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化工原理课程设计任务书(1)(一)设计题目在抗生素类药物生产过程中,需要用甲醇溶媒洗涤晶体,洗涤过滤后产生废甲醇溶媒,其组成为含甲醇46%、水54%（质量分数），另含有少量的药物固体微粒。
为使废甲醇溶媒重复利用，拟建立一套填料精馏塔，以对废甲醇溶媒进行精馏，得到含水量≤0.3%（质量分数）的甲醇溶媒。
设计要求废甲醇溶媒的处理量为吨/年，塔底废水中甲醇含量≤0.5%（质量分数）。
(二)操作条件1)操作压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸气压力0.3Mpa（表压）(三)填料类型因废甲醇溶媒中含有少量的药物固体微粒，应选用金属散装填料，以便于定期拆卸和清洗。
填料类型和规格自选。
(四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(五)厂址厂址为武汉地区。
(六)设计内容1、设计说明书的内容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)填料层压降的计算；6)液体分布器简要设计；7)精馏塔接管尺寸计算；8)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2、设计图纸要求：1)绘制生产工艺流程图（A2号图纸）；2)绘制精馏塔装配图（A1号图纸）。
（一） 设计题目丙酮吸收填料塔的设计：试设计一座填料吸收塔，用25℃的清水吸收空气中的丙酮。
已知入口空气中含丙酮量为50g ∙m -3（标态），干空气温度为35℃，压力为101.3kPa ，相对湿度为70%。
要求丙酮回收率99%。
（二） 设计操作条件（1）生产能力 处理气体量 m 3/h （按进料量计）（2）常压。
（三） 设计内容（1）吸收塔的物料衡算；（2）吸收塔的工艺尺寸计算；（3）填料层压降的计算；（4）液体分布器简要设计；（5）吸收塔接管尺寸计算；（6）绘制生产工艺流程图（A2号图纸）；（7）绘制吸收塔装配图（A1号图纸）；（8）绘制液体分布器施工图（可根据实际情况选作）；（9）对设计过程的评述和有关问题的讨论。
第1章设计方案1.1 设计方案1.1.1装置流程的确定精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分冷凝精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
在此过程中，热能利用率很低。
为此在确定装置流程时应考虑余热的利用。
另外，为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接将原料送入塔内。
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。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.1.2加料热状况的选择设计中采用泡点进料。
虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料1.1.3回流比的选择回流比的确定，是精馏塔设计中的一个关键性问题。
它确定的合理与否，直接影响到所设计的塔能否正常操作及投资的大小。
首先根据物系的性质及进料状况确定最小回流比，再根据最小回流比选定几个回流比，通过作图，从中找出适宜的操作回流比。
1.2 确定设计方案的原则1.满足工艺和操作要求2.满足经济上的要求3.保证安全生产第2章工艺计算及主体设备设计2.1 设计条件及基础数据2.1.1 苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计1．处理量：4.8万吨/年；2．料液组成（质量分数，下同）：乙苯：30%，苯：70%；3．塔顶产品组成：塔顶的乙苯含量低于2.0%；4. 塔底产品组成：残液中乙苯含量不得少于94%5．年工作生产时间：330天。
2.1.2 基础数据2.2 物料衡算及塔板数的确定2.2.1全塔物料衡算1.原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数=（0.7/78）／（0.7/78+0.3/106）=0.7602XFX=（0.98/78）／（0.98/78+0.02/106) =0.9852DX=（0.06/78）／（0.06/78+0.94/106）=0.0798W2. 塔底产品的平均摩尔质量0.079878(10.0798)106W M =⨯+-⨯=103.8kg/kmol所以：W=74.81033024103.8⨯⨯⨯=58.39Kmol/h3.全塔物料衡算F=D+W ；FX F =DX D +WX W即：F=D+58.390.7602×F=0.9852×D+39.51×0.0798 则：可知F=234.96Kmol/h ；D=176.57Kmol/h2.2.2平均相对挥发度α的计算0lg /()P A B t C =-+①；将P=101.325 KPa 代入①式,在分别代入苯和乙苯的A 、B 、C得苯的沸点为80.05,乙苯的沸点为136.15℃。
