u ρ m/s
8.17584
.5039.014.34
2264.14
20
200=???=
=
u d V n s
π
取 176
22200
021.0039.04
14
.31764m d n A =??
==π
浮阀在塔板上采用等腰三角形叉排 , m t 075.0=
m n A t 074.0075.00
,==
α
由于本设计中采用的是分块式塔板, 各分块的支撑与焊接要占去一部分开孔区面积, 所以,t 小于计算值较好, 这里取0.060m 。 作阀孔排列图（见附图4）得 163=n 则实际的s m n
d V u s
/3.6163
039.014.34
2264.14
2200=???=
=
π
核算 9.1093.23.6F 00=?==Vs u ρ 在9～13之间，上述排列方式可行。 开孔率.712)(0
20====
u u
D d n A A T T O ?% 7. 浮阀塔板的流体力学验算 7.1 验算塔板压降 干板阻力 界孔速 s m u Vm
oc /83.593
.21
.731
.73825
.1825
.1===ρ ＜ 0u 104.08
.93.80623.693.234.5234.52
2
0=????==g u h Lm Vm c ρρ m 液柱
板上充气液层阻力
设计分离的是苯-甲苯混合液，液相为碳氢化合物，故可取充气系数45.00=ε
0279.0062.045.00=?==L l h h ε m 液柱
液体表面张力造成的阻力
0013.08
.93.806004.0107.20223
=????==-g h h Lm Lm ρσσ m 液柱
2007.00013.00279.0104.0=++=++=σh h h h l c p m 液柱
△kPa g h p Lm p Pp 555.08.93.8062007.0=??==ρ ＜ 0.7 kPa 塔板压降满足要求。 7.2 降液管液泛校核
为了防止降液管中液体发生液泛现象，应控制降液管内清液层高度
)(w T d h H H +≤φ 无进口堰，故001.0)044.098.00031.0(153.0)(
153.02
20
=??==h l L h w s d m
m h h h H d L p d 313.0001.0062.02007.0=++=++=
25.0)05.045.0(5.0)(=+?=+w T h H φm 显然，)(w T d h H H +≤φ，满足设计要求。 7.3 雾夹带核算
本次设计中应控制泛点率在80%内，才能避免过量雾沫夹带，即使v e ＜0.1kg 液/kg 气。
m Z L 988.0206.024.1=?-= 21.282.26.054.12m A A A f T b =-=-= 查附图5得 126.0=F C K=1
?+-=
b
F L
s Vm
Lm Vm
s
A KC Z L V F 36.1ρρρ100% 代入数据得48.5=F % ＜ 80%
满足设计要求。 7.4 严重漏液校核
当阀孔的动能因数小于5时会出现严重漏夜现象，前面已算出10.9F 0=,故不会发生 严重漏夜现象。 8. 塔板负荷性能图 8.1雾沫夹带线
b
F L
s Vm
Lm Vm
s
A KC Z L V F 36.1+-=
ρρρ 根据设计塔径这里F 取0.8
81.2
126.00.188
9.036.193
.23.80693
.28.0????+-=
s s
L V 整理得s S L V 2.222.13-=
由上述方程就可画出雾沫夹带线。 8.2液相负荷下限线
对于平直堰 ow h ＞0.006 m ， 当取ow h =0.006 m 时就可以求出液相负荷下限线。
006.0)(36001084.23
2min 3
=?
?
?
