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化⼯原理课程设计_苯-甲苯筛板精馏塔分离化⼯原理课程设计苯■甲苯连续精馏筛板塔的设计⽬录板式精馏塔设计任务书五设计计算 1.1设计⽅案的选定及基础数据的搜集 1.2精馏塔的物料衡算3.1.3精馏塔的⼯艺条件及有关物性数据的计算1.4精馏塔的塔体⼯艺尺⼨计算1.5塔板主要⼯艺尺⼨的计算1.6筛板的流体⼒学验算1.7塔板负荷性能图设计结果⼀览表板式塔得结构与附属设备5.1附件的计算5.1.1接管5.1.2冷凝器5.1.3再沸器5.2板式塔结构参考书⽬设计⼼得体会121718 21 243031 31 313334 34 36 36 .5.⼋附录38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。
通过课程设计，要求更加熟悉⼯程设计的基本内容，掌握化⼯单元操作设计的主要程序及⽅法，锻炼和提⾼学⽣综合运⽤理论知识和技能的能⼒，问题分析能⼒，思考问题能⼒，计算能⼒等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的⽓体混合物）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应⽤。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使⽓液两相多次直接接触和分离，利⽤液相混合物中各组分的挥发度的不同，使⼆板式精馏塔设计任务书、设计题⽬苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。
、设计任务（1）原料液中苯含量：质量分率=75%（质量），其余为甲苯。
（2）塔顶产品中苯含量不得低于98% （质量）。
(3) 残液中苯含量不得⾼于8.5 %(质量)。
⑷⽣产能⼒：90000 t/y 苯产品，年开⼯三、操作条件四、设计内容及要求(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(4) 编制设计结果概要或设计⼀览表 (5) 辅助设备选型与计算(6) 绘制塔设备结构图：采⽤绘图纸徒⼿绘制五、时间及地点安排(1) 时间：2011.6.20 ?2011.7.3(第 18 周?第 19周) ⑵地点：明德楼A318 (1)教室六、参考书⽬ [1]谭天恩？化⼯原理(第⼆版)下册?北京：化学⼯业出版社,[2] 何潮洪,冯霄?化⼯原理？北京：科学出版社，2001[3] 柴诚敬,刘国维？化⼯原理课程设计？天津：天津科学技术出版社，1994[4] 贾绍义,柴敬诚？化⼯原理课程设计？天津：天津⼤学出版社，2002310 天。
HUBEI UNIVERSITY FOR NATIONALITIES化工原理-化工设备机械基础课程设计设计题目苯-甲苯筛板精馏塔分离院系化学与环境工程学院专业化学工程与工艺指导老师谭老师、石老师日期 2013、1、4小组成员及任务分工一览表目录Abstract ................................................................................................................................... V I 引言. (1)第一章概述 (1)1.1板式精馏塔课程设计任务书 (2)1.2精馏塔设计方案的选定 (3)第二章精馏塔设计计算 (3)2.1物料计算 (3)2.1.1料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数 (3)2.1.2全塔总物料衡算 (4)2.2逐板法求理论板 (4)2.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (7)2.3.1以精馏段为例进行计算 (7)2.3.2以提馏段为例进行计算 (9)2.4精馏塔的塔体工艺尺度计算 (11)2.4.1精馏段塔径的计算 (11)2.4.2精馏段塔板主要工艺尺寸的计算 (13)2.4.3提馏段塔板主要工艺尺寸的计算。
(21)第三章板式塔得结构与机械设计 (29)3.1附件的计算 (29)3.1.1接管 (29)3.1.2冷凝器 (31)第四章热量衡算 (33)4.1 塔顶热量衡算 (33)4.2塔底热量衡算 (34)4.3 焓值衡算 (35)第五章设计结果汇总 (37)符号说明 (40)参考文献 (42)致谢 (42)摘要化工生产中所处理的物料，中间产物，粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质，生产中为了满足储存，运输，加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离较纯净或几乎纯态的物质。
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作, 利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。
苯甲苯筛板课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握苯和甲苯的基本化学性质，了解它们的分子结构及在筛板上的分离原理；2. 使学生了解筛板塔的结构特点、操作原理及其在工业中的应用；3. 引导学生掌握物质的沸点与分子间作用力的关系，理解苯和甲苯分离的物理依据。