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。
化学工程与工艺专业化工设计Ⅰ设计题目苯-甲苯连续精馏流程的工艺设计姓名学院专业班级学号指导教师设计日期评定成绩：评阅人：年月日目录《化工设计I》任务书......................................... - 1 - 第一章前言................................................... - 3 -第二章主要内容 .............................................. - 4 -2.1设计基础数据............................................. - 4 -2.1.1设计操作条件....................................... - 4 -2.1.2主要基础数据....................................... - 4 -2.1.3相关物性参数....................................... - 4 -2.2设计方案及工艺流程的确定................................. - 6 -2.2.1设计方案的选用..................................... - 6 -2.2.2工艺流程的设计..................................... - 8 -2.3塔设备的工艺计算......................................... - 8 -2.3.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率................... - 8 -2.3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量............... - 9 -2.3.3物料衡算........................................... - 9 -2.3.4塔板数的确定....................................... - 9 -2.3.5塔设备的工艺条件及有关物性数据计算................ - 12 -2.3.6热量衡算.......................................... - 17 -2.4塔设备的主要工艺尺寸的设计计算.......................... - 21 -2.4.1塔体结构概述...................................... - 21 -2.4.2塔板结构概述...................................... - 22 -2.4.3塔高及塔径设计计算................................ - 23 -2.4.4塔板结构尺寸设计计算.............................. - 25 -2.4.5塔板流体力学验算.................................. - 28 -2.4.6塔板的负荷性能图.................................. - 31 -2.5辅助设备的工艺设计计算与选型............................ - 35 -2.5.1换热器设计........................................ - 35 -2.5.2贮槽设计.......................................... - 37 -2.5.3泵的设计.......................................... - 37 -2.6工艺管道的设计计算与选择................................ - 38 -2.6.1进料管............................................ - 38 -2.6.2回流管............................................ - 38 -2.6.3塔顶蒸汽接管...................................... - 39 -2.6.4釜液排出管........................................ - 39 -2.6.5塔釜进气管........................................ - 40 -2.7塔设计中的环保与节能.................................... - 40 -2.8塔设备的工艺计算结果汇总表.............................. - 41 - 第三章心得与体会........................................... - 43 -参考文献...................................................... - 44 -图纸.......................................................... - 45 -《化工设计I》任务书一、设计题目苯-甲苯连续精馏流程的工艺设计二、设计条件1.原料：苯-甲苯混合液，苯含量20%(质量分率)，其余为甲苯。