????-w s l L E 取E=1
整理得 s m L s /00084.0)(3
m i n =
8.3 液相负荷上限线
液体在降液管中的最大流量应保证液体在降液管中的停留时间不低于3～5s, 取5s 计算。
s m H A L T
f s /0118.05
45
.0131.05
)3max =?=
=
（ 8.4 漏液线
对于F1型重阀，当动能因数F 0 ＜ 5时就会出现严重漏液现象，所以去F 0=5作为参考值来计算min )s V （。 m i n )s V （=s m n
d Vm
/545.093
.25
163039.0414.35
4
320=???=
ρπ
8.5液泛线
3222S S S dL cL b aV --=
其中2
20)4(35
.5n
d a Lm Vm πρρ= )1()(0εφ+-+=w w T h h H b 20)1(153.0h l c w = 320)3600
)(1(100084.2w
l E d ε+=
代入数据整理得3
2
227.3738.316583.6S S S L L V --=
8.5 绘制塔板负荷性能图（见附图6）
由该图可得：
①此塔板的操作区由其液相负荷上、下限线，漏液线及雾沫夹带线决定，且设计的作点在适宜操作区内；
②此塔板的气相负荷上、下限分别受其漏液线和雾沫夹带线控制； ③此塔精馏段的操作弹性。根据设计的液-汽比查此图得出气相负荷上、下限分别为 2.0s m /3和0.545s m /3，进而求出操作弹性
76.3545
.00
.2==
K 。
9. 浮阀塔工艺设计计算结果汇总工艺设计计算
工艺设计计算结果
10.总结及分析
此次设计主要从塔的工艺计算、结构设计、力学校核三个方面设计了常压下分离苯-甲苯混合液的精馏塔。在工艺计算方面我主要是设计任务书提供的基本参数进行了物料衡算、塔板数计算、塔体工艺计算、塔板结构设计、流体力学验算等方面进行计算和设计，其中重点对塔体工艺、塔板结构进行了相对详细的分析，最终设计出了符合设计任务要求的精馏塔。但是由于知识水平的不足及参考资料的有限，在设计中还是存在很多不全面的地方。例如，精馏的特性是反复进行部分汽化和冷凝，也就存在加热和热能利用的问题，而这里就没有对这方面进行详细的计算和说明；在塔板结构设计时，对塔板进行了分块处理，使塔板产生了焊缝，也就对塔板的强度产生了影响，而此次及只是考虑了焊缝对阀空数的影
响，没有进行强度计算和分析；再者，本次设计出的单板压降（p p = 0.553kPa ）虽然在设计任务要求的范围(不低于0.7 kPa)内，但是对于常压操作的精馏塔还是有点偏高，还有改进的空间等等。另外，此次设计过程中部分样图采用的是AutoCAD 绘制，提高了绘图的效率及精确度。
参考文献
[1] 王志魁 . 化工原理[M] . 北京：化学工业出版社，2004 [2] 王明辉 . 化工单元课程设计[M] . 北京：化学工业出版社，2002
[3] 马江权，冷一欣 . 化工原理课程设计[M] . 北京：中国石油出版社，2005 [4] 李功样等 . 常用化工单元设备设计[M] . 广州：华南理工大学出版，2003 [5] 化学工程手册编委会 . 化学工程手册（第13篇）.北京：化学工业出版社，1981 附图 1
精馏工艺流程图附图 2
苯-甲苯x-y图
苯-甲苯t-x-y 图附图 3
w l 、f A 、d w 关联图
附图 4
塔板布置图附图 5
附图 6
仅供参考[整理] 安全管理文书 甲苯和二甲苯对人体健康的危害以及应急方法 日期：__________________ 单位：__________________ 第1 页共5 页
甲苯和二甲苯对人体健康的危害以及应急方法 一、甲苯对健康的危害 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：对皮肤、粘膜有刺激性，对中枢神经系统有麻醉作用。 急性中毒：短时间内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽部充血、头晕、头痛、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、步态蹒跚、意识模糊。重症者可有躁动、抽搐、昏迷。 慢性中毒：长期接触可发生神经衰弱综合征，肝肿大，女工月经异常等。皮肤干燥、皲裂、皮炎. 防护措施 呼吸系统防护：空气中浓度超标时，应该佩戴自吸过滤式防毒面罩(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器或氧气呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防毒渗透工作服。 手防护：戴乳胶手套。 其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 急救措施 皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐，就医。 灭火方法：喷水保持火场容器冷却。尽可能将容器从火场移至空旷 第 2 页共 5 页
处。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。用水灭火无效。二、二甲苯二甲苯对健康的危害 二甲苯具有中等毒性。经皮肤吸收后，对健康的影响远比苯小。若不慎口服了二甲苯或含有二甲苯溶剂时，即强烈刺激食道和胃，并引起呕吐，还可能引起血性肺炎，应立即饮入液体石蜡，延医诊治。 二甲苯蒸气对小鼠的LC为6000*10-6,大鼠经口最低致死量 4000mg/kg。 二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时，对中枢系统有麻醉作用。急性中毒：短期内吸入较高浓度本品可出现眼及上呼吸道明显刺激症状、眼结膜及咽充血、头晕、头痛、恶心、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。重者可有燥动、抽搐或昏迷。有的有癔病样发作。慢性影响：长期接触有神经衰弱综合症，女人有可能导致月经异常。皮肤接触常发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。 防护措施 呼吸系统防护：空气中浓度较高时，佩戴过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：穿防毒物渗透工作服。 手防护：戴橡胶手套。 其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕，淋浴更衣。注意个人清洁卫生。 急救措施 皮肤接触：脱去被污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 第 3 页共 5 页
课程设计说明书 设计题目：分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计 学号： 0812024057 学生姓名：郭博元杨逍孙娟 专业班级：生工 082 指导教师： 2010 年 11月 15 日
