苯_甲苯精馏塔工艺的设计1

苯与甲苯的精馏塔设计苯与甲苯是常见的有机化工原料，其精馏塔设计是化工工程中的重要环节之一首先，我们需要确定设计的目标和要求。

在苯与甲苯的精馏过程中，一般的设计目标是实现高纯度的苯和甲苯产品，并且在经济效益上达到最佳。

第二步，需要进行物性参数测定和实验数据收集。

包括苯和甲苯的蒸气压、沸点、密度等物性参数，以及其在不同温度下的相平衡数据等。

接下来，可以运用精馏塔设计的经典方法，如麦凯布-塔克方法或史密斯方法，进行精馏塔的初步设计。

在初步设计中，首先确定塔顶和塔底的操作压力，即以什么方式进行冷凝和加热。

其中，冷凝方式可以通过冷凝器来进行，而加热可以通过加热器来实现。

然后，可以根据塔底的更容易凝结的成分，例如甲苯，选择合适的塔底冷凝器类型。

常见的塔底冷凝器类型包括冷却盘、冷凝卷管和冷凝器。

接下来，进行塔板的设计。

塔板的设计包括确定板间距、塔板孔径、塔板的有效蒸汽速度等参数。

这些参数对于实现塔板上液相和气相的充分搅拌、易于负荷和操作都非常重要。

在塔板设计完成后，可以进行塔塞的设计。

塔塞的设计包括塔塞的形状、大小以及布置在塔板上的位置。

塔塞的作用是增加交换效果，提高分离效果。

在塔板和塔塞设计完成后，可以进行填料的设计。

填料的设计包括填料的材料选择、填料的形状和尺寸。

填料的作用是增加表面积，提高蒸馏效率。

最后，进行精馏塔的热力学计算和模拟。

可以通过现有的化工流程模拟软件，如Aspen Plus，对精馏塔进行热力学计算和性能预测。

这可以帮助我们更好地了解在不同操作条件下，塔的性能如何，以及它能否满足设计要求。

总结起来，苯与甲苯的精馏塔设计是一项复杂且精细的工程，需要综合考虑物性参数、操作要求和经济效益等因素。

通过前期的物性参数测定和实验数据收集，结合经典的精馏塔设计方法和现代化工流程模拟软件的应用，可以设计出高效、可靠的精馏塔。

化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔本文将针对化工原理课程设计，探讨苯与甲苯精馏塔的工艺设计。

一、工艺流程苯与甲苯精馏塔的工艺流程如下：苯与甲苯混合物在进入塔后，首先通过反应塔抽收制冷剂进行冷却，从而达到冷却效果，然后通过塔顶进入预分离器进行处理，将其中的气相成分与液相成分分离，剩余的液相通过进料口进入塔体，反复上升和下降，与上部的气相进行平衡沸腾，不断提高纯度，最后在顶部凝结出高纯度的甲苯。

二、设计考虑因素1.塔型塔型应根据生产规模和成本考虑。

一般而言，小型的塔型适合处理小流量、高品质的混合物，而大型的塔型则适合处理大流量、低品质的混合物。

2.动力学参数在设计苯与甲苯精馏塔时，要考虑动力学参数，如液相和气相的流速、物料的热量传递效应等等。

这些参数将直接影响塔的效率和产品品质。

3.填料和操作条件由于苯与甲苯混合物具有一定的粘度和密度差异，因此应在填料和操作条件上进行制约，以避免不同成分之间发生混合或分离出现问题。

三、设计基础1.填料设计填料是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，是决定塔效率和塔高的关键因素。