4.2万吨/年乙苯-苯连续精馏塔设计目录第1章设计方案的确定 (6)1、装置流程的确定 (6)2、操作压强的选择 (6)3、进料热状况的选择 (6)4、回流比的选择 (6)5、塔设备的选择 (6)第2章物料衡算 (7)第3章平衡数据和塔板数的确定 (8)1、求算平衡数据 (8)2、回流比R及塔板数的确定 (10)第4章塔和塔板主要工艺尺寸的设计 (14)1、定性温度的确定 (14)2、精馏段参数的确定 (14)(1)精馏段气相体积流率及密度的确定 (14)(2)精馏段液相体积流率及密度的确定 (15)（3）精馏段表面张力的确定 (15)3、提馏段参数的确定 (16)（1）提馏段汽相体积流率及密度的确定 (16)（2）提馏段液相体积流率及密度的确定 (16)（3）提馏段表面张力的确定 (17)第5章塔设备参数的确定 (18)1、塔径的计算 (18)2、塔板数的选择与计算 (19)（1）溢流堰 (19)(2)降液管 (19)(3)塔板布置 (20)3、浮阀塔的开孔率及阀孔排列 (20)(1）浮阀数目的确定 (20)(2）阀孔的排列 (21)(3）核算阀孔动能因数0F及开孔率 (21)第6章塔板的流体力学验算 (22)1、气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降） (22)（1）干板阻力 (22)（2）液层阻力hl (23)（3)表面张力引起的阻力 (23)2、液泛验算 (23)3、雾沫夹带验算 (24)第7章塔板负荷性能图 (25)1、雾沫夹带上限 (25)2、液泛线 (26)3、液体负荷上限线 (26)4、气相负荷下限线 (27)5、液体负荷下限线 (27)6、精馏塔的热量衡算 (27)第8章板式塔的结构与附属设备 (30)1、塔体结构 (30)（1）塔顶空间 (30)（2）塔底空间 (30)（3）人孔 (30)2、塔主要接管尺寸计算 (30)（1）塔顶蒸汽出口管径 (30)（2）回流液管径 (31)（3）加料管径 (31)（4）排液排出管径 (32)（5）饱和水蒸汽管径 (32)3、辅助设备的选取 (32)（1）再沸器 (32)（2）塔顶全凝器 (33)第9章符号说明 (34)参考文献 .............................................. 错误！未定义书签。
吉林化工学院化工原理课程设计题目苯-乙苯二元物系筛板式精馏塔的设计教学院化学与制药工程学院专业班级制药0803学生姓名王孝伟学生学号 08210305指导教师王桂英2010年12月 14 日化工原理课程设计任务书一.设计题目苯-乙苯二元物系连续精馏塔设计二、设计条件1、操塔顶作压力： P=101.33kPa (绝压),进料温度20℃；2、进料中含苯X=0.66(质量分数) ，进料状态q=1；3、塔顶产品含苯xd=0.985（质量分数）；4、生产能力10万吨，每年按8000小时生产计算；5、塔釜残液中苯浓度不大于0.01（质量分数）；6、塔顶采用全凝器，泡点回流；7、塔釜为饱和蒸汽间接加热；三、设计任务1.确定工艺流程。
2.精馏塔的物料衡算。
3.塔板数的确定。
4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算。
5.精馏塔塔体工艺尺寸的计算。
6.塔板板面布置设计。
7.塔板的流体力学验算与负荷性能图。
8.精馏塔接管尺寸计算。
9.塔顶全凝器(再沸器或换热器)工艺设计计算和选型。
10.进料泵的工艺设计计算和选型。
11.带控制点的工艺流程图、塔板板面布置图、精馏塔设计条件图。
12.设计说明书。
目录化工原理课程设计任务书.................................................................................................................... I I 三、带控制点的工艺流程图的绘制.. (VI)第一章物料衡算 (2)第二章热量衡算 (13)第三章精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)3.1塔径的计算 (15)3.2精馏塔有效高度的计算 (18)第四章塔板主要工艺尺寸的计算 (18)4.1精馏段和提馏段溢流装置计算 (18)4.3溢流堰高度 (18)4.4塔板布置 (20)第五章筛板的流体力学验算 (21)5.1塔板压降 (21)5.2液面落差 (24)5.3液沫夹带 (24)5.4漏液的验算 (24)5.5液泛的验算 (25)5.6漏液 (26)5.6.1精馏段漏液线计算 (26)5.6.2提馏段漏液线计算 (26)5.7液沫夹带线 (27)5.7.1精馏段液沫夹带线计算 (27)5.7.2提馏段液沫夹带线计算 (28)5.8液相负荷下限线 (29)5.9液相负荷上限线 (29)5.10液泛线 (29)5.10.1精馏段液泛线计算 (30)5.10.2提馏段液泛线计算 (30)5.11负荷性能图 (31)5.12所设计筛板的主要结果汇总 (34)第六章塔顶冷凝器的设计计算 (35)6.1确定流体流动的空间 (35)6.2计算传热负荷Q (35)6.3选择列管换热器的形式 (35)6.4估计传热面积 (36)6.5传热管排列和分程方法 (36)6.6换热器的核 (37)6.6.1 当量直径 (37)6.6.2壳程传热膜系数∂ (37)iα (37)6.6.3管程的对流传热系数i第七章离心泵的计算 (39)第八章乙苯塔回流罐的设计 (40)第九章塔的附属设备 (40)9.1接管 (40)9.2筒体与封头 (41)9.3 群座 (42)9.4 吊柱 (43)9.5 人孔 (43)9.6 塔总体高度的设计 (43)结论 (44)10.2参考文献 (45)化工原理课程设计教师评分表 (48)摘要课程设计是《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选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。
甲苯乙苯和水乙二醇萃取精馏流程引言：甲苯、乙苯和水乙二醇是常用的有机溶剂，广泛应用于化学工业中。
为了分离和提纯这些溶剂，常采用萃取和精馏的方法。
本文将介绍甲苯、乙苯和水乙二醇的萃取精馏流程，以及在实际生产中的应用。
一、甲苯的萃取精馏流程甲苯是一种无色透明的液体，具有较低的沸点和蒸汽压。
甲苯的萃取精馏流程一般分为以下几个步骤：1. 萃取：将甲苯与水进行萃取，常用的方法是利用它们在不同溶剂中的亲和性差异。
一般将甲苯和水混合后，加入一种合适的有机溶剂，如醚类或醇类，使甲苯与有机溶剂结合形成复合物。
然后通过萃取装置将甲苯与有机溶剂进行分离。
2. 蒸馏：将甲苯与有机溶剂的复合物进行蒸馏，以分离甲苯。
在蒸馏过程中，根据甲苯和有机溶剂的沸点差异，通过控制温度和压力，使甲苯蒸发并分离出来。
3. 分离：将蒸馏得到的甲苯与有机溶剂进行分离。
常用的方法是利用它们在密度上的差异，通过重力或离心分离的方式将甲苯和有机溶剂分开。
4. 提纯：将分离得到的甲苯进行进一步的提纯。
常用的方法包括溶剂结晶、活性炭吸附、膜分离等。
这些方法可以去除甲苯中的杂质，提高甲苯的纯度。
二、乙苯的萃取精馏流程乙苯与甲苯相似，也是一种无色透明的液体，具有较低的沸点和蒸汽压。
乙苯的萃取精馏流程与甲苯类似，主要包括以下几个步骤：1. 萃取：将乙苯与水进行萃取，利用它们在不同溶剂中的亲和性差异。
通过加入合适的有机溶剂，使乙苯与有机溶剂结合形成复合物。
然后通过萃取装置将乙苯与有机溶剂分离。
2. 蒸馏：将乙苯与有机溶剂的复合物进行蒸馏，以分离乙苯。
通过控制温度和压力，使乙苯蒸发并分离出来。
3. 分离：将蒸馏得到的乙苯与有机溶剂进行分离，利用它们在密度上的差异。
通过重力或离心分离的方式将乙苯和有机溶剂分开。
4. 提纯：对分离得到的乙苯进行进一步的提纯，去除其中的杂质，提高乙苯的纯度。
三、水乙二醇的萃取精馏流程水乙二醇是一种无色透明的液体，具有较高的沸点和蒸汽压。
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。
对苯乙苯精馏的问题讨论对苯乙苯精馏的问题讨论引言：苯乙苯是一种常用的有机溶剂，广泛应用于化工、制药和染料行业等。
在生产和实验室中，通常需要对苯乙苯进行精馏以提高纯度。
然而，苯乙苯的精馏过程中可能会遇到一些问题，本文将对这些问题进行讨论。
一、为什么需要对苯乙苯进行精馏？1. 提高纯度：精馏是分离混合物组分的有效方法，通过控制温度和压力，在不同的沸点下蒸发和冷凝，可以将杂质从目标物质中分离出来，从而提高目标物质的纯度。
2. 去除杂质：在生产或实验过程中，可能会有其他有机物或无机盐等杂质混入到苯乙苯中，通过精馏可以有效地去除这些杂质。
二、哪些因素会影响苯乙苯的精馏效果？1. 沸点差异：在精馏过程中，沸点差异是影响分离效果的关键因素。
由于苯乙苯和杂质之间的沸点差异较小，需要通过调整温度和压力来实现有效的分离。
2. 操作条件：精馏过程中的操作条件也会影响精馏效果。
选择合适的蒸馏塔和填料、控制进料速度和回流比等都会对分离效果产生影响。
3. 杂质种类和含量：不同种类和不同含量的杂质对精馏效果有不同的影响。
一些杂质可能与苯乙苯形成共沸物，导致难以分离；而其他杂质可能在精馏过程中引起副反应或降低产品纯度。
三、如何解决苯乙苯精馏中遇到的问题？1. 优化操作条件：通过调整温度、压力和回流比等操作条件，可以改善分离效果。
在蒸馏塔中增加填料表面积，提高传热效率；控制进料速度，避免过量进料导致混合物无法充分分离。
2. 添加助剂：有时候可以添加适量的助剂来提高精馏效果。
可以添加一些气相抑制剂来减少共沸物的生成；或者添加一些萃取剂来选择性地吸附杂质。
3. 采用多级精馏：对于难以分离的混合物，可以考虑采用多级精馏的方法。
通过在不同温度下进行多次蒸馏和冷凝，可以逐步提高纯度。
四、苯乙苯精馏中可能遇到的其他问题和注意事项1. 爆炸和火灾风险：苯乙苯是易燃物质，操作时需要注意防止火花、静电等引起的火灾风险。
