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化工原理课程设计--苯-乙苯精馏装置工艺设计课程设计说明书武汉工程大学化工与制药学院课程设计说明书课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计专业班级生物工程学生学号学生姓名学生成绩指导教师课题工作时间武汉工程大学化工与制药学院化工与制药学院课程设计任务书专业生物工程班级学生姓名发题时间：2013 年 6 月17 日课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计一、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）文献资料：1．陈敏恒. 化工原理[M]. 北京：化学工业出版社，2002.2．王志魁. 化工原理第三版[M]. 北京：化学工业出版社，2005.3．王国胜. 化工原理课程设计[M]. 大连：大连理工大学出版社，2005.4．路秀林. 塔设备设计[M]. 北京：化学工业出版社，2004.5．汪镇安. 化工工艺设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2003.6．王松汉. 石油化工设计手册(第3卷) [M]. 北京：化学工业出版社，2002.7.周大军. 化工工艺制图[M]. 北京：化学工业出版社，2005.8.匡国柱，史启才. 化工单元过程及设备课程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2002.9.ASPEN Tech. ASPEN Plus 系列参考资料[R]. ASPEN Technology Co. Ltd.,2008.10.汤善甫，朱思明. 化工设备机械基础[M]. 上海：华东理工大学出版社，2004.11.贾绍义, 柴诚敬.化工原理课程设计[M]. 大连：天津大学出版社，2005.12.朱有庭, 曲文海, 于浦义. 化工设备设计手册上下卷[M]. 北京：化学工业出版社, 2004.二、设计任务某厂以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生成含苯和乙苯的混合物。
经水解、水洗等工序获得烃化液。
烃化液经过精馏分离出的苯循环使用，而从脱除苯的烃化液中分离出乙苯用作生成苯乙烯的原料。
现要求设计一采用常规精馏方法从烃化液分离出苯的精馏装置。
化工原理及化工机械课程设计论文题目苯—-乙苯连续精馏塔的设计院系化学与环境工程学院专业应用化学姓名学号指导老师2010年6月25日内容摘要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。
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塔板结构的设计。
计算和设计这些之后进行有关的力学性能计算和一系列的校核。
关键词：精馏设计条件塔板结构的设计校核AbstractThe essence of rectification process is using the characteristic of each component in the mixture with different volatility. In another word，the character which the different of each component of saturated steam pressure makes the light phase that in the liquid transfers to the steam phase and the reorganization of vapor phase transfers to the liquid in the same temperature, and thus achieved the purpose of separation. Firstly, we can describe the temperature distribution and based on the design conditions and the given datas. Scendly, we can get the minimum reflux ratio and the relative volatility in the tower top , and the relative volatility in the tower kettle, and the average relative volatility in whole tower. According to the material balance equation, we can figure out the rate of the flow in the two-phase that steam and liquid of the rectifying section and stripping section. After that, we also need to calculate the number of the plate and the diameter of the tower, etc. According to the calculation results of the tower ,we can do the next assignment ,structure design. At last, we should calculate the mechanical properties and series of output tests .Keywords Rectification Design conditions Tower structure designOutput test目录中文摘要 (3)英文摘要 (4)第1章综述 (8)1.1精馏原理及其在工业生产中的运用 (8)1.1.1精馏原理 (8)1.1.2 在工业生产中的运用 (10)1.2精馏操作对塔设备的要求 (10)1.3设计任务及操作条件 (10)1.4常用板式塔类型及本设计的选型 (11)1.5本设计所选塔的特性 (11)第2章塔的工艺计算 (12)2.1主要基础数据 (12)2.2工艺计算及主体设备设计 (13)2.2.1物料衡算 (13)2.2.2 塔板数的计算 (15)2.2.3 热量平衡 (19)2.2.4 塔径计算 (20)2.3塔板结构 (22)2.4流体力学计算 (25)2.4.1 降液装置 (25)2.4.2漏液验算 (26)2.4.3液泛验算 (26)2.4.4雾沫夹带验算 (26)第3章塔的结构设计 (27)3.1塔顶 (27)3.1.1 塔顶空间 (27)3.1.2 塔顶蒸汽出口 (27)3.2塔底 (27)3.2.1 塔底空间 (27)3.2.2 塔底出口 (27)3.3 进口 (27)3.3.1 塔顶回流进口 (27)3.3.2 原料进口 (28)3.4 裙座 (28)3.4.1裙座的形状 (28)3.4.2 裙座与塔壳的连接 (28)3.4.2 裙座与塔壳的连接 (28)3.5 塔盘 (28)3.5.1 塔盘类型 (28)3.5.2 塔盘板形状 (28)3.5.3 支持圈和支持板的尺寸 (28)3.6 塔高的计算 (29)第4章强度校核 (30)4.1设计条件 (30)4.2塔壳厚度计算 (30)4.3偏心载荷计算 (30)4.4质量载荷计算 (30)4.4.1筒体圆筒、封头、裙座质量 (31)4.4.2 塔内构件的质量 (31)4.4.3 保温层质量 (31)4.4.4平台扶梯质量 (31)4.4.5 操作时塔内物料质量 (32)4.4.6附件质量 (32)4.4.7充水质量 (32)4.4.8 塔器的操作质量 (32)4.4.9 塔器的最小质量 (32)4.4.10 塔器的最大质量 (32)4.5风载荷和风弯矩计算 (33)4.5.1 风载荷 (33)4.5.2 风弯矩 (33)4.6地震载荷及地震弯矩 (33)4.7各种载荷引起的轴向应力 (33)4.7.1计算压力引起的轴向拉应力σ1 (34)4.7.2最大弯矩引起的轴向应力σ3 (35)4.8塔体和裙座危险截面的强度与稳定校核 (36)4.8.1塔体的最大组合轴向拉应力校核 (36)4.8.2 塔体与裙座的稳定校核 (36)4.9塔体水压试验和吊装时的应力校核 (37)4.9.1.水压试验时各种载荷引起的应力 (37)4.9.2水压试验时应力校核 (37)4.10基础环的计算 (38)4.10.1基础环尺寸 (38)4.10.2基础环的应力校核 (38)4.10.3基础环的厚度 (39)4.10.4地脚螺栓计算 (39)4.10.5地脚螺栓的螺纹小径 (39)第5章主要计算结果列表 (40)课程设计总结 (44)参考文献................................................................................................................... 45错误！未定义书签。