技能目标：1. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，学会使用筛板塔进行物质的分离；2. 提高学生的实验操作技能，能够安全、规范地进行筛板塔实验操作；3. 培养学生通过实验数据分析问题、总结规律的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学实验的兴趣，激发他们探索未知、勇于实践的精神；2. 引导学生认识到化学知识在实际生产生活中的重要性，增强社会责任感；3. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标旨在使学生在掌握苯和甲苯基本性质的基础上，深入了解筛板塔的分离原理和应用，培养他们的实验操作技能和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，学生将能够具体、明确地了解苯甲苯筛板分离过程，为后续相关课程的学习打下坚实基础。
1. 苯和甲苯的基本性质：分子结构、物理性质、化学性质，重点分析二者沸点差异的原因；2. 筛板塔的结构与原理：介绍筛板塔的基本结构、操作原理及其在化工生产中的应用；3. 分离原理：讲解物质的沸点与分子间作用力的关系，分析苯和甲苯在筛板塔中的分离过程；4. 实验操作：演示筛板塔的搭建、操作流程，讲解实验注意事项，培养学生的实验操作技能；5. 数据分析：指导学生通过实验数据，分析苯和甲苯的分离效果，总结筛板塔操作规律。
教学内容安排和进度：第一课时：苯和甲苯的基本性质，筛板塔结构与原理；第二课时：分离原理，实验操作演示；第三课时：实验操作实践，数据分析与讨论。
教材章节及内容：第一章：有机化合物的基本性质，重点内容为苯和甲苯的性质；第二章：分离与纯化技术，重点内容为筛板塔的分离原理和操作方法；第三章：实验技能与数据处理，重点内容为实验操作技能培养及数据分析方法。
化工原理课程设计_苯甲苯筛板精馏塔分离化工原理课程设计——苯甲苯筛板精馏塔分离化工原理课程是化工专业基础课程之一，是培养化工工程师基本能力必不可少的课程。
课程设计是学生对所学知识的应用与创新，是理论与实践结合的重要环节。
本文主要介绍苯甲苯筛板精馏塔分离的课程设计。
一、课程设计背景苯甲苯是一种常见的有机化合物，用途广泛，但在生产过程中，由于它们在密度、沸点等性质上十分相似，所以在分离方面较为困难。
而苯甲苯的分离特别重要，因为它们分别是重要的化工原料和溶剂。
化工生产中普遍采用塔分离技术。
为了更好地、更高效地分离苯甲苯混合物，需要选择特定的精馏塔进行分离。
二、课程设计目标该课程设计旨在让学生了解筛板塔精馏的基本原理，掌握苯甲苯的分离技术和设备选择，加强实践能力，提高学生的实验技能和科研能力，从而更好地服务于实际生产。
三、课程设计内容1. 预实验通过文献查询，学生需要了解苯、甲苯等有机化合物的物化性质，包括密度、沸点、溶解度等。
在此基础上，先进行预实验，确定适宜的精馏塔和操作条件参数。
2.实验设计通过分析苯甲苯混合物的物理化学性质及性能，设计出筛板塔精馏分离的实验操作步骤，包括塔底物、顶料流量的确定，进塔温度、塔压力、回流比、输出速度等参数的确定，并根据实验结果进行分析。
3.实验操作将苯甲苯混合物注入到塔中，通过不断调整操作参数，掌握精馏过程中的控制精度，达到有效分离苯甲苯混合物的效果。
在实验中注意操作安全，例如防止静电产生等。
4.数据分析根据实验的数据结果，进行数据处理，比较不同条件下的精馏效果，分析影响分离效果的原因，总结经验，确定最佳的操作条件和筛板塔精馏分离的效果。
四、课程设计意义通过苯甲苯筛板精馏塔分离的课程设计，学生将会从理论和实践两个方面得到提升，这对他们在今后的工作和生活中将带来很大的帮助。
一方面，学生将学会如何准确地分析有机化合物的物理化学性质，更好地掌握塔分离的基本原理，为今后进一步研究有机化学分离提供参考；另一方面，学生将学习如何利用实验手段进行数据处理，提升实验技能，增强实践能力，从而更好地服务于实际生产。
天津商业大学食品科学与工程系化工原理课程设计说明书设计题目：分离苯—甲苯混合物3000kg/h的连续操作精馏装置设计者：班级：食品科学与工程1202班姓名：日期2014年12月30日设计指导人：签名：日期设计答辩成绩：答辩委员会：签名日期《化工原理课程设计》任务书一、设计题目：分离苯—甲苯混合物3000kg/h的连续操作精馏装置二、设计任务及操作条件1、设计任务生产能力（进料量）： 21.6 千吨／年（3000kg/h）操作周期： 300×24 =7200 小时／年进料组成： 50%（质量分率，下同）塔顶产品组成： 93%塔底产品组成：＜2%2、操作条件操作压力： 4kPa （塔顶表压）进料热状态： q=1 泡点进料回流比： R=1.5单板压降：≤0.7 kPa3、设备型式筛板式4、厂址天津地区目录一设计方案简介 (6)1、概述精馏原理 (6)2、精馏流程的确定 (7)3、操作压强的选择 (7)4、设计计算 (8)二精馏塔物料衡算 (12)1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (12)2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (12)3、物料衡算 (12)三塔板数的确定 (12)1、理论板层数N T的求取 (12)1. 1求最小回流比及操作回流比 (12)1. 2求精馏塔的气，液相负荷 (14)1. 3求操作线方程 (14)1. 4逐板法计算理论板数 (14)2、实际板层数的求取 (14)四精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14)1、操作压力计算 (14)2、操作温度计算 (15)3、平均摩尔质量计算 (15)4、平均密度计算 (16)5、液体平均表面张力计算 (17)6、液体平均粘度计算 (18)五精馏塔塔体工艺尺寸计算 (18)1、塔径的计算 (18)2、精馏塔有效高度计算 (20)六塔板主要工艺尺寸计算 (20)1、溢流装置计算 (20)1. 