填料材料应具有良好的性能，如高效的传质、良好的气体液体接触、稳定的抗攻击性等等。

常见的填料材料有氧化铝、陶瓷、合金等。

2.除塔器设计除塔器是苯与甲苯精馏塔的一个重要设计组成部分。

它的主要作用是在塔底处收集返回的液相，防止溢出和保持塔内的可控性。

除塔器的设计应根据填料类型、流量、操作温度和压力等多个因素进行综合考虑，以确保塔的正常运行。

3.塔底设计塔底是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，主要用于收集精馏出的液态产品。

由于反应塔存在高温、高压等因素，因此需要考虑塔底的材料和设计。

常见的材料有碳钢、不锈钢、合金等。

此外，塔底还应配备可靠的排放和泄压装置，以确保塔的安全性。

四、结论苯与甲苯精馏塔是一种常见的化工装置，其设计应考虑多种因素，如塔型、填料、动力学参数等等。

从而确保塔的高效、稳定和可靠性。

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。

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。

苯甲苯精馏塔设计
一、任务
本报告旨在根据苯甲苯精馏塔的反应特性，以及生产性质和操作条件，设计一个能够达到合理的精馏效果的固定塔塔式精馏塔。

二、设计的基本要求
1、罐体和塔台：由罐体和塔台组成，其罐体采用优质不锈钢制造，
外形平整，具有良好的热抗性和耐腐蚀，表面光洁度达到Ra0.4μm以上，依据国家地质矿产局标准规定，应符合GB5003-2024（气力、热力改造和
设备）标准。

2、罐内部结构：选择符合国家行业标准的有效的折流器。

设计时应
考虑合理的流量分配和精馏效率，提高精馏效率。

3、罐内衬板：罐内衬板采用不锈钢板，厚度为0.5mm，安装时可用
柔性膨胀螺栓、特殊型法兰、密封圈等来安装，使能够提高使用寿命。

4、吸附剂：精馏塔内需要采用吸附剂来降低其蒸汽温度，从而保证
精馏效果的良好性。

吸附剂的选择应当考虑其结构、反应特性以及性能指标。

5、密封闸：精馏塔的密封闸负责保证内外塔罐压力的稳定，确保生
产安全可靠。

精馏塔的密封闸应选择采用法兰室型密封闸，满足精馏塔的
防火、防渗漏和防爆要求。

三、精馏塔参数
1、罐体直径：2400mm
2、罐体长度：8400mm
3、塔底压力：2MPa。

苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言在化工工艺中，精馏是一种常用的方法，用于将混合物中的不同组分分离。

在本课程设计中，我们将研究苯（C6H6）和甲苯（C7H8）的精馏过程。

苯和甲苯都是重要的化工原料，在许多工业领域有广泛的应用。

本文将从以下几个方面对苯和甲苯精馏塔进行课程设计：1.塔板设计2.塔顶和塔底的操作条件3.塔的热力设计4.塔的操作优化二、塔板设计苯和甲苯的分离需要高效的塔板设计。

