苯—甲苯精馏塔的分析报告

化工设计

—机械部分计算说明书

设计题目：苯—甲苯精馏塔的设计

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学号：

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一.前言……………………………………………………………………………

二.塔设备任务书……………………………………………………………

三.塔设备已知条件…………………………………………………………

四.塔设备设计计算…………………………………………………………

、选择塔体和裙座的材料………………………………………………

、塔体和封头壁厚的计算……………………………………………

、设备质量载荷计算………………………………………………………

、风载荷与风弯距计算……………………………………………………

、地震载荷与地震弯距计算…………………………………………

、偏心载荷与偏心弯距计算……………………………………………

、最大弯距计算………………………………………………………

、塔体危险截面强度和稳定性校核……………………………………

、裙座强度和稳定性校核……………………………………………

、塔设备压力试验时的应力校核……………………………………

、基础环设计…………………………………………………………

、地脚螺栓设计…………………………………………………………

五.塔设备结构设计……………………………………………………

六.参考文献………………………………………………………………

七.结束语…………………………………………………………………

前言

苯()在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。苯可燃，有毒，也是一种致癌物质。它难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。苯分子去掉一个氢以后的结构叫苯基，用表示。因此苯也可表示为。苯是一种石油化工基本原料。苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。

甲苯是有机化合物，属芳香烃，分子式为。在常温下呈液体状，无色、易燃。它的沸点为．8℃，凝固点为－95℃，密度为．克／厘米。甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶剂中。甲苯容易发生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上很好的溶剂；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是染料的原料；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，它们是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质，因此它可以制造梯思梯炸药。甲苯与苯的性质很相似，是工业上应用很广的原料。但其蒸汽有毒，可以通过呼吸道对人体造成危害，使用和生产时要防止它进入呼吸器官。

苯和甲苯都是重要的基本有机化工原料。工业上常用精馏方法将他们分离。精馏是分离液体混合物最早实现工业化的典型单元操作，广泛应用于化工，石油，医药，冶金及环境保护等领域。它是通过加热造成汽液两相体系，利用混合物中各组分挥发度的差别实现组分的分离与提纯的目的。

实现精馏操作的主要设备是精馏塔。精馏塔主要有板式塔和填料塔。板式塔的核心部件为塔板，其功能是使气液两相保持密切而又充分的接触。塔板的结构主要由气体通道、溢流堰和降液管。本设计主要是对板式塔的设计。

一．塔设备任务书

简图与说明比例设计参数与要求

工作压力腐蚀速率

设计压力设计寿命

工作温度o浮阀个数

设计温度o浮阀间距

介质名称苯、甲苯保温材料厚度

介质密度保温材料密度

基本风压存留介质高度

地震烈度壳体材料

场地类别Ⅱ内件材料

塔形筛板塔裙座材料

三 . 塔设备已知条件

表二：已知条件列表

四．塔设备设计计算

1、选择塔体和裙座的材料

设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，由“工艺部分”的工艺条件可知塔顶表压为

＝'p ；通常情况下将容器在正常操作情况下容器顶部可能出现的最高工作压力称为容器的

最大工作压力用w p 表示，即w p ＝＝'p ；取设计压力==w p p 1.1。

设计温度是指容器在正常操作情况下，在相应设计压力下，设定的受压组件的金属温度，其值不得低于容器工作是器壁金属达到的最高温度。本设计塔内最高温度塔底取得

max 120t =o，设计温度可以取为150t =o。

从上可知，设计压力和设计温度都属于低压、低温状态，塔体和裙座的材料可用：

，，热轧，厚度为4mm ，常温下强度指标=b σ、=s σ，设计温度下的许用应力=t

][σ。

、塔体和封头壁厚的计算

塔体壁厚的计算

塔体的壁厚是值塔体计算出来的有效厚度，有效厚度可以用下式计算

21C C n e --=?+=δδδ（式中δ为理论计算厚度，；?为除去负偏差以后的圆整值，；n

δ为名义厚度，；1C 为钢板厚度负偏差，；2C 为腐蚀裕量，。） 2.1.1理论计算厚度

pD t

?σδ][2，其中i D 指塔体的内径，由工艺部分计算可知i D 1.2m ；?为焊接头系数，本设计采用双面焊、局部无损探伤，?。

p pD t i -=

?σδ][2=-???0044

.085.011321200

0044.00.03mm

对于碳素钢和低合金钢制容器，mm 3min ≥δ，而δ1

C （钢板厚度按25mm 计）。假设腐蚀裕量2C 2mm 。

n δmin δ2C 5mm

21C C n e --=?+=δδδ－－2.5mm 封头壁厚的确定

根据塔径i D 1200mm ，取用标准椭圆形封头，可选用的标准椭圆形封头（），公称直径1200mm ，曲面高度300mm ，直边高度25mm ，内表面积1.665m 2