课程设计任务书 一、课题名称 分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计 二、课题条件（原始数据） 一、设计方案的选定原料：苯、甲苯 年处理量： 100000t(十万吨)/年——进料量 原料组成（甲苯的质量分率）：、0.65——0.4 料液初温： 30℃ 操作压力、回流比、单板压降：自选 进料状态：饱和液体进料 塔顶产品浓度： 98.5%——98% 塔底釜液含甲苯量不低于97%——99%（质量分率）塔顶采用全凝器，泡点回流 塔釜：饱和蒸汽间接/直接加热 塔板形式：筛板 生产时间：330天/年，每天24h运行 冷却水温度：20℃～35℃ 设备形式：筛板塔 厂址：沿海某城市（大气压：760mmHg） 三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸
等根据目录列出大标题即可） 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）或填料曾的高度计算（填料塔） 4主要设备工艺尺寸设计 1）塔径及提留段塔板结构尺寸的确定 2）总塔高总、压降 5附属设备选型 6设计结果汇总 7工艺流程图及精馏塔装配图 8设计评述 四图纸要求 1 工艺流程图（在说明书上画草图） 2 精馏塔装配图
目录 摘要 (1) Abstract .......................... 错误!未定义书签。第一章文献综述. (1) 第二章设计方案的确定 (3) 2.1 操作条件的确定 (3) 2.2 确定设计方案的原则 (4) 第三章塔体计算 (6) 3.1 设计方案的确定 (6) 3.2 精馏塔的物料衡算 (6) 第四章塔板计算 (8) 4.1 塔板数的确定 (8) 4.2 精馏段的计算 (12) 4.3提留段的计算 (28) 第五章塔附件设计 (44) 5.1附件的计算 (44) 5.2 附属设备设计 (48) 设计小结 (51) 附录 (52)
齐齐哈尔大学 化工原理课程设计 题目苯—甲苯精馏 学院食品与生物工程学院 专业班级食工145 学生姓名鲁聿 指导教师佟白 成绩 2016 年11 月23 日
摘要 本次课程设计是利用板式精馏塔分离苯-甲苯，采取连续精馏已得到纯度较高的馏出物，根据已给出的设计条件，我们操作条件选取了泡点进料，操作压力选为4Kpa，具体设备选取筛板塔，筛板塔具有结构简单，造价低，效率高等优点，但易堵塞，不宜处理粘性大、脏的和带固体粒子的料液。设计过程中根据要求对精馏塔的结构尺寸进行了准确计算和相关流体力学校核，以及接管尺寸的计算，绘制出了装配图。 工业上对塔设备的主要要求: (１) 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。(２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。(３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。(４) 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。(５) 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。(６) 塔内的滞留量要小。 实际上,任何塔设备都难以满足上述要求,因此,设计者应根据塔型特点,物系性质,生产工艺条件,操作方式,设备投资.操作与维修费用等技术经济评价以及设计经验等因素,依矛盾的主次,综合考虑,选择适宜的塔型。 关键词：苯甲苯分离过程：精馏塔
Abstract This course is designed for separation of benzene and methylbenzene by distillation column, taking distillate continuous distillation has high purity, according to the design conditions have been given, we select the operating conditions of bubble point feed operation pressure is 4Kpa, the specific equipment selection of sieve plate tower, plate tower has the advantages of simple structure, low cost, efficiency the advantages, but not easy to be blocked, the viscous, dirty and solid particles of liquid. According to the requirements of the design process, the structure size of the distillation column was calculated and correlated with the fluid mechanics and the calculation of the nozzle size.The main requirements of tower equipment industry: (1) gas (steam), liquid processing capacity, production capacity is large, still without entrainment, a liquid blocking or flooding damage operation phenomenon. (2) the operation stability, flexibility, i.e. when the tower equipment gas (steam), liquid loading of a wide range of changes, still can stabilize the operation in the mass transfer efficiency under the conditions of high reliability and should ensure long-term continuous operation must have the.(3) the fluid flow resistance is small, the fluid flow through the device of the small pressure drop, which will greatly reduce the power consumption, thereby reducing operating costs. For vacuum distillation operation, too much pressure drop will make the entire system can not maintain the necessary vacuum degree, the ultimate failure of the operation of the system. (4) the structure is simple, the material consumption is small, and the manufacture and installation are easy. (5) corrosion resistance and not easy to plug, convenient operation, adjustment and maintenance. (6) retention tower to be small.