塔板是精馏塔中的一个关键部件，用于增加气液接触面积，实现组分的分离。

在塔板设计中，需要考虑以下几个因素：1.塔板间距：塔板间距的选择应考虑到塔内液相流动的良好性，通常为0.5-1.0米。

2.塔板孔径：塔板孔径的选择需要满足固液分离要求，并尽可能减小液体在孔中的停留时间。

通常为2-5毫米。

3.塔板孔位：塔板孔位的布置应使液体能均匀地流过塔板，并实现气液混合。

常见的孔位布置有正交孔位和方孔位。

4.塔板活性高度：塔板活性高度的选择应满足组分分离的要求，并考虑到不同塔板间液位的变化。

三、塔顶和塔底的操作条件在塔顶和塔底的操作条件设计中，我们需要确定适当的温度和压力，以便实现苯和甲苯的分离。

1.塔顶：在塔顶，通过降低温度和增加压力，可以将甲苯从苯中分离出来。

一般情况下，塔顶的温度应低于塔底的温度，以保证甲苯的净蒸发。

同时，通过适当的塔顶压力调节，可以控制甲苯的回流比例。

2.塔底：在塔底，苯和甲苯的混合物会进行分馏。

通过增加温度和降低压力，可以将苯从甲苯中分离出来。

塔底的温度应高于塔顶的温度，以保证苯的净蒸发。

同时，通过适当的塔底压力调节，可以控制苯的回流比例。

四、塔的热力设计塔的热力设计是保证苯和甲苯精馏效果的关键。

在热力设计中，需要考虑以下几个方面：1.热稳定性：苯和甲苯在精馏塔中的热稳定性要求较高，避免产生不稳定的产物，影响产品质量。

2.能量平衡：通过热交换器对塔内液体和气体进行能量平衡，提高塔的热效率。

3.冷却方式：选择合适的冷却方式，如水冷却或气冷却，以控制塔顶和塔底的温度。

化工原理课程设计任务书一 设计题目：苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计 二 任务要求设计一连续浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯， 具体工艺参数如下：原料加料量 F=75kmol/h 进料组成 xf=0.41 馏出液组成 965.0=D x 釜液组成 035.0=W x 塔顶压力 k P a P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤ 进料状态 965.0=q2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点回流。

三 主要设计内容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）塔径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4、辅助设备选型与计算设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔设备条件图目录任务书 (1)目录 (Ⅱ)摘要 (1)第1 章绪论 (2)1.1 设计流程 (2)1.2 设计思路 (2)第2 章精馏塔的工艺设计 (4)2.1 产品浓度的计算 (4)2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (5)2.3 物料衡算 (6)2.4 精馏段和提馏段操作线方程 (7)2.5 逐板法确定理论板数及进料位置（编程） (7)2.6 全塔效率、实际板数及实际加料位置 (8)第3 章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1 物性数据计算 (8)3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 (11)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (13)3.4 塔板流体力学校核 (17)3.5 塔板符合性能图 (20)第4 章热量衡算 (24)4.1 热量衡算示意图 (24)4.2 热量衡算 (24)第5 章塔附属设备的计算 (29)5.1 筒体与封头 (29)5.2 除沫器 (29)5.3 裙座 (29)5.4 塔总体高度的设计 (30)5.5 换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算 (30)5.6 进料管的设计 (32)5.7 泵的选型 (32)5.8 贮罐的计算 (33)第6 章结论 (35)6.1 结论 (35)6.2 主要数据结果总汇 (35)结束语 (36)参考文献 (31)附录1主要符号说明 (38)附录2 程序框图 (41)附录3 精馏塔工艺条件图 (43)附录4 生产工艺流程图 (44)教师评语.................................................................................................................... 错误！未定义书签。

西北师范大学化工原理课程设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计前言课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学内容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。

通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。

此次化工原理设计是精馏塔的设计。

精馏塔是化工生产中十分重要的设备，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。

在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔内，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。

冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。

塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔内实现多次接触，进行传质传热过程，使混合物达到一定程度的分离。

精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。

该过程是同时进行传热、传质的过程。

为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。

由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。

课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。

通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。

更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。

当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。

课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。

更为将来打下一个稳固的基础。

虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的谢意。

苯和甲苯精馏塔课程设计一、引言苯和甲苯是两种常见的有机化合物，在工业生产中广泛应用。

为了提高产率和纯度，需要进行精馏分离。

本文将介绍苯和甲苯精馏塔的设计过程。

二、设计目标1. 提高产率：通过精馏分离，提高苯和甲苯的产率；2. 提高纯度：使得分离后的苯和甲苯纯度达到要求。

三、设计流程1. 确定塔型：选择板式塔或填料塔；2. 确定操作压力：根据组成和沸点差确定操作压力；3. 确定板数或填料高度：根据理论计算确定板数或填料高度；4. 确定进料位置：在塔的上部或下部进料；5. 确定回流比：根据经验确定回流比；6. 确定冷凝器类型：选择直接冷凝器或间接冷凝器。

