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《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。
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。
化工原理课程设计苯-甲苯精馏塔本次化工原理课程设计历时两周，是学習化工原理以来第一次独立的工业设计。
化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形；理解计算机辅助设计过程，利用编程使计算效率提高。
在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性和经济合理性。
在短短的两周里，从开始的一头雾水，到同学讨论，再进行整个流程的计算，再到对工业材料上的选取论证和后期的程序的编写以及流程图的绘制等过程的培养，我真切感受到了理论与实践相结合中的种种困难，也体会到了利用所学的有限的理论知识去解决实际中各种问题的不易。
我们从中也明白了学无止境的道理，在我们所搜寻至的很多参考书中，很多的科学知识就是我们从来没碰触至的，我们对事物的介绍还仅限于皮毛，所学的知识结构还很不健全，我们对设计对象的认知还仅限于书本上，对实际当中事物的方方面面包含经济成本方面上考量的还很比较。
在实际计算过程中，我还发现由于没有及时将所得结果总结，以致在后面的计算中不停地来回翻查数据，这会浪费了大量时间。
由此，我在每章节后及时地列出数据表，方便自己计算也方便读者查找。
在一些应用问题上，我直接套用了书上的公式或过程，并没有彻底了解各个公式的出处及用途，对于一些工业数据的选取，也只是根据范围自己选择的，并不一定符合现实应用。
因此，一些计算数据有时并不是十分准确的，只是拥有一个正确的范围及趋势，而并没有更细地追究下去，因而可能存在一定的误差，影响后面具体设备的选型。
如果有更充分的'时间，我想可以进一步再完善一下的。
通过本次课程设计的训练，使我对自己的专业存有了更加感性和理性的重新认识，这对我们的稳步学習就是一个较好的指导方向，我们介绍了工程设计的基本内容，掌控了化工设计的主要程序和方法，进一步增强了分析和化解工程实际问题的能力。
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。
《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。
3、设备型式：筛板塔三、设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。
摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。
2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。
3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。
4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。
本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。
关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................... 1 1 文献综述 .................................................................... 3 1.1概述 ....................................................................... 3 1.2方案的确定及基础数据 ....................................................... 3 2 塔物料衡算 .................................................................. 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................... 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ....................................... 6 2.3物料衡算 ................................................................... 6 3 塔板数的确定 ................................................................ 6 3.1理论板层数T N 的求取 ........................................................ 6 3.2求精馏塔气液相负荷 ......................................................... 7 3.3操作线方程 ................................................................. 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ..................................................... 8 3.5全塔效率T E 估算 (8)3.6际板数 ..................................................................... 9 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安托尼方程计算 ............................................................ 10 4.3平均摩尔质量计算 .......................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................. 11 4.5液体平均表面力计算 ........................................................ 12 4.6液体平均粘度计算 .......................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 .................................................... 15 塔径的计算 .................................................................... 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 16 6.1溢流装置计算 .. (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管pd (32)10.4回流管Rd (32)10.5再沸返塔蒸汽管v11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。