2溢流堰高度 (20)1. 3弓形降液管宽度W d和截面积A t (21)1. 4降液管底隙高度h0. (21)2、塔板布置 (22)2.1塔板的分块 (22)2.2边缘区宽度确定 (22)2.3开孔区面积计算 (22)2.4筛孔计算及其排列 (22)七筛板的流体力学验算 (23)1、塔板压降 (23)1.1干板阻力h c计算 (23)1.2气体通过液层的阻力h1计算 (24)1.3液体表面张力的阻力h计算 (24)2、液面落差 (25)3、液沫夹带 (25)4、漏液 (25)5、液泛............................................................................................................,.. (25)八塔板负荷性能图 (26)1、漏液线 (26)2、液沫夹带线 (27)3、液相负荷下限线 (27)4、液相负荷上限线 (28)5、液泛线 (28)九、总塔高、总压降 (30)十、板式塔的结构与附属设备 (30)十一、筛板塔设计计算结果摘要 (32)十二、对本设计的评述 (33)参考文献 (34)附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图） (35)一设计方案简介精馏是利用从塔底部上升的含轻组分蒸气，与从塔顶部回流的含重组分液体逆流接触，同时进行多次部分汽化和部分冷凝，使原料得到分离的过程。
化工原理课程设计苯—甲苯筛板塔分离目录第一章设计目的、要求以及内容........................... - 4 -1.1化工原理课程设计的目的与要求 ......................... - 4 -1.2化工原理课程设计的内容 ............................... - 5 -1.3安排与要求........................................... - 5 -第二章设计计算........................................ - 5 -2.1基础数据的汇总 ....................................... - 5 -2.1.1组分的物理性质 .................................. - 5 -2.1.2组分的饱和蒸汽压 ................................ - 5 -2.1.3组分的气液平衡数据（常温） ...................... - 5 -2.1.4纯组分的表面张力 ................................ - 5 -2.1.5组分的液相密度 .................................. - 5 -2.1.6组分的液体粘度 .................................. - 5 -2.1.7常压下苯-甲苯的气液平衡数据 ..................... - 5 -2.2工艺设计计算......................................... - 5 -2.2.1进料组成........................................ - 5 -2.2.2物料衡算........................................ - 5 -2.2.3回流比的确定 .................................... - 5 -2.2.4理论塔板数的确定 ................................ - 5 -2.2.5实际塔板数的确定 ................................ - 5 -2.3 精馏塔有关物性数据的计算............................ - 15 -2.3.1操作压力计算 ................................... - 5 -2.3.2操作温度的计算 ................................. - 5 - 2.3.3平均摩尔质量计算 ............................... - 5 - 2.3.4平均密度的计算 ................................. - 5 -2.3.5液体平均表面张力计算 .......................... - 18 - 2.4精馏塔体工艺尺寸的计算 .............................. - 19 -2.4.1塔径的计算 ..................................... - 19 - 第三章精馏段塔和塔板主要工艺尺寸计算................... - 21 -3.1精馏塔有效高度的计算 ................................ - 21 - 3.2溢流装置计算........................................ - 21 - 3.3塔板布置............................................ - 22 - 3.4筛板的流体力学验算 .................................. - 23 -3.4.1塔板压降....................................... - 23 -3.4.2气体通过每层塔板的液柱高度h ................... - 23 -p3.4.3液沫夹带量e v的验算............................. - 24 -3.4.4漏液的验算 ..................................... - 24 -3.4.5液泛验算....................................... - 24 - 3.5塔板负荷性能图 ...................................... - 24 -3.5.1 漏液线......................................... - 24 -3.5.2液沫夹带线 ..................................... - 25 -3.5.3液相负荷下限线 ................................. - 26 -3.5.4液相负荷上限线 ................................. - 26 -3.5.5液泛线......................................... - 26 -第四章板式塔得结构与附属设备.......................... - 28 -4.1附件的计算.......................................... - 28 -4.1.1接管........................................... - 28 -4.1.2冷凝器......................................... - 31 -4.1.3 再沸器......................................... - 31 -4.2 板式塔结构......................................... - 32 -第五章热量衡算...................................... - 33 -5.1热量衡算............................................ - 33 -5.1.1塔顶热量....................................... - 33 -5.1.2塔底热量....................................... - 34 -第六章设计结果汇总及参考文献........................... - 35 - 6.1设计结果一览表 ..................................... - 35 -6.2流程设计图......................................... - 36 -6.3精馏流程设计方案的确定 ............................. - 37 -6.4设计思路........................................... - 37 -6.4.1精馏方式的选定 ............................... - 38 -6.4.2加热方式 ..................................... - 38 -6.4.3操作压力的选取 ............................... - 38 -6.4.4回流比的选择 ................................. - 38 -6.4.5塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择.......... - 38 -6.6.6板式塔的选择 ................................. - 38 - 6.4 参考书目............................................... - 39 -第一章设计目的、要求以及内容1.1化工原理课程设计的目的与要求通过理论课的学习和生产实习，学生已经掌握了不少理论知识和生产实际知识，对于一个未来的工程技术人员来说，如何运用所学的知识去分析和解决实际问题是至关重要的，本课程设计的目的也是如此。
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。
化工原理课程设计——板式精馏塔的设计院系：化工学院班级：XXX老师：XX序号：X姓名：XX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。
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）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应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，按操作压力还可分为常压、加压和减压蒸馏，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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，需设计一板式塔将其分离。
目录一、板式精馏塔课程设计任务书 (3)(一)、设计题目： (3)(二)、设计参数 (3)(三)、设计内容 (4)二、设计计算 (4)1、设计方案的选定及基础数据的搜集 (4)2、精馏塔的物料衡算 (6)3、塔板数的确定 (7)4、精馏塔的工艺条件及相关物性数据的计算 (8)5、气液负荷计算 (12)6、精馏塔的塔体工艺尺寸计算(一) 塔径的计算 (13)7、筛板的流体力学验算 (17)8、塔板负荷性能图 (20)三、设计结果汇总一览表 (27)四、精馏塔的附属设备与接管尺寸的计算（略） (28)五、设计心得体会 (28)七、参考书目 (32)八、附录 (32)【1】苯——甲苯连续精馏过程板式精馏塔示意图 (32)【2】苯——甲苯精馏控制工艺流程图 (32)【3】苯——甲苯温度组成(T-X(Y))图 (33)一、板式精馏塔课程设计任务书(一)、设计题目：苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。