引言 1.1 塔设备的分类 塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射的方式穿过板上的液层，进行传质于传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属于逐级接触逆流操作过程。 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(有时也采用并流向下)流动，气体两相密切接触进行传热与传质。在正常操作过程中，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属于微分接触逆流操作过程。 1.2 塔设备在化工生产中的作用和地位 精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。 1.3 设计条件 进料量每小时160千摩尔，原料中含苯55%（摩尔分率），以沸点状态送入塔内。要求塔顶馏出物含苯96%（摩尔分率），塔釜残液中含苯不大于4%，操作回流比取最小回流比的2.5倍。 1.4 问题研究 本设计是针对苯—甲苯的分离而专门设计的塔设备。根据设计条件以及给出的数据描述出塔温度的分布，求得最小回流比以及塔顶的相对挥发度、塔釜的相对挥发度、全塔平均相对挥发度，又根据物料平衡公式分别计算出精馏段和提馏段的汽、液两相的流量。之后，计算塔板数、塔径等。根据这些计算结果进行了塔板结构的设计等。计算和设计这些之后进行了有关的力学性能计算和一系列的校核。 2．板式塔的设计 2.1 工业生产对塔板的要求： ①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。 ②塔板效率要高。
课程设计任务书 一、课题名称 苯——甲苯混合体系分离过程设计 二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定 原料：苯、甲苯 年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2 设计容 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应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计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，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；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应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔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（也有并流向下者）与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：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（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。 板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。 苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、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升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。 甲苯是最简单，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克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯 应化2006-2 太井超课程设计- 1 - - 1 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计化工原理课程设计苯―甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计学院、系：化学工程学院 专业班级：应用化学0６级2班 学生姓名：太井超（120063301005） 指导教师：张泉泓赵振宁 成绩： 200９年６月２日应化2006-2 太井超课程设计- 2 - - 2 -化学工程学院应化2006-2 太 井超化工原理课程设计 目录 序言 (3) 第一部分工艺设计 物料衡算 (4) 塔顶温度、塔底温度及R min (4) 确定最佳操作回流比及塔板层数 (7) 第二部分结构设计 塔顶实际气液相体积流量 (18) 塔板间距H T 的选择 (19) 确定液泛的动能参数 (19) 计算液泛速度U F （U max ） (19) 空塔气速U G (19) 确定溢流方式 (19) 根据V G 求D (20) 计算圆整后实际气速 (20) 确定溢流堰高度h w 及堰上液层高度h ow (20) 板面筛孔位置设计 (21) 水力学性能参数的计算、校核 (21) 负荷性能图及操作性能评定 (25) 筛板塔工艺设计计算结果总表 (27) 第三部分结束语 结束语………………………………………………………………… 28 应化2006-2 太 井超课程设计- 3 - 序言 - 3 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 4 - 苯—甲苯双组分连续精馏筛板塔的设计 第一部分工艺设计 一、物料衡算 原料苯（78/Mkgkmol=）甲苯（92/Mkgkmol=） 馏出液中低沸点组分的含量不低于0.97(质量分率) 进料组成0.6780.63890.60.47892F x==+ 流出液组成0.97780.97440.970.037892D x==+ 14000/Fkgh= 将F换成/kmolh 平均摩尔质量0.6389780.36119283.055/Mkgkmol=×+×= 14000/168.563/83.055/kghFkmolhkgkmol== 回收率0.98DAF DxFxη== 0.97440.98168.5630.6389D×=× 流出液的流量0.98168.5630.6389108.314/0.9744Dk××== 釜底流量168.563108.31460.249/WFDkmolh=?