苯和甲苯精馏塔课程设计简介本文旨在介绍苯和甲苯精馏塔的设计方案。
苯和甲苯是工业上重要的有机化学物质，它们的精馏分离是工业上的常见操作。
本文将介绍苯和甲苯的物性参数、塔设计流程以及模拟计算过程。
物性参数苯的密度为 1.045g/cm³，沸点为80.1℃，甲苯的密度为0.867g/cm³，沸点为139.1℃。
对于本设计，需要知道苯和甲苯的汽液平衡常数和相对挥发度。
汽液平衡常数是指在一定温度下，液相和气相中物质浓度的比例关系，它是塔设计的关键参数。
相对挥发度则是指两种组分在液相中的蒸气压比值，是计算汽液平衡常数的必要参数。
塔设计流程苯和甲苯的精馏分离可以采用塔式设备，它是一种常见的分离设备。
塔设计的流程分为以下几个步骤：1. 确定进料组成和塔顶组成。
这是塔设计的基础，进料组成和塔顶组成决定了塔的操作条件和输出产品的质量。
2. 估算塔的理论板数。
理论板数是指在理想状态下，需要多少个塔板才能完成分离。
估算理论板数是塔设计的关键步骤，它涉及物性参数和操作条件。
3. 选择填料类型和填料高度。
填料是塔内部的一种结构，它能够增加液相和气相之间的接触面积，从而增加精馏效率。
填料的选择和高度决定了塔的性能。
4. 确定塔的尺寸。
塔的尺寸包括直径、高度和塔板间距等参数。
这些参数是根据填料类型、操作条件和理论板数等因素来确定的。
5. 进行塔的模拟计算。
模拟计算是为了验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
模拟计算苯和甲苯的精馏塔设计需要进行模拟计算，以验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
在计算机程序中，可以采用化工流程模拟软件来进行塔设计。
这些软件可以模拟塔的运行过程，包括传热、传质和反应等过程。
通过这些软件，可以得到塔的操作条件和输出结果。
在实验中，可以采用塔的模型进行实验。
塔的模型是一种缩小的实验装置，它可以模拟塔的运行过程。
实用标准文档化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计聊城大学目录一序言 (3)二板式精馏塔设计任务书五 (4)三设计计算 (5)1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5)1.2 精馏塔的物料衡算 (7)1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12)1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)1.6 筛板的流体力学验算 (20)1.7 塔板负荷性能图 (23)四设计结果一览表 (29)五板式塔得结构与附属设备 (30)5.1附件的计算 (30)5.1.1接管 (30)5.1.2冷凝器 (32)5.1.3 再沸器 (32)5.2 板式塔结构 (33)六参考书目 (35)七设计心得体会 (35)八附录 (37)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。
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。
化工原理课程设计：苯与甲苯精馏塔简介本文主要探讨化工原理课程设计中的苯与甲苯精馏塔。
通过对苯和甲苯进行精馏分离，我们可以获得纯度较高的苯和甲苯产品。
在本文中，我们将从以下几个方面展开讨论：1.背景和目的2.设计流程3.塔设计4.精馏原理5.实验操作6.结果和讨论背景和目的苯和甲苯是常用的工业化学品，广泛应用于加工、涂料、塑料等行业。
苯和甲苯在某些工艺中需要纯度较高，因此需要进行精馏分离。
本课程设计旨在设计一个能有效分离苯和甲苯的精馏塔。
设计流程为了设计一个合适的苯与甲苯精馏塔，我们需要进行以下几个步骤：1.确定原料2.确定塔的类型和结构3.进行塔的热力学计算4.进行实验验证塔设计塔是精馏过程中最关键的组件之一，它可以通过蒸汽冷凝回收馏分。
在苯和甲苯的精馏中，一般采用板式塔。
塔类型在板式塔中，我们可以选择不同的塔类型，如：•始料塔•落料塔•浓差塔•强化塔塔结构塔的结构包括：1.塔筒：用于装载填料或板2.助塔装置：用于改善塔内气液分布精馏原理精馏是利用不同物质的沸点差异进行分离的过程。
在苯与甲苯的精馏过程中，由于苯和甲苯的沸点差异较大，可以有效地进行分离。
实验操作进行苯与甲苯精馏的实验时，我们需要注意以下几个操作步骤：1.准备好实验所需设备和试剂2.开启冷却水，确保设备冷却3.将苯和甲苯加入精馏塔中4.开启加热源，控制温度5.收集馏出的苯和甲苯样品结果和讨论通过实验操作，我们可以得到苯和甲苯的纯度和收率。
根据实验结果，我们可以评估精馏塔的效果，并对塔的设计进行改进。
在进行课程设计时，我们要求学生深入了解苯与甲苯的精馏原理，并通过实验进行验证。
此外，在设计塔的结构和操作过程时，也需要考虑到实际工业生产的要求。
通过本次课程设计，学生不仅能够更好地理解化工原理，还能够培养实验操作和实际问题解决能力。
这对于他们将来的工作和研究具有重要意义。
总结起来，本文对苯与甲苯精馏塔的设计和实验操作进行了详细的讨论。
从背景和目的到实验结果和讨论，我们提供了一个全面的指导，希望能对读者有所帮助。