《食品工程原理》课程设计设计题目甲苯-乙苯精馏塔设计目录1、概述 (4)1.1设计题目 (4)1.2 设计目的 (4)1.3设计条件及主要物性参数表 (4)1.4设计内容 (4)1.5设计方案选定 (5)2、精馏塔的物料衡算 (5)2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (5)2.2物料衡算 (6)3、塔板数的确定 (6)3.1.理论板层数NT 的求取 (6)3.2图解法求理论板层数 (8)3.3实际塔板数N p的求取 (8)4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)4．1 操作压力计算 (9)4.2操作温度计算 (9)4.3平均摩尔质量的计算 (9)4.4 平均密度计算 (9)4.5 液体平均表面张力的计算 (11)5、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)5.1 塔径的计算 (12)5.2 精馏塔有效高度的计算 (13)6、塔板主要工艺尺寸的计算 (13)6.1 精馏段溢流装置的计算： (13)6.2塔板布置 (14)7.塔板流动性能的校核 (14)7.1液沫夹带的校核 (14)7.2塔板压降 (15)7.3 降液管液泛校核 (15)8、塔板负荷性能图 (16)8.1精馏段塔板负荷性能图 (16)9、板式塔的结构与附属设备的计算和选型 (19)9.1塔体的空间 (19)9.2精馏塔的附属设备 (19)10、所设计筛板与塔结构的主要结果汇总于下表 (19)11、主要接管尺寸的选取 (20)11.1进料管 (20)11.2回流管 (20)11.3釜液出口管 (21)11.4塔顶蒸汽管 (21)11.5加热蒸汽管 (21)12、设计中的符号说明 (21)13、参考文献 (24)14、结束语 (24)1、概述1.1设计题目甲苯—乙苯精馏装置设计1.2 设计目的1.2.1 通过甲苯-乙苯精馏装置设计，熟悉蒸馏装置的原理1.2.2加强对“食品科学与工程”及其化工原理知识的综合应用能力。
1.2.2提高自己分析与解决工程的实际问题的能力。
目录一、毕业设计任务书- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1二、设计题目及原始条件- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - 2三、前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3四、物料衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4五、热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4六、塔板工艺尺寸计算(精馏段)- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -61、塔径- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - -72、溢流装置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -73、塔板布置及浮阀数目与排列- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7七、塔板流体力学验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -81、气相通过浮阀塔板的压强降- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -82、淹塔- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -83、雾沫夹带- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8八、塔板负荷性能图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -81、雾沫夹带线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 82、液泛线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 93、液相负荷上限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 94、漏液线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -95、液相负荷下限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9九、计算结果十、塔板工艺尺寸，流体力学验算，负荷性能图(提馏段) - - - - - -10 十一、参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - 13课程设计任务书题目：设计一个分离苯－乙苯双组分均相混合液的常压连续浮阀精馏塔。
题目一：苯-氯苯精馏塔工艺设计与原料液预热器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离苯－氯苯混合液已知：生产能力为年产 70000 吨99%的氯苯产品；进精馏塔的料液含氯苯40%（质量分数下同）其余为苯；塔顶的氯苯含量不得高于2%；残液中氯苯含量不得低于99%；料液初始温度为30℃用流量为 20000 kg/h、温度为 160 ℃的中压热水加热至沸点进料试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式原料预热器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压强4kPa（表压）；2.进料热状况泡点进料；3.回流比1.8Rmin；4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa（表压）；5.单板压降不大于0.7kPa；6.年工作日300天每天24小时连续运行（三）设计内容1.设计方案的确定及工艺流程的说明；2.塔的工艺计算；3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；4.塔内流体力学性能的设计计算；5.塔板负荷性能图的绘制；6.塔的工艺计算结果汇总一览表；7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论（四）基础数据1.组分的饱和蒸汽压（mmHg）温度（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005437197602.组分的液相密度（kg/m3）温度（℃）8090100110120130苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯推荐：氯苯推荐：式中的t为温度℃3.组分的表面张力（mN/m）温度（℃）8085110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力可按下式计算：（为A、B组分的摩尔分率）4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：（氯苯的临界温度：）5.其他物性数据可查化工原理附录题目二：苯-氯苯精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离苯－氯苯混合液已知：生产能力为年产 65000 吨99%的氯苯产品；进精馏塔的料液含氯苯45%（质量分数下同）其余为苯；塔顶的氯苯含量不得高于2%；残液中氯苯含量不得低于99%；塔顶冷凝器用流量为30000 kg/h、温度为 30 ℃的冷水冷却试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式塔顶冷凝器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压强4kPa（表压）；2.进料热状况泡点进料；3.回流比1.8Rmin；4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa（表压）；5.单板压降不大于0.7kPa；6.年工作日300天每天24小时连续运行（三）设计内容1.设计方案的确定及工艺流程的说明；2.塔的工艺计算；3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；4.塔内流体力学性能的设计计算；5.塔板负荷性能图的绘制；6.塔的工艺计算结果汇总一览表；7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论（四）基础数据1.组分的饱和蒸汽压（mmHg）温度（℃）80100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005437197602.