四、详细设计过程1. 塔型选择根据实际情况，我们选择了板式塔。

板式塔结构简单，易于维护，适用于小规模生产。

2. 操作压力确定根据苯和甲苯的沸点差，我们确定了操作压力为1 atm。

3. 板数或填料高度确定根据理论计算，我们确定了塔的板数为10个。

每个板的高度为0.5 m。

4. 进料位置确定我们选择在塔的下部进料，以便更好地控制进料速度和分离效果。

5. 回流比确定根据经验，我们选择回流比为2:1。

6. 冷凝器类型选择考虑到成本和维护难度，我们选择了直接冷凝器。

五、设计结果通过以上设计过程，我们得到了苯和甲苯精馏塔的具体参数：1. 塔型：板式塔；2. 操作压力：1 atm；3. 板数：10个；4. 进料位置：下部进料；5. 回流比：2:1；6. 冷凝器类型：直接冷凝器。

六、结论通过本次课程设计，我们成功地设计出了苯和甲苯精馏塔，并得到了具体的参数。

在实际生产中，需要根据实际情况进行调整和优化。

化工原理课程设计书苯—甲苯精馏塔设计目录（一）化工原理设计任务书 (3)（二）概述 (4)一、精馏基本原理 (5)二、设计方案的确定 (5)（三）塔工艺计算 (6)一、精馏塔物料衡算 (6)二、塔板数确定 (8)三、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)四、精馏塔的塔体工艺尺寸设计 (15)五、塔板主要工艺尺寸计算 (17)六、筛板的流体力学验算 (19)七、塔板负荷性能图 (23)八、设计结果一览表 (29)（四）辅助设备的设定 (30)（五）设计评述心得 (32)（六）参考书目及附表 (33)（一）化工原理设计任务书一、设计名称：苯-甲苯精馏塔设计二、设计条件：在常压连续精馏塔中精馏分离含苯35%（质量%，下同）的苯-甲苯混合液，要求塔顶流出液中苯的回收率为97%，塔底釜残液中含苯不高于2%。

处理量：17500 t/a，料液组成（苯质量分数）：35%，塔顶产品组成（质量分数）：97%，塔顶易挥发组分回收率：99%，每年实际生产时间：300天三、设计任务完成精馏塔的工艺设计，有关附属设备的设计和选型，绘制精馏塔系统工艺流程图和精馏塔装配图，编写设计说明书。

四、基础数据或其他操作条件所需数据自己查阅资料或根据资料确定五、设计说明书内容1 目录2 概述（设计方案的确定和流程说明、精馏基本原理等）3.塔的物料恒算、塔板数的确定、塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4.塔和塔板的主要工艺尺寸的设计：（1）塔体工艺尺寸的计算；（2）塔板主要工艺尺寸的计算；（3）塔板的流体力学验算；（4）塔板负荷性能图。

5.设计结果概要或设计一览表6.辅助设备的选型——对再沸器进行设计，对预热器进行选型7.参考文献8.对本设计的评述或有关问题的分析讨论。

（二）概述一、精馏基本原理精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。

二、设计方案的确定本设计任务为分离苯一甲苯混合物。

第二章设计任务书1.设计题目：分离苯-甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计2.工艺条件：生产能力：苯-甲苯混合液处理量80000t/a原料组成：苯含量为40%（质量百分率，下同）进料状况：热状况参数q自选分离要求：塔顶苯含量不低于99.5%，塔底苯含量不大于1.5% 3.建厂地区：大气压为760mmHg，自来水年平均温度为15℃的滨州4.塔板类型：板式精馏塔5.生产制度：年开工300天，每天三班8小时连续生产6.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。

第三章 设计内容3.1 设计方案的确定及工艺流程的说明本设计任务为分离苯-甲苯混合物。

对于该二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。

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倍。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