化工原理课程设计指导老师：伟良学生：曾喜凤王梓学号： 11 15年级： 2012级专业：化学工程与工艺队伍名称： Only one 设计题目：甲苯-乙苯的精馏工艺2014 年 12 月 04 日目录化工原理课程设计任务书............................................................. ................- 1 -前言 ............................................................ ...................................................- 2 -第一章流程确定和说明 ............................................................ ..................- 3 -1.1. 进料状况............................................................. ......................................- 3 -1.2. 塔顶冷凝方式............................................................. .............................- 3 -1.3. 加热方式............................................................. ......................................- 3 -1.4. 再沸器型式............................................................. .................................- 3 -第二章精馏塔的设计计算............................................................. ...............- 5 -一操作条件与基础数据 ............................................................ ..................- 5 -2.1.1. 操作压力 ............................................................ ................................ - 5 -2.1.2. 气液平衡关系及平衡数据 ............................................................... - 5 -2.1.3. 相对挥发度的计算 ............................................................ ............... - 7 -2.1.4. 最小回流比及操作回流比的确定 .................................................. - 8 -二精馏塔的工艺计算............................................................. ........................- 8 -2.2.1. 热量衡算 ............................................................ ................................ - 8 -2.2.2. 理论塔板数的计算............................................................. .............. - 13 -2.2.3. 全塔效率的估算............................................................. ...................- 14 - 2.2.4. 实际塔板数 ............................................................ ..........................- 16 -三.精馏塔主要尺寸的设计计算............................................................. ..... - 16 -2.3.1. 塔和塔板设计的主要依据和条件 .................................................- 16 -2.3.2. 塔体工艺尺寸的计算 ............................................................ ..........- 22 -2.3.3 筛板塔工艺尺寸计算与选取............................................................- 23 -2.3.4 筛板的流体力学验算 ............................................................ ...........- 27 -四.塔板负荷性能图 ............................................................ ........................ - 29 -2.4.1 液相下限线 ............................................................ ...........................- 29 -2.4.2 液相上限线 ............................................................ ...........................- 30 -2.4.3 漏液线 ............................................................ ....................................- 30 -2.4.4 液沫夹带线 ............................................................ ...........................- 31 -2.4.5 液泛线 ............................................................ ....................................- 32 -2.4.6 操作弹性 ............................................................ ................................- 34 -第三章辅助设备及主要附件的选型设计 ...............................................