应在通风良好的地方进行操作，并使用防爆设备。
目录设计任务书1、概述.........................................................4 1.1设计任务及要求...................................................4 1.2符号说明...................................................5 1.3设计基础数据...................................................6 2、设计内容.........................................................7 2.1 精馏塔的物料衡算.............................................7 2.2塔板数的确定...................................................8 2.2.1操作线方程..........................................8 2.2.2塔板数的计算..........................................9 2.3塔的操作工艺条件及相关物性数据的计算 ..................11 2.3.1操作压力计算 ............................................. 11 2.3.2操作温度计算 ............................................. 11 2.3.3平均摩尔质量计算.......................................... 11 2.3.4平均密度计算................................................12 2.3.5液体平均黏度计算.......................................13 2.3.6液体平均表面张力计算 .......................................14 2.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算....................................15 2.4.1塔径的计算................................................... 15 2.4.2精馏塔有效高度的计算.......................................16 2.5塔板主要工艺尺寸的计算....................................17 2.5.1溢流装置 (17)2.5.2提馏段气、液相负荷计算.................................17 2.5.3弓形降液管宽度d w 和截面f A .................................18 2.5.4塔板设置 (18)2.6塔板的流体力学验算..........................................19 2.6.1塔板压降 ...................................................19 2.6.2液面落差 (21)2.6.3液沫夹带 (21)2.6.4漏液 (21)2.6.5液泛 (22)2.7塔板负荷性能图 (22)2.7.1精馏段塔板负荷性能图 (22)2.7.2提馏段塔板负荷性能图 (24)2.8主要辅助设备 (26)2.8.1冷凝器 (26)2.8.2 再沸器 (26)2.9对设计过程的评述、有关问题的讨论和设计自我评价 (27)3、参考文献 (28)1、概述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。
同时对所设计的精馏塔进行结构设计及强度校核。
完成精馏操作任务的设备是精馏塔，精馏塔原理是：在一定压力下利用混合溶液中各组分挥发度的不同，在精馏塔中同时多次进行部分挥发和部分冷凝，使其分离成几乎纯组分的过程，根据塔内气液接触情况，精馏塔可分为两大类：板式塔和填料塔，板式塔又可分为泡罩塔、筛板塔、舌形塔、浮法塔等。
根据本次设计任务及各类精馏塔的特点，本次设计采用筛板塔。
1.1设计任务及要求1、设计题目: 苯-乙苯连续精馏塔的设计苯-乙苯连续精馏塔的设计：试设计一座苯-乙苯连续精馏塔的设计，要求年产纯度为98％的乙苯，小组中每个人设计的产量分别为：17000吨；18000吨；19000吨；20000吨；21000吨；22000吨，塔顶馏出液中含乙苯不得高于2％，原料液中含乙苯40%（以上均为质量分数；其余为苯）。
2、设计条件:(1) 操作条件1) 塔顶压力 4kPa（表压）2) 进料热状态自选；3) 回流比自选4) 采用间接蒸汽加热塔底加热蒸汽压力 0.5Mpa（表压）5) 单板压降≤0.7kPa。
(2) 塔板类型筛板塔。