=?= 易挥发组分（苯）物料衡算 FD FxDxWx=+ 釜底组成 168.5630.6389108.3140.974460.2490.03575FDw FxDxxW?×?×=== 二、塔顶温度、塔底温度及min R 1、确定操作压力 760PmmHg=顶 - 4 -化学工程学院应化2006-2 太井超化工原理课程设计应化2006-2 太井超课程设计- 5 - 气相色谱法分离苯和甲苯 姓名：曲连发学号：2011302110074 院系：动科动医学院 一．实验内容 1.熟悉气相色谱仪的构造； 2.了解HP-6890N型气相色谱仪的使用方法； 3.进行苯和甲苯的气相色谱分析，并通过保留时间对组分定性。 二．实验目的 1.通过实验熟悉气相色谱仪的主要构造，掌握基本使用方法，了解氢火焰例子化监测器的工作原理和应用范围，掌握利用保留时间对物质定性的方法； 2.掌握归一化法的原理以及定量分析方法； 3.掌握外标法和外标工作曲线法在气相色谱定量分析中的应用。 三．实验原理 ◆气相色谱仪的一般流程： 1.气路系统 由载气源、载气压力盒流速控制装置、载气压力盒流速显示三部分组成。 ?黑色外表的高压钢瓶内装氮气，作为载气； ?绿色外表的高压钢瓶内装氢气、氧气，作为燃气。 ?转子流量计显示的是柱前流速，不能反映色谱柱内真实的流速。 2.进样系统 ?进样器：分为手动进样针和自动进样器。 ?气化室：“20℃法”即其内温度要高于样品沸点的20℃。 3.分离系统 ?分为填充柱和毛细管柱，现在多用弹性石英的毛细管柱，其渗透性大，速度快，柱效高。 4.检测系统 ?热导池检测器：通用型、浓度型； ?氢火焰离子化检测器：通用型、质量型； ?氮-磷检测器：选择型、质量型； ?电子俘获检测器：选择型、质量型、 5.记录和数据处理 6.温度控制系统 ◆气相色谱分离原理： 试样中的各组分在色谱分离柱中的两相（固定相和流动相）间反复进行分配，由于各组分在性质和结构上的差异，使其被固定相保留的时间不同，随着流动相的移动，各组分按一定次序流出色谱柱。 四．色谱条件 仪器型号：Agilent 6890 N型气相色谱仪； 色谱柱：HP-5弹性石英毛细管柱(30mx0.32mmx0.5μm)； 检测器：FID(氢火焰离子化检测器)； 检测器温度：250℃； 二甲苯物质资料安全表1.物质的理化常数: 国标编号33535 CAS号95-47-6 中文名称1，2-二甲苯 英文名称1，2-xylene；o-xylene 别名邻二甲苯 分子式C8H10；C6H4(CH3)2外观与性 状 无色透明液体，有类似甲苯的气味 分子量106.17 蒸汽压 1.33kPa/32℃闪点：30℃ 熔点-25.5℃沸点：144.4℃溶解性不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂 密度相对密度(水=1)0.88；相 对密度(空气=1)3.66 稳定性稳定 危险标记7(易燃液体) 主要用途主要用作溶剂和用于合成涂料 2.对环境的影响: 一、健康危害 侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。 健康危害：二甲苯对眼及上呼吸道有刺激作用，高浓度时对中枢神经系统有麻醉作用。 急性中毒：短期内吸入较高浓度核武器中可出现眼及上呼吸道明显的刺激症状、眼结膜及咽充血、头晕、恶心、呕吐、胸闷、四肢无力、意识模糊、步态蹒跚。重者可有躁动、抽搐或昏迷，有的有癔病样发作。 慢性影响：长期接触有神经衰弱综合征，女工有月经异常，工人常发生皮肤干燥、皲裂、皮炎。 二、毒理学资料及环境行为 毒性：属低毒类。 急性毒性：LD501364mg/kg(小鼠静脉) 生殖毒性：大鼠吸入最低中毒浓度(TDL0)：1500mg/m3，24小时(孕7～14天用药)，有胚胎毒性。 污染来源：二甲苯是重要的化工原料，有机合成、合成橡胶、油漆和染料、合成纤维、石油加工、制药、纤维素等生产工厂的废水废气，以及生产设备不密封和车间通风换气，是环境中二甲苯的主要来源。运输、贮存过程中的翻车、泄漏，火灾也会造成意外污染事故。 代谢和降解：在人和动物体内，吸入的二甲苯除3%～6%被直接呼出外，二甲苯的三种异构体都有代谢为相应的苯甲酸(60%的邻-二甲苯、80%～90%的间、对-二甲苯)，然后这些酸与葡萄糖醛酸和甘氨酸起反应。在这个过程中，大量邻-苯甲酸与葡萄粮醛酸结合，而对-苯甲酸必乎完全与甘氨酸结合生成相应的甲基马尿酸而排出体外。与此同时，可能少量形成相应的二甲苯酚(酚类)与氢化2-甲基-3-羟基苯甲酸(2%以下)。 残留与蓄积：在职业性接触中，二甲苯主要经呼吸道进入身体。对全部二甲苯的异构体而言，由肺吸收其蒸气的情况相同，总量达60%～70%，在整个的接触时期中，这个吸收量比较恒定。二甲苯溶液可经完整皮肤以平均吸收率为2.25μg/(cm3·min)(范围0.7～4.3μg/(cm3·min))被吸收，二甲苯蒸气的经皮吸收与直接接触液体相比是微不足道的。二甲苯的残留和蓄积并不严重，上面我们已经说过进入人体的二甲苯，可以在人体的NADP(转酶II)和NAD(转酶I)存在下生成甲基苯甲酸，然后与甘氨酸结合形成甲基马尿酸在18小时内几乎全部排出体外。即使是吸入后残留在肺部的3%-6%的二甲苯，也在接触后的3小时内(半衰期为0.5～1小时)全部被呼出体外。评价接触二甲苯的残留试验，主要是测定尿内甲基马尿酸的 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： 方案选择和流程设计； 工艺计算（物料、热量衡算，操作方式和条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）； 主体设备设计，塔板选型和布置，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；引用数据和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 化工生产和现在生活密切相关，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和工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。 本次设计旨在分离苯和甲苯混合物，苯和甲苯化学性质相同，可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识，根据物系物理化学特性及热力学参数，对精馏装置进行选型和优化，对于设备的直径，高度，操作条件（温度、压力、流量、组成等）对其生产效果，如产量、质量、消耗、操作费用 室内环境中苯、甲苯、二甲苯来源及危害1、室内环境中苯的来源及危害 室内环境中比苯的来源主要是燃烧烟草的烟雾、溶剂、油漆、染色剂、图文传真机、电脑终端机和打印机、粘合剂、墙纸、地毯、合成纤维和清洁剂等。 