- 36 -3.1 冷凝器的选择............................................................. ............................- 36 -3.1.1 确定流体进入的空间............................................................. ............- 36 -3.1.2 就算平均值的传热温差............................................................. ........- 36 -3.1.3 选k值估算传热面积............................................................. ..............- 36 -3.1.4 初选换热器的规格............................................................. ................- 36 -3.2 再沸器的选择............................................................. ........................... - 403.3 预热器的选择............................................................. ........................... - 433.4 塔顶蒸汽出口管 ............................................................ .......................- 44-3.4.1 进料管径 ............................................................ ................................- 44-3.4.2 回流管管径 ............................................................ ...........................- 44 -3.4.3 塔顶出料管管径 ............................................................ ...................- 44-3.4.4 塔顶蒸汽接管直径 ............................................................ ...............- 45-3.4.4 塔底出料管直径 ............................................................ ...............- 453.5 储罐的设计............................................................. ................................- 46-3.6 泵的选型计算............................................................. ............................- 49 -3.7 手孔、裙座等附件设计............................................................. .............- 53-3.8 精馏塔实际高度计算与设计 ..............................................................- 54 -第四章设计结果的自我总结与评价........................................................ -55 - 4.1 设计结果的自我总结与评价 ............................................................. - 554.2 精馏塔主要工艺尺寸与主要设计参数汇总表 (56)附录............................................................. ................................................... - 57-一、符号说明............................................................. ..................................... - 57-二、参考文献............................................................. ..................................... - 58化工原理课程设计任务书（2012级）一、设计题目生产过程中欲建立一座乙苯回收塔，分离甲苯与乙苯形成的混合物，其组成为甲苯30%、乙苯70%（摩尔分率），拟采用板式精馏塔，以对其进行精馏分离，塔顶得到含甲苯≧99.6%（摩尔分率）的甲苯。
甲苯乙苯的精馏工艺课程设计1. 引言甲苯和乙苯是两种常用的有机溶剂，在化工领域中广泛应用。
为了获得高纯度的甲苯和乙苯，常常需要进行精馏分离。
本课程设计旨在设计一种有效的甲苯乙苯精馏工艺，使得在给定条件下可以获得高纯度的甲苯和乙苯。
2. 精馏原理精馏是一种通过不同挥发性的组分之间的汽液相平衡来实现分离的过程。
在甲苯乙苯的精馏中，根据它们的沸点差异，甲苯和乙苯可以通过温度控制使其先后分离出来。
3. 设计步骤3.1 确定流程图根据精馏原理和工艺要求，可以绘制出以下精馏工艺流程图：graph TD;A(混合物)-->B(加热器)B-->C(精馏塔)C-->D(冷凝器)D-->E(收集甲苯)D-->F(收集乙苯)3.2 确定工艺参数根据产品要求和原料特性，需要确定如下工艺参数：•进料温度•精馏塔顶部温度•精馏塔底部温度•冷凝器温度•再沸器温度•丰度等这些参数需要根据产品要求和实际情况进行合理的选择和确定。
3.3 确定设备设计根据流程图和工艺参数，需要进行设备的设计和选择。
主要包括加热器、精馏塔、冷凝器和再沸器等设备。
根据实际情况，可以选择合适的设备类型、规格和数量。
3.4 进行热力计算在设备的设计过程中，需要进行热力计算。
主要包括物料的热平衡计算和热交换计算等。
根据产品要求和能源消耗等要求，进行合理的热力计算和优化。