化工原理课程设计分离苯_甲苯连续精馏筛板塔--分离苯—甲苯连续精馏筛板塔序言课程设计是“化工原理”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差不多知识来解决某一设计任务的一次训练，在整个教学打算中它起着培养学生独立工作能力的重要作用。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，精馏过程在能量剂驱动下，使气液两相多次直截了当接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
按照生产上的不同要求，精馏操作能够是连续的或间歇的，有些专门的物系还可采纳衡沸精馏或萃取精馏等专门方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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，采纳连续操作方式，需设计一板式塔将其分离。
分离苯和甲苯，能够利用二者沸点的不同，采纳塔式设备改变其温度，使其分离并分不进行回收和储存。
目录化工原理课程设计任务书 (6)1、设计题目 (6)2、设计任务 (6)3、设计条件 (6)二、精馏塔的物算 (6)1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (6)2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (6)3、物料衡算 (7)三、塔板数的确定 (7)1、理论板层数NT 的求取 (7)2、实际板层数的求取 (10)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的运算 (10)1、操作压力运算 (11)2、操作温度运算 (11)3、平均摩尔质量运算 (12)4、平均密度运算 (13)5、液体平均表面张力运算 (14)6、液体平均粘度运算 (15)五、精馏塔塔体工艺尺寸运算 (17)1、塔径的运算 (17)2、精馏塔有效高度运算 (19)六、塔板要紧工艺尺寸运算 (19)1、溢流装置运算 (19)2、塔板布置 (20)七、筛板的流体力学验算 (23)1、塔板压降 (23)2、液面落差 (24)3、泡沫夹带 (24)4、漏液 (25)5、液泛 (25)八、塔板负荷性能图 (28)1、漏液线 (28)2、液沫夹带线 (29)3、液相负荷下限线 (29)4、液相负荷上限线 (30)5、液泛线 (30)九、设计结果一览表 (37)十、附录 ....................................................................................................................... (3 8) 十一、要紧物性数据 (40)十二、个人心得体会及改进意见 (43)化工原理课程设计任务书1、 设计题目：筛板式精馏塔设计2、 设计任务：试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔。
化工原理课程设计–––––板式精馏塔的设计姓名单素民班级 1114071学号 *********指导老师刘丽华河南城建学院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。
通过课程设计，要求更加熟悉工程设计的基本内容，掌握化工单元操作设计的主要程序及方法，锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力，问题分析能力，思考问题能力，计算能力等。
精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）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应用。
精馏过程在能量剂驱动下（有时加质量剂），使气液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各组分的挥发度的不同，使易挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移，实现原料混合液中各组分的分离。
根据生产上的不同要求，精馏操作可以是连续的或间歇的，有些特殊的物系还可采用衡沸精馏或萃取精馏等特殊方法进行分离。
本设计的题目是苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计，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，需设计一板式塔将其分离。