工业上常把苯、甲苯、二甲苯统称为三苯，在这三种物质当中以苯的毒性最大。 一般认为苯毒性的产生是通过代谢产物所致，也就是说苯须先通过代谢才能对生命体产生危害。苯可以在肝脏和骨髓中进行代谢，而骨髓是红细胞、白细胞和血小板的形成部位，故苯进入体内可在造血组织本身形成具有血液毒性的代谢产物。长期接触苯可引起骨髓与遗传损害，血象检查可发现白细胞、血小板减少，全血细胞减少与再生障碍性贫血，甚至发生白血病。曾经有人对低浓度苯接触工人健康状况进行调查，结果表明：外周血白细胞数虽在正常值范围之内，但非常显着低于对照组；经常性苯接触工人淋巴细胞微核率分布高于非苯接触组，且制苯车间观察人群的淋巴细胞微核率与 对照组比较差异有显着性；随作业环境苯浓度的增高，白细胞数有 降低趋势，淋巴细胞微核率有增加的趋势。这些均证明低浓度苯对 作业人群的健康有损害，尤其要注意对人体遗传物质的损伤作用。 吸入4000ppm以上的苯短时间除有黏膜及肺刺激性外，中枢神经 亦有抑制作用，同时会伴有头痛、欲呕、步态不稳、昏迷、抽痉及 心律不整。 吸入14000ppm以上的苯会立即死亡。 2、室内环境中甲苯的来源及危害 甲苯主要来源于一些溶剂、香水、洗涤剂、墙纸、粘合剂、油漆等，在室内环境中吸烟产生的甲苯量也是十分可观的。据美国EPA 统计数据显示，无过滤嘴香烟，主流烟中甲苯含量大约是100~200ug，侧/主流烟甲苯浓度比值为1.3。 甲苯进入体内以后约有48%在体内被代谢，经肝脏、脑、肺和肾 最后排出体外，在这个过程中会对神经系统产生危害，自愿者实验 3.4二甲苯及混合二甲苯 1 3.4.1二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能与用途 (3) 3.4.1.1二甲苯及混和二甲苯生产工艺路线 (3) 3.4.1.2二甲苯及混和二甲苯各工艺路线的比较分析 (3) 3.4.1.3二甲苯及混和二甲苯的性能与用途 (3) 3.4.2二甲苯及混和二甲苯产品链结构及技术分析 (4) 3.4.2.1二甲苯及混和二甲苯下游产品链 (4) 3.4.2.2二甲苯及混和二甲苯产品链技术分析 (4) 3.4.1二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能与用途 3.4.1.1二甲苯及混和二甲苯生产工艺路线 1. 二甲苯的来源及生产工艺路线 工业上二甲苯的来源有4种，即催化重整油、蒸汽裂解汽油、甲苯歧化和煤焦油，前一种来自石油，后一种来自煤。 这4者也是混二甲苯的来源。 1.1催化重整油、蒸汽裂解汽油和煤焦油中提取二甲苯及混合二甲苯 催化重整过程包括了加氢处理和催化重整两大部分，可以处理多种原料。经过催化重整过程，原料中的环烷烃转化成为芳烃，烷烃转化为芳烃或燃料气。裂解汽油是生产乙烯的副产品。典型的裂解汽油含有质量分数0.5到0.8的芳烃成份。由于裂解汽油中含有二烯烃等易聚合成胶状物的极活泼化合物，在裂解汽油进一步加工前必须先加氢处理。煤焦化的主要产品是焦炭，收率为65%到75%，同时放出25%到35%的煤焦气。煤焦气由煤气、焦油和水组成，其中焦油中含有甲苯和二甲苯。以前我国的芳烃原料中，焦油芳烃所占比例较高。 1.2芳烃联合装置生产二甲苯及混合二甲苯 典型的芳烃联合装置通常包括石脑油加氢、催化重整、裂解汽油加氢、芳烃抽提、芳烃分馏、歧化、异构化或吸附分离等装置。其中芳烃转化装置主要包括甲苯歧化制苯和二甲苯,或甲苯与C9芳烃歧化与烷基转移制苯和二甲苯,以及二 化工原理课程设计 院系：化学化工学院 专业：化学工程与工艺 班级： 11级化工2班 姓名：李钊 学号：2011321216 指导教师：武芸 2013年12月15日——2014年01月3日 课程设计任务书 一、设计题目 苯-甲苯分离过程浮阀板精馏塔设计 二、设计任务 1.原料名称:苯-甲苯二元均相混合物； 2.原料组成：含苯42%（质量百分比）； 3.产品要求：塔顶产品中苯含量不低于97%，塔釜中苯含量小于1.0%； 4.生产能力：年产量5万吨/年； 5.设备形式：浮阀塔； 6.生产时间：300天/年，每天24h运行； 7.进料状况：泡点进料； 8.操作压力：常压； 9.加热蒸汽压力：270kPa 10.冷却水温度：进口20℃，出口45℃； 三、设计内容 1.设计方案的选定及流程说明 2.精馏塔的物料衡算 3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度） 4.塔板数的确定 5.精馏塔塔体工艺尺寸的计算 6.塔板主要工艺尺寸的计算 7.塔板的流体力学验算 8.塔板负荷性能图 9.换热器设计 10.馏塔接管尺寸计算 11.绘制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸） 12.绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件，A1图纸） 13.撰写课程设计说明书一份 四、设计要求 1.工艺设计说明书一份 2.工艺流程图一张，主要设备总装配图一张（采用AutoCAD绘制） 五、设计完成时间 2013年12月16日～2014年01月01日 目录 概述 (6) 第一章塔板的工艺设计 (7) 第一节精馏塔全塔物料衡算 (7) 第二节基本数据 (8) 第三节实际塔板数计算 (15) 第四节塔径的初步计算 (16) 第五节溢流装置 (17) 第六节塔板布置及浮阀数目与排列 (19) 第二章塔板的流体力学计算 (21) 第一节气体通过浮阀塔的压降 (21) 第二节液泛 (21) 第三节雾沫夹带 (22) 第四节塔的负荷性能图 (23) 第三章塔附件设计 (28) 第一节接管 (28) 第二节筒体与封头 (30) 第三节塔的总体高度 (31) 第四章附属设备设计 (33) 第一节原料预热器 (33) 第二节塔顶冷凝器 (34) 课程设计任务书 课程名称综合课程设计1 课程代码80s06210 设计时间指导教师 专业班级 一、课程设计任务（题目）及要求 （一）设计任务：筛板塔设计 在一常压操作的连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物，原料液处理量为5500kg/h、组成为0.5(苯的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.01。 