组分的液相密度（kg/m3）温度（℃）8090100110120130苯817805793782770757氯苯103910181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯推荐：氯苯推荐：式中的t为温度℃3.组分的表面张力（mN/m）温度（℃）8085110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力可按下式计算：（为A、B组分的摩尔分率）4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol 纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：（氯苯的临界温度：）5.其他物性数据可查化工原理附录题目三：苯-氯苯精馏塔工艺设计与塔底再沸器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离苯－氯苯混合液已知：生产能力为年产 65000 吨99%的氯苯产品；进精馏塔的料液含氯苯35%（质量分数下同）其余为苯；塔顶的氯苯含量不得高于2%；残液中氯苯含量不得低于99%；塔底再沸器用流量为27000 kg/h、温度为 150 ℃的中压热水加热试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式塔底再沸器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压强4kPa（表压）；2.进料热状况泡点进料；3.回流比1.8Rmin；4.塔釜加热蒸汽压力0.5MPa（表压）；5.单板压降不大于0.7kPa；6.年工作日300天每天24小时连续运行（三）设计内容1.设计方案的确定及工艺流程的说明；2.塔的工艺计算；3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；4.塔内流体力学性能的设计计算；5.塔板负荷性能图的绘制；6.塔的工艺计算结果汇总一览表；7.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；8.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论（四）基础数据1.组分的饱和蒸汽压（mmHg）温度（℃）8090100110120130131.8苯760102513501760225028402900氯苯1482052934005437197602.组分的液相密度（kg/m3）温度（℃）8090100110120130苯817805793782770757氯苯1039102810181008997985纯组分在任何温度下的密度可由下式计算苯推荐：氯苯推荐：式中的t为温度℃3.组分的表面张力（mN/m）温度（℃）8085110115120131苯21.220.617.316.816.315.3氯苯26.125.722.722.221.620.4双组分混合液体的表面张力可按下式计算：（为A、B组分的摩尔分率）4.氯苯的汽化潜热常压沸点下的汽化潜热为35.3×103kJ/kmol纯组分的汽化潜热与温度的关系可用下式表示：（氯苯的临界温度：）5.其他物性数据可查化工原理附录题目四：苯-乙苯精馏塔工艺设计与原料液预热器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离苯－甲苯混合液已知：生产能力为年产 34000 吨98%的乙苯产品；进精馏塔的料液含乙苯40%（质量分数下同）其余为苯；塔顶的乙苯含量不得高于2%；残液中乙苯含量不得低于98%；料液初始温度为30℃用流量为 11500 kg/h、温度为 160 ℃的中压热水加热至沸点进料试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式原料预热器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压力 4kPa（表压）2.进料热状态泡点进料3.回流比 2倍最小回流比4.加热蒸气压力 0.5MPa（表压）5.单板压降≤0.7kPa（三）塔板类型板式塔（四）工作日每年工作日为300天每天24小时连续运行（五）主要物性数据1、苯、乙苯的物理性质项目分子式分子量沸点℃临界温度℃临界压强Pa苯AC6H678.1180.1288.56833.4乙苯BC8H10106.16136.2348.574307.72、苯、乙苯在某些温度下的表面张力t/℃2040608010012014028.826.2523.7421.2718.8516.4914.1729.327.1425.0122.9220.8516.823、苯、乙苯在某些温度下的粘度t/℃204060801001201400.7420.6380.4850.3810.3080.2550.2150.1840.8740.6660.5250.4260.3540.3000.2590.2264、苯、乙苯的液相密度t/℃20406080100120140877.4857.3836.6815.0768.9744.1867.7849.8931.8913.6795.2776.2756.75、不同塔径的板间距塔径D/m0.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.42.4-4.0板间距HT/mm200-300250-350300-450350-600400-600题目五：苯-乙苯精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离苯－甲苯混合液已知：生产能力为年产 40000 吨98%的乙苯产品；进精馏塔的料液含乙苯50%（质量分数下同）其余为苯；塔顶的乙苯含量不得高于2%；残液中乙苯含量不得低于98%；塔顶冷凝器用流量为16000 kg/h、温度为 30 ℃的冷水冷却试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式塔顶冷凝器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压力 4kPa（表压）2.进料热状态泡点进料3.回流比 2倍最小回流比4.加热蒸气压力 0.5MPa（表压）5.单板压降≤0.7kPa（三）塔板类型板式塔（四）工作日每年工作日为300天每天24小时连续运行（五）主要物性数据6、苯、乙苯的物理性质项目分子式分子量沸点℃临界温度℃临界压强PaC6H678.1180.1288.56833.4乙苯BC8H10106.16136.2348.574307.77、苯、乙苯在某些温度下的表面张力t/℃2040608010012014028.826.2523.7421.2718.8516.4914.1729.327.1425.0122.9220.8518.8116.828、苯、乙苯在某些温度下的粘度t/℃204060801201400.7420.6380.4850.3810.3080.2550.2150.1840.8740.6660.5250.4260.3540.3000.2590.2269、苯、乙苯的液相密度t/℃20406080100120140877.4857.3836.6815.0792.5768.9744.1867.7849.8931.8913.6795.2756.710、不同塔径的板间距塔径D/m0.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.42.4-4.0板间距HT/mm200-300250-350300-450350-600400-600题目六：苯-乙苯精馏塔工艺设计与塔底再沸器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离苯－甲苯混合液已知：生产能力为年产 35000 吨98%的乙苯产品；进精馏塔的料液含乙苯45%（质量分数下同）其余为苯；塔顶的乙苯含量不得高于2%；残液中乙苯含量不得低于98%；塔底再沸器用流量为 14000 kg/h、温度为 150 ℃的中压热水加热试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式塔底再沸器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压力 4kPa（表压）2.进料热状态泡点进料3.回流比 2倍最小回流比4.加热蒸气压力 0.5MPa（表压）5.单板压降≤0.7kPa（三）塔板类型板式塔（四）工作日每年工作日为300天每天24小时连续运行（五）主要物性数据1.苯、乙苯的物理性质项目分子式分子量沸点℃临界温度℃临界压强Pa苯AC6H678.1180.1288.56833.4乙苯B106.16136.2348.574307.72.苯、乙苯在某些温度下的表面张力t/℃2040608010012014028.826.2523.7421.2718.8516.4914.1729.327.1425.0122.9220.8518.8116.823.