第一篇化工原理课程设计任务书
1.1 设计题目
苯- 甲苯连续精馏（浮阀）塔的设计
1.2 设计任务
1、精馏塔设计的工艺计算及塔设备计算
（1）流程及操作条件的确定；物料衡算及热量衡算；
（2）塔板数的计算；
（3）塔板结构设计（塔板结构参数的确定、流动现象校核、负荷性能图）；
（4）塔体各接管尺寸的确定；
（5）冷却剂与加热剂消耗量的估算。
2. 设计说明及讨论
3. 绘制设计图
（1）流程图（A4 纸）；
（2）塔盘布置图（8 开坐标纸）；
（3）工艺条件图（ 1 号绘图纸）。
1.3 原始设计数据
1、原料液：苯-甲苯，其中苯含量为35 %（质量），常温；
2、馏出液含苯：99.2 %（质量）；
3、残液含苯：0.5 % （质量）；
4、生产能力：4000 （kg/h）.
第二篇流程及流程说明
为了能使生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。贮罐中的原料液用机泵泵入精馏塔，塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液，精馏塔塔顶设有全凝器，冷凝液部分利用重力泡点回流部分连续采出到产品罐（具体流程见附图）。
在流程确定方案选择上，本设计尽可能的减少固定投资，降低操作费用，以期提高经济效益。
1、加料方式的选择：
设计任务年产量虽小，但每小时4000Kg的进料量，为维持生产稳定，采用高位槽进料，从减少固定投资，提高经济效益的角度出发，选用泡点进料的加料方式。
2、回流方式的选择：塔的生产负荷不大，从降低操作费用的角度出发，使
用列管式冷凝器，利
用重力泡点回流, 同时也减少了固定投资。
3、再沸器的选择：
塔釜再沸器采用卧式换热器，使用低压蒸汽作为热源，做到了不同品位能源的综合利用，大大降低了能源的消耗量
第二篇设计计算
3.1全塔的物料衡算
1、将任务书中的质量分数换算成摩尔分数，进料 F 4000kmol h
35%/78.11
35% 78.11 65% 92.13
0.5% 78.11
0.5% 78.11 99.5% 92.13
0.00589 （摩尔百分
数）
99.2% 78.11
99.2% 78.11 0.8% 92.13
2、求平均分子量，将kg h 换算成kmol 「h
进料处：M F 78.11 0.388 92.13 0.612 86.69kg ：kmol 塔顶处：M D
78.11 0.993 92.13 0.007 78.21kg fkmol
塔釜处：M W 78.11 0.00589 92.13 0.99411
92.05kg kmol
进料： F 4000/86.69 46.14kmol/h 3、全塔的物料衡算
由物料衡算得：
F W D
F x F W x F D x D 代入数据得：
46.14 W D
46.14 0.388 W 0.00589 D 0.993 解之得：
W 28.28kmol h D 17.86kmol h
X F
0.338 （摩尔百分数）
X W
0.993 （摩尔百分数）
3.2相对挥发度及回流比R
1、求全塔平均相对挥发度：
表3-1
123456789 t/C80.184889296100104108110.6 x 1.0000.8160.6510.5040.3730.2570.1520.0570 y 1.0000.9190.8250.7170.5940.4560.3000.1250 (1)塔内温度的计算：采用内插法计算塔内的温度
1) 塔顶:
由于采用全凝器，因此x D
y 1 0.993。查表可知，在80.1 T 与84C
之间，y 值很接近，因此这两点之间可近似看作为直线，设此直线方程 为：t ky b ，代入80.1 T 与84T 时的y 值：
即直线方程为：t 48.15y 128.25
将y 1=0.993代入方程解得11=t D =80.39 C 2) 塔底:
XG 0.00589，设直线方程为：t=kx+b ，代入
108C 与110.6 C 时的x
值:
所以直线方程为：t=-45.6x+110.6
将x w = 0.00589代入方程解出t W =110.3 C 。 3) 进料:
X F =0.388，设直线方程为
t=kx+b ，代入92C 到96 C 的X 值:
所以直线方程为：t=-30.5x+107.4
将X F = 0.388代入方程解出t F =95.57 C 。
-80.39 110.3 95.57
所以全塔的平均温度t =
=95.42 C
3
(2)塔内平均相对挥发度：采用内插法计算塔内平均温度下的相对挥发度
设直线方程x=kt+b ，代入92C 到96C 之间的X 的值
0.504 92k b k 0.03275
解得：
0.373 96k b
b 3.517
所以直线方程为：x=-0.03275t+3.517 将t =95.42 C 代入方程解出X =0.392
设直线方程y=kt+b,代入92C 到96C 之间的y 的值
80.1 k b 84 0.919 k b
解得:
48.15 b 128.25
108 0.057k b 110.6 b
解得:
45.6 b 110.6
92 0.504k b
96 0.373k b
解得:
30.5 b 107.4