设计条件如下： 操作压力4kPa(塔顶表压) 进料热状况自选 回流比自选 单板压降≤0.7kPa 全塔效率E T=52% 气候条件忽略 试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。设计基本资料见主要参考资料。 （二）设计要求 1、学生应在老师指导下独立完成，题目不可更换。 2、查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。 3、最后提交的课程设计成果包括： a) 课程设计说明书纸质文件。 b) 课程设计说明书电子文件。 c) 课程设计计算电子表格文件。 二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求） 1、分析课程设计题目的要求； 2、写出详细设计说明； 3、写出详细计算过程、经验值的取舍依据； 4、设计完成后提交课程设计说明书； 5、设计说明书应内容充实、写作规范、项目填写正确完整、书面整洁、版面编排符合要求。 6、计算过程使用的符号符合参考资料中的要求，设计内容按参考资料[2]121页设计示例执行。理论塔板数的求取用逐板计算法。A f和W d的求取按自己推导的公式进行。 三、主要参考资料 [1] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002年6月. [2] 陈敏恒，潘鹤林.化工原理（少学时）.华东理工大学出版社，2008年8月. 指导教师（签名）：教研室主任（签名）： 大气中苯、甲苯和二甲苯检验方法 （气相色谱法） 1 主题内容与适用范围 本标准规定了用气相色谱法侧定居住区大气中苯、甲苯和二甲苯的浓度。 本标准适用于居住区大气中苯、甲苯和二甲苯浓度的测定。也适用于室内空气中苯、甲苯和二甲苯浓度的测定。 1.1 检出下限 当采样量为10L，热解吸为100mL气体样品，进样1mL时，苯、甲苯和二甲苯的检出下限分别为0.005mg/m3，0.01mg/m3和0.02mg/m3；若用1mL二硫化碳提取的液体样品，进样1μL时，苯、甲苯和二甲苯的检出下限分别为0.025mg/m3， 0.05mg/m3和0.1mg/m3。 1.2 测定范围 当用活性炭管采气样10L，热解吸时，苯的测量范围为0.005~10mg/m3，甲苯为0.01~10mg/m3 ，二甲苯为0.02~10mg/m3；二硫化碳提取时，苯的测量范围为0.025~20mg/m3，甲苯为0.05~20mg/m3，二甲苯为0.1~20mg/m3。 1.3 干扰与排除 当空气中水蒸气或水雾量太大，以致在炭管中凝结时，严重影响活性炭管的穿透容量及采样效率，空气湿度在90%时，活性炭管的采样效率仍然符合要求，空气中的其他污染物的干扰由于采用了气相色谱分离技术，选择合适的色谱分离条件已予以消除。 2 原理 空气中苯、甲苯和二甲苯用活性炭管采集，然后经热解吸或用二硫化碳提取出来，再经聚乙二醇6000色谱柱分离，用氢火焰离子化检测器检测，以保留时间定性，峰高定量。 3 试剂和材料 3.1 苯：色谱纯。 3.2 甲苯：色谱纯。 3.3 二甲苯：色谱纯。 3.4 二硫化碳：分析纯，需经纯化处理，处理方法见附录A （补充件）。 3.5 色谱固定液：聚乙二醇6000. 中南民族大学化学工程与工艺专业 化工原理课程设计 苯—甲苯分离装置设计 设计者: 田源 学号: 10081220 班级: 10级3班 指导老师: 刘冰 设计时间:2013.11.18—2013.12.22 课程设计任务书 指导教师（签名）：教研室主任（签名）： 目录 1概述 (5) 1.1 与物性有关的因素 ............................................................................................................ 5 1.2 与操作条件有关的因素 .................................................................................................... 5 2流程的确定及说明 (5) 2.1塔板形式 ........................................................................................................................... 5 2.2精馏方式 ........................................................................................................................... 5 2.3进料状态 ........................................................................................................................... 6 2.4冷凝方式 ........................................................................................................................... 6 2.5加热方式 ........................................................................................................................... 6 2.6加热器 ............................................................................................................................... 6 2.7操作压力 ........................................................................................................................... 7 2.8 回流方式 ........................................................................................................................... 