苯、乙苯在某些温度下的粘度t/℃204060801001201400.7420.6380.4850.3080.2550.2150.1840.8740.6660.5250.4260.3540.3000.2590.2264.苯、乙苯的液相密度t/℃20406080100120140877.4857.3836.6815.0792.5768.9744.1867.7849.8931.8913.6795.2776.2756.75.不同塔径的板间距塔径D/m0.3-0.50.5-0.80.8-1.61.6-2.42.4-4.0板间距HT/mm200-300250-350300-450350-600400-600题目七：乙醇－水精馏塔工艺设计与原料液预热器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离乙醇－水混合液已知：年处理原料能力为 1700 吨；进精馏塔的料液含乙醇45%（质量分数下同）；塔顶的乙醇含量为93%；残液中乙醇含量不得高于5%；料液初始温度为30℃用流量为 1500 kg/h、温度为 160 ℃的中压热水加热至沸点进料试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式原料液预热器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压力 4kPa（表压）2.进料热状态泡点进料3.回流比 1.6倍最小回流比4.加热蒸气压力 0.5MPa（表压）5.单板压降≤0.7kPa（三）工作日每年工作日为300天每天24小时连续运行（四）主要物性数据1.乙醇和水的物理性质（表一）项目分子量沸点﹙℃﹚临界温度﹙℃﹚临界压强﹙Kpa﹚乙醇46.0778.3240.776.148水18.01100373.9122.052.乙醇和水的粘度（表二）温度﹙℃﹚20304050607090100110水的粘度﹙mpa.s﹚1.0020.8020.6620.5920.4690.4000.3300.3180.2480.259乙醇的粘度﹙mpa.s﹚1.221.000.830.690.380.480.4150.3510.3050.2623.乙醇和水的表面张力（表三）温度﹙℃﹚2030405060708090100110水的表面张力﹙mN﹚72.771.069.366.064.362.760.158.456.8乙醇的表面张力﹙mN﹚22.321.220.419.818.818.017.116.215.214.44.乙醇和水的密度（表四）温度﹙℃﹚2030405060708090100110乙醇的密度﹙kg/m3﹚795785777765755746735730716703水的密度﹙kg/m3﹚995.7992.2988.1983.2977.8971.8965.3958.4951.05.常压下乙醇--水的汽液平衡数据（表五）沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）10099.999.899.799.599.29998.7597.6495.895.591.389.087.986.785.385.284.183.7582.782.382.30.0040.040.050.23 0.31 0.390.791.61 1.90 4.16 7.21 7.41 9.66 12.38 12.6416.6117.41 23.3725.7526.08 00.053 0.510.771.572.903.725 45 8.7616.3417.00 29.9238.9139.61 43.75 47.04 47.4950.8951.6754.4555.74 55.8082 81.5 81.380.6 80.1 79.85 79.8 79.7 79.5 79.3 79.278.95 78.75 78.74 78.6 78.4 78.27 78.2 78.15 78.1527.332.7333.24 39.65 42.09 48.92 52.6850.7951.98 61.02 57.32 65.64 68.92 72.3674.7275.99 79.82 83.87 85.97 89.41 89.4356.44 59.26 58.7862.2264.7066.2865.6465.9970.2968.4172.7174.6976.9378.1579.2681.8384.9186.4089.4189.43题目八：乙醇－水精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离乙醇－水混合液已知：年处理原料能力为 2000 吨；进精馏塔的料液含乙醇40%（质量分数下同）；塔顶的乙醇含量为94%；残液中乙醇含量不得高于4%；塔顶冷凝器用流量为1600 kg/h、温度为 30 ℃的冷水冷却试根据工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式塔顶冷凝器的选型设计（二）操作条件1.塔顶压力 4kPa（表压）2.进料热状态泡点进料3.回流比 1.6倍最小回流比4.加热蒸气压力 0.5MPa（表压）5.单板压降≤0.7kPa（三）工作日每年工作日为300天每天24小时连续运行（四）主要物性数据1.乙醇和水的物理性质（表一）项目分子量沸点﹙℃﹚临界温度﹙℃﹚临界压强﹙Kpa﹚乙醇46.0778.3240.776.148水18.01100373.9122.052.乙醇和水的粘度（表二）温度﹙℃﹚2030405060708090100110水的粘度﹙mpa.s﹚1.0020.8020.6620.5920.4690.4000.3300.3180.2480.259乙醇的粘度﹙mpa.s﹚1.221.000.830.690.380.480.4150.3510.3050.2623.乙醇和水的表面张力（表三）温度﹙℃﹚2030405060708090100110水的表面张力﹙mN﹚72.771.069.367.766.064.362.760.158.456.8乙醇的表面张力﹙mN﹚21.220.419.818.818.017.116.215.214.44.乙醇和水的密度（表四）温度﹙℃﹚2030405060708090100110乙醇的密度﹙kg/m3﹚795785777765755746735730716703水的密度﹙kg/m3﹚998.2995.7992.2988.1983.2977.8971.8965.3951.05.常压下乙醇--水的汽液平衡数据（表五）沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）10099.999.899.799.599.29998.7597.6495.895.591.389.087.986.785.385.284.183.7582.782.382.30.0040.040.050.120.230.310.390.791.611.904.167.41 9.66 12.38 12.6416.6117.41 23.3725.7526.08 00.053 0.510.771.572.903.725 45 8.7616.3417.00 29.9238.9139.61 43.75 47.04 47.4950.8951.6754.4555.74 55.8082 81.5 81.3 80.7 80.6 80.1 79.85 79.8 79.7 79.5 79.378.95 78.75 78.74 78.6 78.4 78.27 78.2 78.15 78.1527.332.7333.24 39.65 42.09 48.92 52.6850.7951.98 61.02 57.32 65.64 68.92 72.3674.7275.99 79.82 83.87 85.97 89.41 89.4356.44 59.26 58.7861.2262.22 64.70 66.28 65.64 65.99 70.29 68.4174.6976.9378.1579.2681.8384.9186.4089.4189.43题目九：乙醇－水精馏塔工艺设计与塔底再沸器选型设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离乙醇－水混合液已知：年处理原料能力为 1900 吨；进精馏塔的料液含乙醇35%（质量分数下同）；塔顶的乙醇含量为95%；残液中乙醇含量不得高于5%；塔底再沸器用流量为 1400 kg/h、温度为 150 ℃的中压热水加热（二）操作条件1.塔顶压力 4kPa（表压）2.进料热状态泡点进料3.回流比 1.6倍最小回流比4.加热蒸气压力 0.5MPa（表压）5.单板压降≤0.7kPa（三）工作日每年工作日为300天每天24小时连续运行（四）主要物性数据1.乙醇和水的物理性质（表一）项目分子量沸点﹙℃﹚临界温度﹙℃﹚临界压强﹙Kpa﹚乙醇46.0778.3240.776.148水18.01100373.9122.052.乙醇和水的粘度（表二）温度﹙℃﹚2030405060708090100110水的粘度﹙mpa.s﹚1.0020.8020.6620.5920.4690.4000.3300.3180.2480.259乙醇的粘度﹙mpa.s﹚1.221.000.690.380.480.4150.3510.3050.2623.