3.5 优化工艺条件根据实际情况，可以对工艺参数和设备设计进行优化。
主要包括提高分离效率、降低能耗和减少投资等。
通过改进工艺条件和设备设计，可以获得更好的经济和生产效益。
4. 结论本课程设计旨在设计一种高效的甲苯乙苯精馏工艺，通过合理的工艺参数选择、设备设计和优化，可以获得高纯度的甲苯和乙苯产品。
同时，也需要考虑到安全和环保等方面的要求，以确保生产过程的安全和可持续发展。
以上是甲苯乙苯的精馏工艺课程设计的简要内容，更详细的设计和计算过程需要根据实际情况进行进一步研究和分析。
化工原理课程设计--苯—甲苯精馏塔的设计化工原理课程设计题目：苯—甲苯精馏塔的设计专业：应用化工技术姓名：刘亚威指导教师：苏明阳河南工业职业技术学院2013年1月4日目录前言--------------------------------------------------------------3任务书-----------------------------------------------------------4一.理论依据---------------------------------------------------------4二.工艺计算过程1设计方案的确定-----------------------------------------------------7 2精馏塔的物料衡-----------------------------------------------------73.塔板数的确定-------------------------------------------------------84.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算---------------------85.精馏段气液负荷计算---------------------------------------------106、塔和塔的主要工艺尺寸计算----------------------------------117.筛板的流体力学验算---------------------------------------------158.塔板负荷性能图---------------------------------179. 精馏塔的附属设备及接管尺寸--------------------------------21三.参考文献----------------------------------------------------------------21前言化工原理课程设计是高等学校的一门专业必修课,通过本课程学习,有利于培养学生的独立工作、独立思考和运用所学知识解决实际工程技术问题的能力,是提高学生综合素质,使大学生向工程师转化的一个重要的教学环节。
大庆师范学院《化工原理》课程设计说明书苯-甲苯精馏塔的设计 化学化工学院化工2班 2010年7月6日设计题目 学生姓名指导老师学 院 专业班级 完成时间大庆师范学院本科学生化工原理课程设计任务书设计题目 ____________________ 苯-甲苯精馏塔的设计___________________________________________ 系（院）、专业、年级_________ 化学化工学院化学工程与工艺07化工二班_______________________ 学生姓名 __________________________ 学号200701030639 ____________________指导教师姓名 _____________________ 下发日期2010年6月21日《化工原理》课程设计成绩评定表说明:评定成绩分为优秀(90-100),良好(80-89),中等(70-79),及格(60-69)和不及格(<60)目录第一节设计概述 (1)1.1 精馏操作对塔设备的要求 (1)1.2 板式塔类型 (1)1.2.1 筛板塔 (1)1.2.2 浮阀塔 (1)1.3 精馏塔的设计步骤 (2)第二节设计方案的确定 (3)2.1 操作条件的确定 (3)2.1.1 操作压力 (3)2.1.2 进料状态 (3)2.1.3加热方式 (3)2.1.4 冷却剂与出口温度 (3)2.1.5热能的利用 (3)2.2 确定设计方案的原则 (4)2.2.1 满足工艺和操作的要求 (4)2.2.2 满足经济上的要求 (4)2.2.3 保证安全生产 (4)第三节精馏塔的物料衡算 (5)3.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (5)3.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.3 物料衡算 (5)第四节塔板数的确定 (7)4.1 理论版层数N T 的求取 (7)4.2 实际板层数的求取 (8)第五节塔的工艺条件及物性数据计算 (9)5.1 操作压力的计算 (9)5.2 操作温度计算 (9)5.3 平均摩尔质量计算 (10)5.4 平均密度计算 (11)5.4.1 精馏段气、液相平均密度计算 (11)5.4.2 提馏段气、液相平均密度计算 (12)5.5 液体平均表面张力计算 (12)5.6 液体平均粘度计算 (13)第六节精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)6.1 塔径的计算 (16)6.2 精馏塔有效高度的计算 (17)第七节塔板主要工艺尺寸的计算 (19)7.1 溢流装置计算 (19)7.1.1 堰长l W (19)7.1.2 溢流堰高度h W (19)7.1.3 弓形降液管宽度Wd和截面积 A f (20)7.1.4 降液管底隙高度h0 (20)7.2 塔板布置 (21)7.2.1 塔板的分块 (21)7.2.2 边缘区宽度确定 (21)7.2.3 开孔区面积计算 (21)7.2.4 筛孔计算及其排列 (22)第八节筛板流体力学验算 (23)8.1 塔板压降 (24)8.1.1干板阻力h c计算 (24)8.1.2气体通过液层的阻力h l计算 (24)8.1.3液体表面张力的阻力h计算 (25)8.2 液面落差 (25)8.3 液沫夹带 (25)8.4 漏液 (26)8.5 液泛 (27)第九节塔板负荷性能图 (28)9.1 漏液线 (28)9.2 液沫夹带线 (29)9.3 液相负荷下限线 (31)9.4 液相负荷上限线 (31)9.5 液泛线 (32)设计结果一览表 (36)参考文献 (38)设计评述及后记 (39)第一节设计概述1.1 精馏操作对塔设备的要求精馏所进行的是气（汽）、液两相之间的传质，而作为气（汽）、液两相传质所用的塔设备，首先必须要能使气（汽）、液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。