(3) 工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
(4) 厂址厂址：安徽省合肥市。
(5) 设计内容1、设计说明书的内容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) 主要辅助设备的选型10）对设计过程的评述、有关问题的讨论和设计自我评价。
2、设计图纸要求：1) 绘制生产工艺流程图（A1号图纸）； 2) 绘制精馏塔设计条件图（A1号图纸）。
1.2符号说明英文字母 L s ——液体体积流量，m 3/h A a ——塔板开孔区面积，m 2 n ——筛孔数目A f ——降液管截面积，m 2 P ——操作压力，kPaA o ——筛孔区面积，m 2 ∆P ——气体通过每层筛板的压降，kPa A T ——塔的截面积，m 2 T ——理论板层数C ——负荷因子，无因次 t ——筛孔的中心距，m C 20——表面张力为20mN/m 的 u ——空塔气速，m/s 负荷因子d o ——筛孔直径，m u omin ——漏液点气速，m/sD ——塔径，m u o '——液体通过降液体系的速度，m/s e v ——液沫夹带量，kg 液/kg 气 V n ——气体体积流量，m/s R ——回流比 V s ——气体体积流量，m/s R min ——最小回流比 W c ——边缘无效区宽度，m M ——平均摩尔质量，kg/kmol W d ——弓形降液管高度，m T m ——平均温度，℃ W s ——破沫区宽度，m g ——重力加速度，m/s 2 Z ——板式塔有效高度，m F o ——筛孔气相动触因子 h l ——出口堰与沉降管距离，m 希腊字母h c ——与平板压强相当的液柱高 δ——筛板厚度，m度，m τ——液体在降液管内停留时间，s h d ——与液体流过降液管压强降 μ——粘度，mPa ·s相当的液柱高度，m ρ——密度，kg/m 3h f ——板上清液高度，m σ——表面张力，mN/m h l ——板上清液层高度，m φ——开孔率，无因次 h o ——降液管的底隙高度，m α——质量分率，无因次 h ow ——堰上液层高度，m H w ——出口堰高度，m 下标 H w '——进口堰高度，m max ——最大 h σ——与克服表面张力压强降相 min ——最小 当的液柱高度，m L ——液相 H ——板式塔高度，m V ——气相 H d ——降液管内清夜层高度，m K ——稳定系数l w ——堰长，m H F ——进料处塔板间距，m H P ——人孔处塔板间距，mH T ——塔板间距，m L h ——液体体积流量，m 3/h1.3设计基础数据饱和蒸汽压 ()a KP粘度 ()s mP a ⋅表面张力()m mN苯 乙苯 苯 乙苯 苯 乙苯 83 100 19.5 0.3 0.38 21 22.5 85 108 20.8 0.286 0.36 20.8 22.2 88 120 23.2 0.275 0.35 20.3 21.3 90 125 25 0.28 0.345 20 21.8 95 155 32 0.26 0.34 19.5 21.2 100 170 36.5 0.25 0.32 18.5 20.4 105 200 46 0.24 0.31 18.1 20 110 218 49.5 0.22 0.295 17.4 19.5 115 245 59.8 0.218 0.28 16.8 19 120 279.8 67.5 0.208 0.272 16.2 18.4 1353801000.1750.2414.517项目温度由表中各温度下饱和蒸汽压可计算出气液组分摩尔分数之间的关表所示:则可绘出t-x-y 关系图如下：2、设计内容2.1精馏塔的物料衡算原料液流率为F,塔顶产品流率为D ，塔底产品流率为W ，对精馏塔做全塔物料衡算，则有：F=D+W F F x =D D x +W W x苯的摩尔质量：M A =78.11kg/kmol 乙苯的摩尔质量：M B =106.16kg/kmol 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量：F M =(1-40%）×78.11+40%×106.16=89.33kg/kmol D M =(1-2%)×78.11+2%×106.16=78.67kg/kmolW M =(1-98%)×78.11+98%×98%×106.16=105.6kg/kmolF x =671.016.106/4.011.78/6.011.78/6.0=+D x =985.016.106/02.011.78/98.011.78/98.0=+W x =027.016.106/98.011.78/02.011.78/02.0=+ F x 、D x 、W x 分别为原料、塔顶、产品中的苯的摩尔分数则可知产物的产量W=30.266.105243001027=⨯⨯⨯kmol/h F=26.30×24.80671.0985.0027.0985.0=--kmol/hD=F-W=80.24-26.30=53.94kmol/h2.2塔板数的确定2.2.1操作线方程 1、精馏段操作线方程其中α为苯—乙苯的相对挥发度，本设计取塔顶、塔底平均温度下的值，查化工手册得苯和乙苯的t —x —y 关系。