乙醇和水的表面张力（表三）温度﹙℃﹚2030405060708090100110水的表面张力﹙mN﹚72.771.069.367.766.064.362.760.158.456.8乙醇的表面张力﹙mN﹚22.321.220.419.818.818.017.116.215.214.44.乙醇和水的密度（表四）温度﹙℃﹚30405060708090100110乙醇的密度﹙kg/m3﹚795785777765755746735730716703水的密度﹙kg/m3﹚998.2995.7992.2988.1983.2977.8971.8965.3958.4951.05.常压下乙醇--水的汽液平衡数据（表五）沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）沸点t/乙醇分子/%（液相）乙醇分子/%（气相）10099.999.7 99.5 99.2 99 98.75 97.64 95.8 95.5 91.3 89.0 87.9 86.7 85.3 85.2 84.1 83.75 82.7 82.3 82.3 00.004 0.04 0.05 0.12 0.23 0.31 0.390.791.61 1.90 4.16 7.21 7.41 9.66 12.38 12.6416.6117.41 23.3725.7526.08 00.0530.771.572.903.725 458.7616.3417.00 29.9238.9139.61 43.75 47.04 47.4950.8951.6754.4555.74 55.808281.5 81.3 80.7 80.6 80.1 79.85 79.8 79.7 79.5 79.3 79.278.95 78.75 78.74 78.6 78.4 78.27 78.2 78.15 78.1527.332.7333.24 39.65 42.09 48.92 52.6850.7951.98 61.02 57.32 65.64 68.92 72.3674.7275.99 79.82 83.87 85.97 89.41 89.4356.44 59.26 58.7861.2262.22 64.70 66.28 65.64 65.99 70.29 68.41 72.71 74.69 76.9378.1579.26 81.83 84.91 86.40 89.41 89.43设计要求（一）设计说明书内容要求1、目录2、任务书3、前言（不少于1500字内容包括：设计目的及意义、成果展望、设计指导思想、数据的来源及先进性论证、鸣谢等）；4、设计内容（按统一格式分栏显示内容包括步骤名称、计算内容及结果、备注--引用公式及参数的来源）；5、设计结果一览表（将换热器、浮阀塔的结构参数及技术特性列表）；6、结束语（不少于500字内容包括：对设计的自我评价、存在哪些设计问题及解决方法、设计心得体会）（二）附图1、用AutoCAD绘制理论塔板数计算图、系统操作温度计算图（t－x－y关系曲线）、精提馏段的负荷性能图各一张；2、用AutoCAD绘制精馏塔的装配图（包括塔体剖面图、塔板分块结构图、进出口接管图）一张（三）其它设计进度安排表周次内容1查资料2查资料3板式精馏塔的工艺设计4板式精馏塔的工艺设计5标准列管换热器选型设计6浮阀塔装配图绘制7编写设计说明书8整理、答辩??????坏人固然要防备，但坏人毕竟是少数，人不能因噎废食，不能为了防备极少数坏人连朋友也拒之门外。
课程设计--甲苯-乙苯精馏塔设计《食品工程原理》课程设计设计题目甲苯-乙苯精馏塔设计学生姓名黄晓擎学生学号************专业班级食品1091班指导教师叶盛权设计时间2011年12月29号目录1、概述 (4)1.1设计题目 (4)1.2 设计目的 (4)1.3设计条件及主要物性参数表 (4)1.4设计内容 (5)1.5设计方案选定 (5)2、精馏塔的物料衡算 (6)2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (6)2.2物料衡算 (6)3、塔板数的确定 (6)3.1.理论板层数NT 的求取 (6)3.2图解法求理论板层数 (9)3.3实际塔板数N p的求取 (9)4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)4．1 操作压力计算 (10)4.2操作温度计算 (10)4.3平均摩尔质量的计算 (10)4.4 平均密度计算 (10)4.5 液体平均表面张力的计算 (12)5、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)5.1 塔径的计算 (13)5.2 精馏塔有效高度的计算 (14)6、塔板主要工艺尺寸的计算 (14)6.1 精馏段溢流装置的计算： (14)6.2塔板布置 (15)7.塔板流动性能的校核 (15)7.1液沫夹带的校核 (15)7.2塔板压降 (16)7.3 降液管液泛校核 (16)8、塔板负荷性能图 (17)8.1精馏段塔板负荷性能图 (17)9、板式塔的结构与附属设备的计算和选型 (20)9.1塔体的空间 (20)9.2精馏塔的附属设备 (20)10、所设计筛板与塔结构的主要结果汇总于下表 (20)11、主要接管尺寸的选取 (21)11.1进料管 (21)11.2回流管 (22)11.3釜液出口管 (22)11.4塔顶蒸汽管 (22)11.5加热蒸汽管 (22)12、设计中的符号说明 (22)13、参考文献 (25)14、结束语 (25)1、概述1.1设计题目甲苯—乙苯精馏装置设计1.2 设计目的1.2.1 通过甲苯-乙苯精馏装置设计，熟悉蒸馏装置的原理1.2.2加强对“食品科学与工程”及其化工原理知识的综合应用能力。
1.课程设计的目的课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练，在整个教学计划中它也起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几个方面要求学生加强训练。
1.查阅资料选用公式和搜集数据的能力 。
2．树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作时的劳动 条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解决实际问题的能力。
3．迅速准确的进行工程计算（包括电算）和计算机绘图的能力。
4．用简洁文字清晰表达自己设计思想的能力。
2.设计题目一台分离苯和乙苯双组分均相混合液常压(1atm)连续精馏浮阀塔3.主要基础数据苯和乙苯的饱和蒸汽压可用Antoire 方程计算 即㏑P *=A-CT B 其中P * 单位为34.设计方案的确定及工艺流程说明本方案主要是采用浮阀塔。
精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。
常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下：1：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流动。
2：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。
3：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。
4：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。
5：结构简单，造价低，安装检修方便。
6：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。
浮阀塔的优点是：1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。
2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。