苯乙苯精馏塔课程设计
课程设计题目：苯乙苯精馏塔设计
一、设计目标：
设计一座苯乙苯精馏塔，使得苯乙苯可以被高效分离和提纯。
二、设计要求：
分离苯和乙苯，使其纯度分别达到99.5%以上。
设计最大处理量为1000L/h。
设计塔的有效高度为8m。
塔的操作压力为常压。
确定塔的塔板数。
三、设计步骤：
确定苯乙苯体系的物理化学性质和相图，以此为基础进行设备的设计。
确定理论板数和实际板数，并进行板型和塔板间距的设计。
根据设计要求和塔板数确定塔径、塔高、塔板布置方案等。
进行热力计算和传热计算，确定进出口温度、进出口流量等参数。
确定塔内流动状态，考虑塔板的液体深度、液面高度、气液流量比等参数。
确定塔内冷却方式和冷却剂的类型、流量等参数。
进行节能设计，优化设计方案，降低运行成本。
进行安全性设计，确保设备安全可靠、易于维护和操作。
四、设计成果：
设计图纸：包括苯乙苯精馏塔的平面图、剖面图、3D模型等。
设计计算书：包括设计过程中的各种计算和参数表格，以及设计报告。
设计成果报告：详细介绍设计的过程、方法、结果和分析，包括设计方案的优缺点、经济效益和社会效益等。
五、参考资料：
化工传递学（第四版），高等教育出版社。
化工设备原理与设计（第二版），化学工业出版社。
化学工程手册，化学工业出版社。
高效塔板设计原理，化学工业出版社。
分离过程工程，化学工业出版社。
化工原理课程设计任务书1.设计题目 ： 苯——甲苯二元物系板式精馏塔的设计2.设计条件 ：常 压： 1p atm （绝压） 处理 量： 100kmol/h 进料组成： F x =0.45 馏出液组成：D x =0.98釜液组成： W x =0.035 （以上均为摩尔分率） 塔顶全凝器 泡点回流回流比： R =(1.1-2.0)R min 加料状态： q =0.96 单板压降： ≤0.7kpa 3.设 计 任 务 ：1.完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计计算）.2．绘制带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图、精馏塔设备条件图. 3．撰写精馏塔的设计说明书（包括设计结果汇总）.课程设计是化工原理课程的一个非常重要的实践教学内容。
不仅能够培养学生运用所学的化工生产的理论知识，解决生产中实际问题的能力，还能够培养学生的工程意识。
健全合理的知识结构可发挥应有的作用。
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。
精馏塔内装有提供气液两相逐级接触的塔板，利用混合物当中各组分挥发度的不同将混合物进行分离。
在精馏塔中，塔釜产生的蒸汽沿塔板之间上升，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，轻组分上升，重组分下降，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。
本设计我们使用筛板塔。
其突出优点为结构简单，造价低板上液面落差小，气体压强低，生产能力较大，气体分散均匀，传质效率较高。
筛板塔是最早应于手工业生产的设备之一。
合理的设计和适当的操作筛板塔能够满足要求的操作弹性而且效率高。
采用筛板塔可解决堵塞问题适当控制漏夜实际操作表明，筛板在一定程度的漏液状态下，操作是板效率明显降低，其操作的负荷范围较泡罩塔窄，但设计良好的筛板塔其操作弹性仍可达到标准。
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。
1.2.2提高自己分析与解决工程的实际问题的能力。
1.2.3培养查阅资料，选用公式和收集数值数据的能力，正确地选择设计参数。
掌握化工设计的基本程序和方法。
1.2.4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。
1.2.5树立正确的设计思想和实事求是，严谨，负责的工作作风。
1.3设计条件及主要物性参数表在一常压操作的连续精馏塔内分离甲苯－乙苯混合物。
1、处理量： 27000 （吨/年）。
2、操作周期：300天/年3、进料组成：甲苯、乙苯的混合溶液，含甲苯的质量分数为30%。
4、进料状态：泡点进料5、料液初温： 35℃6、冷却水的温度： 30℃7、饱和蒸汽压强：2.5Kgf/cm2(1Kgf/cm2=98.066)KPa8、精馏塔塔顶压强: 4 KPa(表压)9、单板压降不大于 0.7 kPa10、总塔效率为 0.611、分离要求：塔顶的甲苯含量不小于99%(质量分数),塔底的甲苯含量不大于1%(质量分数)。
12、设备型式：筛板1.4设计内容1.4.1 精馏塔的物料衡算；1.4.2 塔板数的确定：1.4.3 精馏塔的工艺条件及有关物件数据的计算；1.4.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算；1.4.5塔板主要工艺尺寸的计算；1.4.6塔板的流体力学验算：1.4.7 塔板负荷性能图；1.4.8 精馏塔接管尺寸计算；1.4.9 绘制生产工艺流程图；1.4.10 绘制精馏塔设计条件图；1.4.11 对设计过程的评述和有关问题的讨论。
1.5设计方案选定本设计任务为分离甲苯-乙苯混合物。
原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热至35℃后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用立式自流式冷凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却至25℃后送至产品槽；塔釜采用卧式热虹吸再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。
1.5.1 精馏方式：本设计采用连续精馏方式。
原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。
其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。
由于所涉浓度范围内甲苯和乙苯的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。
1.5.2塔板形式：根据生产要求，选择结构简单，易于加工，造价低廉的筛板塔，筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降较低，在甲苯和乙苯这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。
1.5.3 加料方式和加料热状态：加料方式选择加料泵打入。