目录一、化工原理课程设计任书 (3)二、设计计算 (3)1.设计方案的确定 (3)2.精馏塔的物料衡算 (3)3.塔板数的确定 (4)4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8)5.精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (10)6.塔板主要工艺尺寸的计算 (11)7.筛板的流体力学验算 (13)8.塔板负荷性能图 (15)9.接管尺寸确定 (30)二、个人总结 (32)三、参考书目 (33)（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：物料处理量： 7万吨／年进料组成： 37％苯，苯-甲苯常温混合溶液（质量分率，下同）分离要求：塔顶产品组成苯≥95％塔底产品组成苯≤6%2、操作条件平均操作压力： 101.3 kPa平均操作温度：94℃回流比：自选单板压降： <=0.9 kPa工时：年开工时数7200小时化工原理课程设计三、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。
对选定的工艺流程，主要设备的形式进行简要的论述。
2、主要设备工艺尺寸设计计算（1）收集基础数据（2）工艺流程的选择（3）做全塔的物料衡算（4）确定操作条件（5）确定回流比（6）理论板数与实际板数（7）确定冷凝器与再沸器的热负荷（8）初估冷凝器与再沸器的传热面积（9）塔径计算及板间距确定（10）堰及降液管的设计（11）塔板布置及筛板塔的主要结构参数（12）塔的水力学计算（13）塔板的负荷性能图（14）塔盘结构（15）塔高（16）精馏塔接管尺寸计算3、典型辅助设备选型与计算（略）包括典型辅助设备（换热器及流体输送机械）的主要工艺尺寸计算和设备型号规格的选定。
4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图6、设计评述四、参考资料《化工原理课程设计》天津大学化工原理教研室，柴诚敬刘国维李阿娜编；《化工原理》（第三版）化学工业出版社，谭天恩窦梅周明华等编；《化工容器及设备简明设计手册》化学工业出版社，贺匡国编；《化学工程手册》上卷化学工业出版社，化工部第六设计院编；《常用化工单元设备的设计》华东理工出版社。
二、设计计算1.设计方案的选定及基础数据的搜集本设计任务为分离苯一甲苯混合物。
由于对物料没有特殊的要求，可以在常压下操作。
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人精馏塔内。
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。
塔底设置再沸器采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
其中由于蒸馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，热效率比较低，但塔顶冷凝器放出的热量很多，但其能量品位较低，不能直接用于塔釜的热源，在本次设计中设计把其热量作为低温热源产生低压蒸汽作为原料预热器的热源之一，充分利用了能量。
塔板的类型为筛板塔精馏，筛板塔塔板上开有许多均布的筛孔，孔径一般为3~8mm，筛孔在塔板上作正三角形排列。
筛板塔也是传质过程常用的塔设备，它的主要优点有：(１) 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。
(２) 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。
(３) 塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。
(４) 压降较低，每板压力比泡罩塔约低30％左右。
筛板塔的缺点是：(１) 塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。
(２) 操作弹性较小(约2～3)。
(３) 小孔筛板容易堵塞。
下图是板式塔的简略图表1 苯和甲苯的物理性质项目 分子式分子量M 沸点（℃） 临界温度t C（℃） 临界压强P C （kPa ） 苯A 甲苯BC 6H 6C 6H 5—CH 3 78.11 92.1380.1 110.6288.5 318.576833.4 4107.7表2 苯和甲苯的饱和蒸汽压温度C 080.1 85 90 95 100 105 110.6 0A P ,kPa 0B P ，kPa101.33 40.0116.9 46.0135.5 54.0155.7 63.3179.2 74.3204.2 86.0240.0表3 常温下苯—甲苯气液平衡数据（[2]：8P 例1—1附表2）温度C 080.1 85 90 95 100 105 110.6 液相中苯的摩尔分率 汽相中苯的摩尔分率1.0001.000 0.7800.900 0.5810.777 0.4120.630 0.258 0.4560.130 0.262 0 0表4 纯组分的表面张力([1]：378P 附录图7)温度 80 90 100 110 120 苯，mN/m21.22018.817.516.2甲苯，Mn/m 21.7 20.6 19.5 18.417.3 表5 组分的液相密度([1]：382P 附录图8) 温度(℃) 80 90 100 110 120 苯,kg/3m 甲苯,kg/3m 814 809 805801 791791778 780763 768 表6 液体粘度µL （[1]：365P ）温度(℃) 80 90 100 110 120 苯（mP a .s ）甲苯（mP a .s ） 0.3080.3110.279 0.2860.255 0.2640.233 0.2540.215 0.228表7常压下苯——甲苯的气液平衡数据2 精馏塔的物料衡算(1) 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量0.37/78.110.4090.37/78.110.63/92.13F x ==+ 0.9778.110.9570.9578.110.0592.13D x ==+0.0678.110.0070.0678.110.9492.13W x ==+（2）原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量0.40978.110.59192.1386.39F M kg kmol =⨯+⨯= 0.95778.110.04392.1378.71D M kg kmol =⨯+⨯= 0.07078.110.93092.1391.96W M kg kmol =⨯+⨯=（3）物料衡算原料处理量70000000121.5486.39*7200F kmol h ==总物料衡算 121.54=D ＋W苯物料衡算 121.54×0.409＝0.957D ＋0.070 W 联立解得 D ＝42.99 kmol ／h W=69.55 kmol ／h式中 F------原料液流量 D------塔顶产品量 W------塔底产品量3 塔板数的确定（1）理论板层数N T 的求取苯一甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。
①由手册查得苯一甲苯物系的气液平衡数据，绘出x ～y 图，见下图②求最小回流比及操作回流比。
采用作图法求最小回流比。
在上图中对角线上，自点e （0.409,0.409）作垂线ef 即为进料线(q 线)，该线与平衡线的交点坐标为q y ＝0.567 , q x ＝0.346故最小回流比为min 0.9570.5671.460.5670.346q q D qx y R y x --===--取操作回流比为min 2 2.92R R == ③求精馏塔的气、液相负荷2.9242.99125.53L R D =⨯=⨯=kmol h(1) 3.9242.99168.52V R D kmol h =+=⨯='(1)(1)(2.921)42.99168.52/V R D q F kmol h =+--=+⨯= (泡点进料：q=1) ' 2.9242.991121.53238.06/L RD qF kmol h =+=⨯+⨯=④求操作线方程 精馏段操作线方程为10.7490.244211D n n n x Ry x x R R +=+=+++ 提馏段操作线方程为 '1'' 1.4120.092m m w m L Wy x x x V V+=-=-（2）逐板法求理论板又根据min (1)1[]11d D F fx x R x x α-=-α-- 可解得 α=2.475 相平衡方程 2.4751(1)1 1.475x xy x xαα==+-+1D y x = = 0.957 1111111(1) 2.475(1)y y x y y y y ==+α-+-=0.901211110.7450.24420.915d x Ry x R R x =+++=+= 22220.813(1)y x y y ==+2.475- 320.7450.24420.850y x =+= 3333(1)y x y y ==+2.475-0.696430.7450.24420.763y x =+= 44440.565(1)y x y y ==+2.475-540.7450.24420.665y x =+= 55550.420(1)y x y y ==+2.475-650.7450.24420.557y x =+= 66660.337(1)y x y y ==+2.475-因为6x ＜f x 精馏段理论板 n=5'160.337x x == ''211.4120.0290.447y x =-= 222''2''0.246(1)y x y y ==+2.475- ''321.4120.0290.318y x =-= 333''3''0.159(1)y x y y ==+2.475- ''431.43340.0330.195y x =-= 444''4''0.089(1)y x y y ==+2.475- ''541.4120.0290.097y x =-= 555''5''0.042(1)y x y y ==+2.475-<w x 所以提留段理论板 n=4全塔效率的计算（查表得各组分黏度1μ=0.269，2μ=0.277）12(1)0.4090.269(10.409)0.2770.274m F F x x μμμ=+-=⨯+-⨯=0.170.616lg T m E μ=-=0.170.616lg0.27452%-≈捷算法求理论板数min 11/ln {ln[()()]}19.89818.8981W D m D Wx x N x x α-=-=-=-由公式 0.5458270.5914220.002743/Y X X =-+min 2.92 1.460.3741 3.92R R X R --===+代入 Y=0.488 由min0.3165,102N N N N -==+min,1111/ln {ln[()()]}1 4.92551D FD Fx x N x x α-=-=≈-0.97410.241.14ln[()()]1 4.44510.9740.24-=-=≈-精馏段实际板层数5/0.52=9.6≈10, 提馏段实际板层数4/0.52=7.69≈8进料板在第11块板4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（1）操作压力计算 塔顶操作压力D P ＝ 93.2 kPa塔底操作压力w P =109.4 kPa 每层塔板压降 △P ＝0.9 kPa进料板压力F P ＝93.2＋0.9×10＝102.2kPa精馏段平均压力 P m ＝（93.2＋102.2）／2＝97.7 kPa 提馏段平均压力P m =（109.4+102.2）/2 =105.8 kPa （2）操作温度计算依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯、甲苯的饱和蒸气压由安托尼方程计算，计算过程略。