3.2 全塔的物料衡算3.2.1原料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率苯和甲苯的相对摩尔质量分别为78.11 kg/kmol 和92.14kg/kmol ，原料含苯的质量百分率为40%，塔顶苯含量不低于99.5%，塔底苯含量不大于1.5%，则：原料液含苯的摩尔分率：440.014.92/60.011.78/40.011.78/40.0=+=F x塔顶含苯的摩尔分率：996.014.92/005.011.78/995.011.78/995.0=+=D x塔底含苯的摩尔分率：0176.014.92/985.011.78/015.011.78/015.0=+=W x3.2.2原料液及塔顶底产品的平均摩尔质量由3.1.1知产品中甲苯的摩尔分率，故可计算出产品的平均摩尔质量：原料液的平均摩尔质量：M F ＝78.11×0.440＋(1－0.440)×92.14＝85.967kg/kmol塔顶液的平均摩尔质量：M D ＝78.11×0.996＋(1－0.996)×92.14＝78.166kg/kmol塔底液的平均摩尔质量：M W ＝78.11×0.0176＋(1－0.0176)×92.14＝91.893kg/kmol3.2.3料液及塔顶底产品的摩尔流率依题给条件：一年以300天，一天以24小时计，得：F ,＝8000t/（300×24）h ＝1111.12kg/h ，全塔物料衡算：进料液： F=1111.12（kg/h ）/91.893（kg/kmol ）=12.091kmol/h 总物料恒算： F=D+W苯物料恒算： F×0.440=D×0.996+0.0176×12.091 联立解得： W ＝6.963kmol/hD ＝5.128kmol/h3.3 塔板数的确定理论塔板数T N 的求取苯-甲苯物系属理想物系，可用梯级图解法（M·T）,求取N T ，步骤如下： 3.3.1平衡曲线的绘制根据苯-甲苯的相平衡数据，利用泡点方程和露点方程求取。

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。

设计任务书题目：苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计原始数据：年处理量：35000进料组成：45%（苯质量分数）塔顶产品浓度：98%（苯质量分数）塔底釜液含甲苯量不低于98%（以质量计）每年实际生产天数：330天（24小时/天）冷却水温度：30℃饱和水蒸气压力：2.5kgf/cm2（表压）泡点进料，塔顶压强为4kPa(表压)，单板压降<0.7kPa，塔顶全凝，泡点回流。

R /Rmin = 1.3 。

设计内容：1.确定全套精馏装置的流程，绘出工艺流程示意图；2.精馏塔的工艺计算与结构设计：1）物料衡算确定理论板数和实际板数；（可采用计算机编程）2）按精馏段首、末板计算塔径并圆整；3）确定塔板和降液管结构；4）按精馏段的首、末板进行流体力学校核；5）绘制精馏段塔板的负荷性能图；6）进行全塔优化，要求操作弹性大于2。

3.计算塔高；4.估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、选出冷凝器型号；估算塔顶回流泵流量、扬程，初选泵型号。

5.绘制精馏塔装配图、塔板结构布置图；6.设计结果概要或塔设计计算结果汇总；7.设计小结和参考文献。

设计基础数据表1 苯和甲苯的物理性质表2 气液相平衡数据苯-甲苯溶液，p=101.3kPa ,（p82，表3-21数据更多些）1.饱和蒸汽压：苯和甲苯的饱和蒸汽压可由Antoine方程式求算。

Logp0=A-B/(t+C)式中 t——物系温度，℃P0——饱和蒸汽压，kPa；表3 A、B、C——Antoine常数。

表4 苯和甲苯的液相密度ρ（kg/m3）表5 液体表面张力σ（mN/m）表6 液体粘度μ（mPa*s）表7 液体汽化热r（kJ/kg）（kJ/kg·K）表8 液体热容Cp=A+BT+CT2+DT3，式中T——物系温度，K；A、B、C、D——常数。

Cp目录一序言............................................................ 二流程说明、工艺流程图绘制......................................... 三设计计算.........................................................3.1 精馏塔的物料衡算.............................................3.2 塔板数的确定.................................................3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算.........................3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算.....................................3.5 塔板主要工艺尺寸的计算.......................................3.6 筛板的流体力学验算...........................................3.7 塔板负荷性能图............................................... 四板式塔得结构与附属设备...........................................4.1附件的计算....................................................4.1.1接管.....................................................4.1.2冷凝器...................................................4.1.3 再沸器 ..................................................4.1.4 泵的选型 ................................................4.2 板式塔结构.................................................. 五设计心得体会..................................................... 六参考文献......................................................... 七评分表........................................................... 八附录（板式塔工艺条件图、塔板结构布置图）.........................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。