7 3精馏塔的设计计算 ................................................................................................................ 7 3.1基础数据 ........................................................................................................................... 7 3.2物料衡算 . (7) 3.3塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为： VD t 、LD t 、F t 、 W t (8) 3.4平均相对挥发度α ................................................................................................... 9 3.5回流比的确定 ..................................................................................................................... 9 3.6热量衡算 .. (9) 3.6.1加热介质的选择 ...................................................................................................... 9 3.6.2冷却剂的选择 ........................................................................................................ 10 3.6.3热量衡算 ................................................................................................................ 10 3.7理论塔板数计算 (12) 3.7.1板数计算 ................................................................................................................ 12 3.7.2塔板效率 ................................................................................................................ 13 3.8精馏塔主要尺寸的设计计算 . (14) 3.8.1流量和物性参数的计算 ........................................................................................ 14 3.8.2塔径设计计算 .. (16) 4附属设备及主要附件的选型计算 (19) 4.1．冷凝器 ............................................................................................................................ 19 4.2再沸器 ............................................................................................................................... 20 4.3塔内其他构件 . (20) 4.3.1.塔顶蒸汽管 ............................................................................................................ 20 4.3.2.回流管 .................................................................................................................... 21 4.3.3.进料管 .................................................................................................................... 21 4.3.4.塔釜出料管 ............................................................................................................ 21 4.3.5除沫器 .................................................................................................................... 22 4.3.6液体分布器 ............................................................................................................ 22 4.3.7液体再分布器 ........................................................................................................ 23 4.3.8填料支撑板的选择 (24)苯甲苯
气相色谱法分离苯和甲苯
二甲苯物质资料安全表
苯-甲苯体系板式精馏塔设计
室内环境中苯甲苯二甲苯来源及危害
二甲苯及混和二甲苯的生产工艺、性能、用途和产业链
苯甲苯分离过程浮阀板式精馏塔设计
连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物
苯,甲苯和甲苯的测定—科标检测
苯甲苯分离装置设计解析
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