分类号： TQ051.8 单位代码： 108密级：一般学号： 2305024026 本科毕业论文（设计）题目：苯-乙苯精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计专业：化学工程与工艺姓名：刘朋指导教师：张理平职称：教授答辩日期：二00九年六月六日目录前言 - 0 -第一章设计任务书 - 1 -1.1 设计题目 ......................................................- 1 - 1.2 设计要求 ......................................................- 1 -1.3 主要物性数据 ..................................................- 1 - 第二章工艺计算 - 3 -2.1 物料衡算 ........................................................................... ....................................- 3 -2.2 相图的绘制 .......................................................................... .................................- 4 -2.3回流比的确定2.4理论塔板数的计算2.5实际塔板数确定2.5.1全塔效率 ET2.5.2实际板数2.6 塔的工艺条件及物性数据计算 ....................................- 7 -2.6.1操作压强 .................................................- 7 -2.6.2板间距的选择和塔径的初步确定 .............................- 8 -2.6.3塔板结构2.6.4塔板的校核2.6.4.1精馏段塔板的校核2.6.4.2提馏段塔板的校核2.6.5塔板负荷性能图2.7设计结果一览表第三章塔的附属设备设计 3.1冷凝器的设计 .................................................- 11 -3.1.1热负荷3.1.2冷凝水出口温度3.1.3流动空间及流速的确定3.1.4有效平均温差及传热面积3.2 初选换热器的规格 ....................................................................... ......................- 12 -3.3 换热器的验算 .................................................- 16 -3.3.1 总传热系数 K o 的验算 ....................................- 16 -3.3.2 计算压强降 .............................................- 18 - 3.3.3 计算壳程压力降 .........................................- 18 -3.3.4 选型结果 ...............................................- 19 - 参考文献 - 30 -主要符号说明 - 31 -谢辞 - 32 -前言塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,他可以使气(或汽)或液液两相紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
新疆工程学院毕业论文（设计）2012 届题目苯-乙苯精馏塔的工艺和机械设计专业煤炭深加工与利用学生姓名学号090420指导教师完成日期 2012-03-13 新疆工程学院教务处印制新疆工程学院毕业论文（设计）任务书班级煤化09—3（2）班专业煤炭深加工与利用姓名杨玉坤日期2012-02-201、论文（设计）题目：苯-乙苯精馏塔的工艺和机械设计2、论文（设计）要求：（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。
（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。
（3）主题明确，思路清晰。
（4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。
（5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。
（6）所有学生必须在5月15日之前交论文初稿。
3、论文（设计）日期：任务下达日期 2012-02-20完成日期 2012-03-134、指导教师签字：新疆工程学院毕业论文（设计）成绩评定报告毕业论文答辩及综合成绩苯-乙苯精馏塔的工艺和机械设计学号090420 姓名杨玉坤(新疆工程学院, 乌鲁木齐830091)摘要：本次设计的目的是通过精馏操作来完成苯和乙苯混合溶液的分离，从而获得较高浓度的轻组分苯。
精馏是利用混合液中各组分挥发度不同而达到分离要求的一种单元操作。
本设计详细阐述了设计的各部分内容，计算贯穿在整个设计中。
本设计包括蒸馏技术的概述、精馏塔工艺尺寸的计算、塔板校核、精馏塔结构的设计、筒体及各部件材料的选择、筒体各处开孔补强的设计、塔体机械强度的校核及精馏塔装配图的绘制等主要内容。
关键字：精馏塔，塔板校核，开孔补强，机械强度。
目录 (1)蒸馏技术背景、基本概念和分类 (1) (1) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (4) (6)：苯―乙苯精馏分离板式塔设计 (6) (6) (6) (7)3．各部分结构尺寸的确定和设计计算 (8). 物料衡算 (8) (8) (10) (11) (12)精馏段塔高的计算 (12) (12) (13) (15) (15) (16) (17) (17) (17) (18) (18) (18) (19) (20) (21) (22)、壁厚和强度校核 (22) (22)，材料及尺寸规格 (22) (22) (22) (22) (23) (23) (23) (23) (23) (24) (24) (24) (24) (24)5．壳体、封头的强度校核及开孔补强设计 (26) (26) (26) (28) (28) (28) (28)开孔补强设计方法 (28) (29) (29) (30)6．塔体机械强度计算 (30)质量载荷的计算 (30) (32) (32) (32) (35) (35) (35) (36) (36) (37) (38) (38) (38) (38) (39) (39) (39) (39)裙座壳检查孔截面的强度校核 (40) (41) (42) (42). 裙座与塔壳对接焊缝验算 (43) (43) (43)7．精馏塔装配图 (44)参考文献 (44)致谢 (44)蒸馏技术背景、基本概念和分类蒸馏技术已经被广泛应用了200多年，早期使用蒸发和冷凝装于酒精提纯，1813年由法国的Cellier-Blumental 建立了第一个连续蒸馏竖踏，填料的使用早在1820年就开始了，一位名叫Clement 的技术师将其最早应用在酒精厂中，Perrier 于1822年在英格兰引进了早期的泡罩塔板，Coffer 于1830年发明了筛板塔。
乙苯-苯乙烯精馏塔的设计报告1.设计要求：用一连续精馏塔分离苯、甲苯、乙苯及苯乙烯的混合物，其组成分别为0.04、0.06、0.5和0.4，要求塔顶产品中苯乙烯≤0.05，塔底产品中乙苯≤0.25。
已知泡点进料，操作回流比为４。
试完成上述分离过程的流程模拟，并确定相关操作参数（进料位置、总板数、操作压力等），并完成相应设计报告。
热力学方法采用PR方程。
2 进料参数：泡点进料。
组分苯甲苯乙苯苯乙烯组成0.04 0.06 0.5 0.43 首先利用Aspen中的DSTWU模块进行分离模拟，采用PENG-ROB方程，得到如下所示结果简捷计算结果与塔板的回流数，确定回流比为4，实际上是最小回流比的1.2倍。
选择依据如下：做回流比随理论塔板数变化表，合理的理论板数应该在曲线斜率绝对值较小的区域内选择。
结论：采用4为回流比，实际板数为24，进料板位置是17.初步分离效果如下所示可以看出，塔顶的苯乙烯的摩尔分率为0.04小于0.05，塔底的乙苯的摩尔分率为0.247小于0.25，也达到了分离要求。
塔顶冷凝器和塔底再沸器的操作压力的选择：一般来说，塔顶冷凝器使用循环水来冷却是非常经济的，所以要求塔顶的出料温度需要达到一定的要求。
由于冷凝器的压力越高，塔顶的温度越高，当操作压力为9kpa的时候，塔顶的出料温度为51.85℃。
塔底再沸器的操作压力选择.塔底再沸器一般采用饱和蒸汽加热，由于塔底再沸器的温度随着操作压力的升高而升高，当操作压力为16kpa时，塔底的出料温度为85摄氏度，可以采用绝对压力为57.875kpa，温度为85℃的饱和蒸汽加热，所以选择再沸器的操作压力为16kpa.此时的结果是如图所示。
至此，初步确定操作参数如下：.分离效果如图所示回流比R 实际板数 进料板 塔顶冷凝器压力 塔底再沸器压力 425189kpa16kpa下面过程是用RadFrac模块对上述过程进行严格和验证。
下面是在RadFrac模块中输入的数据和计算结果这个是在逐板压降为0.3kpa的情况下得出的计算结果（16-9/24 )，实际的分离效果.如图所示。