由于原料温度稳定，为减少操作成本采用35℃饱和液体进料。
1.5.4 由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。
2、精馏塔的物料衡算原料液处理量为3750kg/h,（每年生产300天），塔顶产品组成99%（w/w）甲苯。
原料30%（w/w）甲苯-乙苯溶液，釜残液含1%（w/w）的甲苯溶液。
分子量M甲苯=92.13 kg/kmol；M乙笨=106.16 kg/kmol。
2.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率原料摩尔分数：FX=（0.3/92.13）/（0.3/92.13+0.7/106.16）=0.3306塔顶摩尔分数： XD=（0.99/92.13）/（0.99/92.13+0.01/106.16）=0.9913塔釜残液的摩尔分数： XW=（0.01/92.13）/（0.01/92.13+0.99/106.16）=0.0115 塔底产品的平均摩尔质量:FM=0.3306×92.13.+（1-0.3306）×106.16=101.5217kg/molMD=0.9913×92.13+（1-0.9913）×106.16=92.2521 kg/molMw=0.0115×92.13+（1-0.0115）×106.16=105.9987 kg/mol2.2物料衡算原料的处理量 F=（27000*103）/（300*24*101.5217）=36.9379kmol/h 总物料衡算 D+W=36.9379乙醇的物料衡算 36.9379*0.3306=0.9913×D+0.0115*W联立解得：塔顶采出量 D=12.0299 kmol/h塔底采出量 W=24.9080 kmol/h3、塔板数的确定3.1.理论板层数NT 的求取3.1.1甲苯、乙苯的温度-组成甲苯-乙苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。
根据Ct BA gp +-=0l （A 、B 、C 为Antoine 方程常数由手册已查得如表1）求得一系列温度下甲苯和乙苯的蒸气压o A P 、oB P 。
再根据泡点方程000x B A B P P P P --=和露点方程PxP A 0y =得到各组t-x(y) 数据（如表2），绘出甲苯、乙苯的温度-组成图（如图1）及平衡曲 线（如图2）。
图13.1.2确定操作的回流比R因q=1、x e =x f =0.3306在x ～y 图上查得y e =0.4996。
故有：47909.23306.04996.04996.09913.0y -x e D =--=-=e e x y Rm 而一般情况下R=(1.1～2)Rm ,考虑到精馏段操作线离平衡线较近，故取实际操作的回流比为最小回流比的2倍。
即：R=2Rm=5.81893.1.3求操作线方程精馏段操作线方程为：0.14540.8533x 1R xx 1R R y n D n 1n +=+++=+ L=R ×D=5.8189×12.0299=70.0008 kmol/h提馏段操作线方程为0.0027-1.3036x W-qF L Wx -x W -qF L qFL y m W m 1m =+++=+ 3.2图解法求理论板层数 精馏段操作线为经过点a(0.9913,0.9913)、c(0,0.1454)的直线，与q 线交与点d,而提留段操作线为经过点d 、b(0.0115,0.0115)两点的直线。
在x-y 图中绘出精馏段操作线、提留段操作线、q 线，并绘出梯级（如图2）。
图解得总理论塔板数N T =19.1119－1=18.1119块（不含再沸器）。
其中精馏段N T1=9块，提馏段N T2=9.1119块，第10块为加料板位置。
3.3实际塔板数N p 的求取精馏段：N p1=N T1/0.6=15，取N p1=15块；提留段：N P2=N T2/0.6=15.1865；取N p2=16块； 总塔板数：N P =N p1+N p2=31块。
4、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4．1 操作压力计算 4.1.1塔顶操作压力DP =101.3+4=105.3 kPa4.1.2每层塔板压降 △P = 0.7 kPa 4.1.3进料板压力FP = 105.3+0.7×15=115.8 kPa4.1.4塔底操作压力 ：P W ＝115.8＋0.7×16＝127 kPa 4.1.5精馏段平均压力 P m1=(105.3+115.8)/2=110.55 kPa 4.2操作温度计算查温度-组成图可得相应温度如下： 塔顶温度 ：T D ＝110.783 ℃ 进料板温度 ：T F ＝125.817 ℃ 塔底温度 ：T W ＝136.983 ℃精馏段平均温度 ：T m1＝（110.783＋125.817）/2 = 118.301 ℃4.3平均摩尔质量的计算 4.3.1塔顶平均摩尔质量计算：由y 1=x D =0.9913,查平衡曲线得x 1=0.9825kg/km ol 2521.9216.106)9913.01(13.929913.0M VDm =⨯-+⨯= kg/km ol 3755.9216.106)8259.01(13.928259.0M LDm =⨯-+⨯= 4.3.2进料板平均摩尔质量计算由 x F ＝0.3306，查平衡曲线得y F ＝0.4996kg/km ol 1506.9916.1066994.0192.130.4996M VFm =⨯-+⨯=）（ kg/km ol 101.521716.1060.3306192.130.3306M LFm =⨯-+⨯=）（ 4.3.3塔底平均摩尔质量计算由 x W ＝0.0115，查平衡曲线得y W ＝0.01151()kg/kmol 105.9985106.160.01151192.1311510.0M VWm =⨯-+⨯= ()kg/km ol 105.9987106.160115.0192.130.0115M LWm =⨯-+⨯= 4.3.4精馏段平均摩尔质量kg/km ol 95.70142/99.150692.2521M Vm1=+=）（ kg/km ol 96.94862/101.521792.3755M Lm1=+=）（ 4.4 平均密度计算4.4.1气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即3m1Vm1m1Vm1kg/m 3.2508273.15118.3018.31495.7014110.55RT M P =+⨯⨯==）（ρ 4.4.2液相平均密度计算由于已查得液相甲苯、乙苯在某些温度下的密度（如表3），将其以T 为x 轴、ρ为y 轴分别绘制出甲苯、乙苯的温度-密度曲线图（如图3）。