分离苯—甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计苯和甲苯是两种常用的有机溶剂，它们通常通过精馏过程进行分离。

浮阀板式精馏塔是一种常用的精馏设备，具有高效、节能、操作方便等特点。

下面就对分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺进行设计。

1.工艺流程：分离苯和甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺流程一般包括进料、初留、尾留和回流等环节，具体流程如下：1)进料：将苯和甲苯混合液进料到精馏塔的顶部。

进料包括苯和甲苯的混合物以及一部分回流。

2)初留：通过多个塔板的精馏，将苯分离出来，初留液位以下的液体为初馏液，初留液通过凝气冷却器冷却后分为初留顶部产品和初留底部回流。

3)尾留：在塔底通过降温器冷却后，即可得到尾液，尾留底部产品通常作为顶部产品的回流，以保证塔托和稳定操作。

4)回流：回流是为了提高塔板的效率，减小焦失和能耗。

可通过将一部分的顶部产品送回到塔顶部作为回流。

2.浮阀板式精馏塔的设计参数：在进行浮阀板式精馏塔的工艺设计时，需要考虑以下参数：1)塔高：塔高应根据塔板的数量和塔板高度来确定，总体来说，塔高越高，分馏效果越好，但是设备成本和能耗也会增加。

2)塔板数：塔板数的确定需要考虑到初留和尾留的要求，一般根据初留质量分数和尾留质量分数进行迭代计算。

3)流量：进料流量、回流流量以及所需的产品流量都需要根据需求和经验来确定，可通过仪表和流量控制阀来调节。

4)进料温度：进料温度一般在常温下进行，如果需要提高分离效率，可以适当降低进料温度。

5)塔底温度：塔底温度是通过冷凝器来冷却的，根据具体情况来确定冷凝器的设计参数。

3.优化调整：在实际工艺操作中，可能需要对工艺参数进行优化调整，以达到更好的分离效果和降低能耗。

具体调整方法如下：1)调整回流比：根据实际需要，调整回流比可以提高塔板的效率。

2)改变操作压力：通过改变操作压力，可以改变馏出物的温度和塔板的效果，进而实现优化调整。

3)塔板节流孔调整：通过调整塔板节流孔的大小，可以影响流体的分布和液体在塔板上的停留时间，从而达到更好的分离效果。

化工原理课程设计说明书苯-甲苯分离过程筛板精馏塔设计院系：化学与化工学院专业班级：化工09本（2）姓名：李春红学号：0906210248指导老师：李梅设计时间：2012年5月25日—2012年6月8日目录第一部分课程设计任务书.............................................. ... ... . (1)一、设计名称 (4)二、设计条件 (4)三、设计说明书内容 (3)第二部分设计内容 (5)一、设计任务 (5)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔质量 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数和平均摩尔质量 (6)3.物料衡算原料处理量 (6)三、塔板数的确定 (7)1.理论板层数T N的求取 (7)2.全塔效率T E..................................................... 错误!未定义书签。

3.实际板层数的求取 (9)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)1.操作压强、温度的计算 (9)2.平均摩尔质量计算 (10)3.平均密度计算 (10)4.液相平均表面张力计算 (11)5.液相平均粘度计算 (12)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)1.塔径的计算 (13)2.精馏塔的有效高度的计算 (14)六、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 (16)3.筛孔数n与开孔率 ......................................... 错误!未定义书签。

七、筛板的流体力学验算 (17)1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h .............. 错误!未定义书签。

2.雾沫夹带量V e的验算 (18)3.漏液的验算 (19)4.液泛验算 (19)八、塔板负荷性能图 (20)1.漏液线 (20)2.雾沫夹带线 (21)3.液相负荷下限线 (22)4.液相负荷上限线 (22)5.液泛线 (23)6. 操作线 (25)九、设计结果一览表 (26)十、操作方案的说明： (28)附表 (30)参考文献 (32)第一部分课程设计任务书一、设计名称苯—甲苯分离过程筛板精馏塔设计二、设计条件1、设计产量：2.9万吨/年（苯），进料状态：气-液共存。