目录1 课程设计任务书---------------------------------- 32 前言---------------------------------------------- 32.1塔设备的化工生产中的作用和地位--------------- 32.2设计方案------------------------------------- 42.3符号说明------------------------------------- 53 物料衡算---------------------------------------- 53.1进料组成------------------------------- ---- 53.2全塔物料衡算--------------------------------- 33.3相对挥发度确定------------------------------- 63.4理论塔板数和进料位置确定--------------------- 73.5实际板数和实际进料位置确定------------------- 83.6精馏塔的气液负荷----------------------------- 94 热量衡算------------------------------------------- 114.1塔顶冷却水用量------------------------------- 114.2塔釜饱和水蒸气用量--------------------------- 114.3液体平均表面张力----------------------------- 125 塔板工艺尺寸计算----------------------------------- 125.1塔径计算------------------------------------- 125.2溢流装置------------------------------------- 135.3弓形降液管宽度和截面------------------------- 155.4降液管底隙高度------------------------------- 175.5筛孔计算及其排列----------------------------- 175.6塔有效高度的计算----------------------------- 186 塔板流体力学验算----------------------------------- 196.1气相通过浮阀塔板的压强降--------------------- 196.2淹塔------------------------------------------ 206.3雾沫夹带------------------------------------- 217 塔板负荷性能图 ----------------------------------- 217.1、雾沫夹带线----------------------------------- 217.2、液泛线--------------------------------------- 227.3、液相负荷上限线------------------------------- 237.4、漏液线--------------------------------------- 237.5、液相负荷下限线------------------------------- 259 辅助设备的计算及选型 ----------------------------- 269.1、裙座------------------------------------------- 269.2、吊柱------------------------------------------- 269.3、冷凝器的选择--------------------------------- 269.3、再沸器的选择--------------------------------- 2710 计算结果列表（参考资料）---------------------------- 28 附表：性能负荷图等------------------------------------- 29第1 节设计任务书题目：苯－乙苯双组分均相混合液常压精馏塔设计。
工艺条件及数据：⑴原料液量10000kg/h，含苯57%（质量分率，下同），料液可视为理想溶液；⑵馏出液含苯95%，残液含乙苯98%；⑶泡点进料。
操作条件：⑴常压操作；⑵回流液温度为塔顶蒸汽露点；⑶间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm2（绝压）; ⑷冷却水进口温度25C，出口温度50C；⑸设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。
设计成果：设计说明书一份设计图纸包括负荷性能图、塔盘布量图、浮阀塔（或筛板塔）工艺条件图2.1 塔设备的化工生产中的作用和地位塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。
它可使气（或汽）液或液液两相进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
可在塔设备中完成的常见操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法静制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，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，都有重大的影响。
据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。
因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。
2.2设计方案本设计任务为分离苯－乙苯双组分均相混合液。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏。
精馏过程的流程设计如下：如图 1 所示。
原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。
操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。
塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷 凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。
并将冷凝液借助重力作用 送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。
为了 使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。
产品槽和相应的 泵,有时还要设置高位槽。
且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计设计方案简介：设计中采用泡点进料，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，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1.5倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
加料方式采用直接流入塔内， 采用泡点进料，即热状态参数 q=1.0。
具体如下： 塔型的选择：本设计中采用筛板塔。
筛板塔的优点是结构比浮阀塔更简单，易于加工，造 价约为泡罩塔的60%，为浮阀塔的80%左右。
处理能力大，比同塔径的泡罩塔 可增加10〜15%。
塔板效率高，比泡罩塔高 15%左右。
压降较低。
缺点是塔板 安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。
设计的依据与技术来源：本设计依据于精馏的原理（即利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助 于多次部分汽化和部分冷凝使轻重组分分离），并在满足工艺和操作的要求，满 足经济上的要求，保证生产安全的基础上，对设计任务进行分析并做出理论计算。
和压力表） 以测量物流的各项参数制2.3 符号说明英文字母L s —液体体积流量，m3/h A a——塔板开孔区面积，m2n——筛孔数目A f——降液管截面积，m2P——操作压力，kPaA o——筛孔区面积，m2P ——气体通过每层筛板的压降，kPaA T——塔的截面积，m2T——理论板层数C——负荷因子，无因次t——筛孔的中心距，mC20——表面张力为20mN/m 的u——空塔气速，m/sd o——筛孔直径，m D——塔径，mu o'——液体通过降液体系的速度，m/se v—液沫夹带量，kg液/kg气R——回流比V s——气体体积流量，m/sR min ——最小回流比W e——边缘无效区宽度，mH T——塔板间距，mK——稳定系数H——板式塔高度，mH d——降液管内清夜层高度，m H F——进料处塔板间距，ml w———堰长，mL h——液体体积流量，m3/hM——平均摩尔质量，kg/kmol W d——弓形降液管高度，mT——-平均温度，CW s——破沫区宽度，m g——重力加速度，m/s2 F o——筛孔气相动触因子h l——出口堰与沉降管距离，mh e ――与平板压强相当的液柱高度，m希腊字母――筛板厚度，m――液体在降液管内停留时间，sh d――与液体流过降液管压强降粘度mPa・s相当的液柱高度密度，kg/m3h f--- 板上清液高度，m――表面张力，mN/mh o ― ― 