苯-甲苯的分离过程连续板式精馏塔设计书第一章绪论1.1 精馏塔设计任务常压操作的连续板式精馏塔分离苯-甲苯混合物，间接蒸汽加热，生产时间为300/年，每天24小时，生产能力为18万吨/年，原料组成为0.46，塔顶组成为0.98，塔底组成为0.02 [1]。

1.1.1 操作条件塔顶压力：常压冷却水入塔温度：25℃冷却水出塔温度：45℃回流比：2.268单板压降：0.7KPa水蒸汽加热温度：120～160℃设备形式：筛板浮阀塔厂址：地区1.2 精馏与筛板塔简介在工业生产中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离等等，特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。

蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。

按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。

按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏。

此外，按操作是否连续分为连续蒸馏和间歇蒸馏。

工业生产中的蒸馏多为多组分精馏，本设计着重讨论常压下的双组分精馏，即苯-甲苯体系。

在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收，解吸，精馏，萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。

塔设备就是使气液两相通过紧密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。

塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。

前者代表是板式塔，后者代表则为填料塔。

筛板塔在十九世纪初已应用于工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。

五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。

筛板塔板简称筛板，结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。

根据孔径的大小，分为小孔径筛板（孔径为3-8mm）和大孔径筛板（孔径为10-25mm）两类。

工业应用以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合（如分离粘度大、易结焦的物系）。

筛板的优点足结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。

苯-甲苯精馏塔的工艺设计摘要在化工生产中，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。

本设计任务为分离苯-甲苯混合物。

对于二元混合物的分离，应采用连续精馏装置有精馏塔，再沸器，冷凝器等设备。

热量从塔釜输入，物料在塔内进行精馏分离，余热由塔顶产品冷凝器中的冷却介质带走，为了减少热量，能量的损失，我们在进料前设置了节能器，把塔底热产品先与进料进行交换，然后在冷却。

本文是筛板精馏塔及其预热的设计，分离摩尔分数为0.42的苯-甲苯溶液，使塔顶产品苯的摩尔含量到达95％，塔底釜液摩尔分数为2％。

综合工艺操作方便、经济及安全等多方便考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分离提纯，按照逐板计算求得理论板数为14。

根据经验式算得全塔效率为0.50.塔顶使用全凝器，部分回流。

精馏段实际板数为14，提馏段实际板数为14。

实际加料位置在第6板块。

精馏段弹性操作为3.391。

通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。

关键词：苯;甲苯;精馏塔目录摘要 (1)目录 (2)前言 (4)1.文献综述 (5)1.1苯 (5)1.1.1苯的来源 (5)1.1.2苯的物理性质 (6)1.1.3苯的化学性质 (6)1.1.4苯的工业用途 (6)1.2甲苯 (7)1.2.1甲苯的来源 (7)1.2.2甲苯的物理性质 (7)1.2.3甲苯的化学性质 (8)1.2.4甲苯的作用与用途 (8)1.3精馏塔的介绍 (10)1.4精馏原理 (11)1.5精馏技术的进展 (11)2. 设计部分 (13)2.1设计任务 (13)2.2设计方案的确定 (13)2.2.1装置流程的确定 (13)2.2.2操作压力的选择 (14)2.2.3进料热况的选择 (14)2.2.4加热方式的选择 (15)2.2.5回流比的选择 (15)2.3精馏塔的工艺计算 (16)2.3.1精馏塔的物料衡算 (16)2.3.2理论板层数N的求取 (16)T2.3.3实际板层数的求取 (18)2.3.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (18)2.3.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21)2.3.6塔板主要工艺尺寸的计算 (22)2.3.7筛板的流体力学验算 (24)2.3.8塔板负荷性能图 (27)3. 结论 (31)参考文献 (33)附录 (34)致谢 (38)前言精馏是化工、石油化工、炼油生产中应用极为广泛的传质传热过程，其目的是将混合物中各组分分离，达到规定的纯度。