降液管的底隙高度，m h ow——堰上液层高度，m H w——出口堰高度，mL ——液相V ――气相第3节物料衡算3.1进料组成：X F5778 0 .643057 43 7810695X D78 0.962795 578 1062XW78 0.02702 10678 106原料液的平均摩尔质量：M F = 0.6430 X 78 + (1— 0.6430)X 106 = 87.9963.2全塔的物料衡算：F= D+WF X F =D X D +W X W把已知数据带入上式，得113.64=D+W 113.64X 0.6430=D X 0.9627+WX 0.0270解得：D=74.8135 Kmol/h ,W=38.8265 Kmol/h3.3相对挥发度：Lgp10000 87.9960.6430查表得苯、乙苯的安托因常数如下:A B C苯 6.023 1206.35 220.24 乙苯6.0791421.91212.93则将常压P=101.325 KPa 代入①式，即可分别求得常压下苯的沸点为 80.0488C,乙苯的沸点为136.1520^0设计塔顶温度为露点温度t i ，塔釜温度为泡点温度t N o 所以：P 0由t i 计算的苯与乙苯的气液平衡常数 Ki --应满足归一方程工Xi/Ki=1P 0由t N 计算的苯与乙苯的气液平衡常数 Ki帀应满足归一方程工KiXi=10.0270 P 苯0.9730 巳苯1101.325101.325由 X D =0.9627, X W =0.0270 计算得：塔顶 t 1=855C 塔底 t N =1329C,苯乙苯85.5C（塔顶温度）饱和蒸汽压P o KPa 119.4920.62相对挥发度a 苯-乙苯5.7994.8C（进料温度）饱和蒸汽压P o KPa 156.2428.73相对挥发度a 苯-乙苯 5.44132.9C（塔釜温度） 饱和蒸汽压P oKPa404.5192.78相对挥发度a 苯-乙苯4.36 则：全塔平均相对挥发度a 苯-乙苯= （5.79 >5.44 436） 1/3=5.163.4理论塔板数和进料板确定理论板数确定:即:0.9627 101.3250.0373 101.325R min1 X D1 X F 1 X D 1 X F=0.25, 0.9627 1 0.0270 Lg -1 0.9627 0.0270Lg5.95=4.27取回流比 R 1.5R min 1.5 0.25 0.375根据吉利兰关系式:丫=0.75-0.75双0.5668得出：N=10.9，即实际理论塔板数为11 理论进料位置确定：假设精馏段塔板数为提馏段塔板数为Ns从而得出精馏段塔板数为5,提馏段塔板数为6,理论进料板为第5板3.5实际板数和实际进料位置确定 苯、乙苯在某些温度下的粘度由内差法求得在塔顶、进料、塔底温度下的粘度 ，如下表:5.160.96270.64305.161 0.9627 1 0.6430LgX DN min1 X D1 X WXWLgX=R Rm R 1Y=N Nm N 1N R 则，根据krikride 经验式：N S2 0.206Z HK , F X LK ,W W N RZ LK ,FX HK ,DD计算得出‘0.68N卩顶=0.2934 X D +0.3392 (X —X D ) =0.2951 m Pa • 卩底=0.1950 XC W +0.2377 (X — X W ) = 0.2365 m Pa s 卩进料=0.2688 X F +0.3140 X —X F )=0.2849m Pa s全塔效率 E T =0.49( a^ )-0.245 =0.4618N P = ± =11/0.4618 =24 块 E T即，实际塔板数为24计算实际塔板数 精馏段N P 精山511E T0.4618提馏段N p 提-13E T 0.4618实际加料板位置在第11块3.6精馏塔的气液负荷精馏段：M 塔顶=78XX D +106 X( 1-X D ) =78X 0.9627+106 X — 0.9627) = 79.04 g/mol M 进料=78XX F +106 X( 1 — X F ) =78X 0.6430+106 X — 0.6430) = 88.0 g/mol则，精馏段平均摩尔质量M M 塔顶M 进料8352 g/mol2精馏段平均温度t 眈 5 9°890 15 C2查得 90r 时，P 苯=792.5 Kg/m 3,p 乙苯=795.2 Kg/m 3p L =792.5 X D +795.2 (1 — X D ) =792.5 0.9627+795.2 (X — 0.9627)=792.6Kg/m 3塔顶塔釜进料30.2630mPa s101.325 83.52 8.314 (273 90.15)对精馏段进行物料衡算:V (R 1)D(0.375 1) 74.8135102.87kmol/hL RD 0.375 74.8135 28.06kmol/h提馏段:M 塔底=78XX W +106 (1-X W ) =78 X 0.0270+1060.0270) = 105.24 g/mol则，提馏段平均摩尔分数 M = (M 塔底+ M 进料)=96.62 g/mol 提馏段平均温度t 1329 948113.8 C2P ' =792.5X W +795.2 (1 — X W ) =792.5X 0.0270+795.2X (1 — 0.0270)=795.13Kg/m 3,PM101.32596.622.97 Kg/m 3VRT 8.314 (273 113.8)提馏段:V' V (1 q) F 102.87kmol/h求取操作线方程 精馏段操作线方程:提馏段操作线方程:PM RT32.73 Kg/m 3V M 3600 V 102.87 83.52 3600 2.73 0.8742 m 3/ SL M 3600 L28.06 83.52 3600 792.630.0010 m / SL' L qF28.06 113.64 141.70kmol/hV M 3600v102.87 96.62 3600 2.97 0.9296 m 3/ S3600141.70 96.623600 795.130.0048 m 3/ Sy n 1RX DR 1X nR 10.273X D0.7L' Wy m1G XmGX W1.377X m 0.0102第4节热量衡算4.1塔顶冷却水用量塔顶采用泡点回流，则计算回流温度t ' =810 查得苯、乙苯比热容和汽化热如下表：在塔顶855C 的汽化热丫苯=390 KJ/Kg ，丫乙苯=367 KJ/Kg ; 则，平均汽化热丫 = X D X 丫苯+ (1- X D )X 丫乙苯=389 KJ/Kg 比热容为 Cp 苯=1.92KJ/Kg.k , Cp 乙苯=1.95 KJ/Kg.k 则，平均比热容 Cp= X D X Cp 苯+ (1- X D )X Cp 乙苯=1.92馏出液 D 的质量 Q D =X D X D X M 苯 + (1- X D )X D X M 乙苯=5913.26Kg/h 回流液质量Q L =R*Q D =2217.47 Kg/h则冷凝器热负荷 Q= ( Q D +Q L )X 丫 + ( Q D +Q L )X CpXA T=(5913.26+2217.47) X 389+(5913.26+2217.47 X=3.23X 106 KJ/h水的比热容可认为 Cp 水=4.2 KJ/Kg.k 则，冷却水用量4.2塔釜饱和蒸汽用量由上表估算塔釜温度 132.9C 时汽化热丫苯=351.7 KJ/Kg ，丫乙苯=340.1 KJ/Kg 则，塔釜平均汽化热丫塔釜=X w X 丫苯+ (1- X w )X Y 乙苯=340.4 KJ/Kg 釜液的质量流量 Q W =10000-Q D =4086.74 Kg/h则，塔底再沸器的热负荷 Q 再沸器=Q w X Y 塔釜=340.4X4086.74=1.39X 106 KJ/h1.92 X(85.5-81.1)m 冷水QC p 水 ( t 出口 -t 进63.23 104.2 (50-25)43.08 10 Kg/h精馏段液体平均表面张力m（精）20.50 20.66220.58mN /m再沸器采用间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为 5kgf/cm2（绝压），即约490KPa 查得:可近似估算5kgf/cm2下的汽化热丫蒸汽 =2115.64KJ/kg ,密度p 蒸汽=2.6169 kg/m3则，所需蒸汽4.3液体平均表面张力n由公式m X i 进行计算i 1查得苯、乙苯在某些温度下的表面张力则，由内差法求得塔顶、进料、塔釜温度下苯与乙苯的表面张力如下:进料板表面张力m a0.6430 19.48 0.3730 21.39 20.50mN/m塔顶表面张力 価 0.9627 20.60 0.0373 22.35 20.66mN/m 塔底表面张力 価 0.027 14.99 0.973 17.53 17.46mN /mm 蒸汽V 蒸汽Q 再沸器6「39 104083.43kg/h塔釜m蒸汽 密度340.4 4083431560.41m 3/h2.6169第5节塔板工艺尺寸计算:5.1塔径计算式中 D -------- 塔径m ；V s ―― 塔内气体流量 m 3/s ； u ——空塔气速m/s 。