，容积0.255m3，厚度6mm ，质量49kg 。

、设备质量载荷计算

塔设备的操作质量kg m o /： e a m m m m m m m m ++++++=05040302010 塔设备的最大质量kg m /max ：e a w m m m m m m m m ++++++=04030201max 塔设备的最小质量kg m /min ：e a m m m m m m m +++++=04030201min 2.0 塔体质量1o m 单位长度筒体的质量：

]1200)101200[(1085.7785.0])2[(4

226221-+???=-+=

?=-i n i m D D s m δρπ

148.5kg

由工艺部分计算可知塔高10.55m ，取裙座高度1.55m ；

筒体质量：1110.55148.5m m H m =?=?1566.7kg 裙座质量：31 1.5148.5m m h m =?=?=222.75kg

由前面可知一个封头质量77kg ，则有封头质量：=2m ×98kg

?1o m 1231566.7222.7598m m m ++=++=188.5kg

塔段内件质量

o m

查数据可知筛板塔质量 2

/65m kg q N =；由工艺部分计算可知塔盘数为块

?2220.78521 1.2654

o i N m ND q π

=???=1542

保温层质量

o m

保温材料密度为 =2ρ300kg ，厚度为 =s δ100mm 筒体部分保温层的质量：

222])2()22[(4

ρδδδπ

H D D s i s n i +-++220.785[1.41 1.4]10.5530069.8kg ?-??=

封头部分保温层的质量：直边部分＋曲面部分

直边部分：kg 166.0300025.0]4.141.1[785.02

=??-? 曲面部分近似计算为：内表面积×厚度×密度 ? ××50kg

? 封头部分质量＝×（）100.23kg

所以，3o m 170kg 平台、扶梯质量

o m

本设计用个钢制平台，笼式扶梯，查资料可知刚直平台和笼式扶梯的单位质量分别为：

2/150m kg q p =，2/40m kg q F =。

o m F F p n i n i H q nq D B D +?++-+++2

])22()222[(422δδδδπ

220.785[3.22 1.42]0.5415040(9.45 1.55)?-???+?+2632.4kg

操作时塔内物料质量

o m

由工艺部分计算可知精馏段塔盘数为，m h w 0633.0=，m h o 0083.0=，

31/04.826m kg L =ρ；

提馏段塔盘数为，m h w 06.0'=，m h o 0086.0'=，3

2/18.931m kg L =ρ

o m )

(])''()[(4

2122112

L L f L o w L o w i V h N h h N h D ρρρρπ

+++++×

21.2[(0.063390.0083)826.04(0.06120.0086)931.18]0.255(826.04931.18)

?++?++?+1754.7kg. 附件质量

按经验取附件质量 a m 1o m ×471.9kg 充液质量 w

m 2220.785 1.210.55100020.25510004

i w f w D H V π

ρρ+=???+??=12435.7kg

偏心质量

当塔设备的外侧挂有分离器、再沸器、冷凝器等附属设备时，可将其视为偏心载荷。本设计中将再沸器挂于塔上，所以再沸器构成塔的偏心质量，再沸器质量为2000kg ，偏心距为1000mm 。所以 e m 2000kg 。操作质量、最小质量、最大质量

e a m m m m m m m m ++++++=05040302010

10458.5kg

e a m m m m m m m +++++=04030201min 2.0

×7470.2kg

e a w m m m m m m m m ++++++=04030201max 21139.5kg

4、风载荷和风弯距的计算

塔设备受风压作用时，塔体会发生弯曲变形。吃到塔设备迎风面上的风压值，随设备高度的增加而增加。为了计算简便，将风压值按塔设备的高度分为几段，假设每段风压值各自均匀分布于塔设备的应分面上。本设计中结合塔高，将风压值分为段，请参考下图所示。

图一：塔设备的风压示意图

各段水平风力的计算

各段的水平风力可以用下式计算 6

2110-?=ei i i o i i D l f q K K P

式中各符号的含义：i P －塔设备各计算段的水平风力；1K －空气动力系数，对于圆筒形设备1K ；i K 2－风振系数，当≤20m 时，取i K 2，当≥20m 时，按下式计算

i K 2i zi i f v /1φε+(ε－脉动增大系数；i v －第段的脉动影响系数；zi φ－第段振型系数；i

f 风压高度变化系数)，本设计中≥20m ；o q －基本分压值，厂址建在厦门的市区，基本分压为；i l －第段计算段长度；ei D －塔设备各计算段有效直径，当笼式扶梯与塔顶管线布置成度时(本设计中按度处理)，

ei D ps o si oi d K K D δδ2243+++++。

i K 2i zi i f v /1φε+，通过查表近似估算处各段的i K 2值分别为，，，，

对段，621110

-?=ei i i o i D l f q K K P ×××××（）×

对段 6

21210-?=ei i i o i D l f q K K P

×××××（）×

对段 6

21310-?=ei i i o i D l f q K K P

×××××（×）×

对段 6

21410-?=ei i i o i D l f q K K P

×××××(×）×

对段 6

21510-?=ei i i o i D l f q K K P

×××××(×）×

危险界面风弯距的计算

塔设备的危险接口应取在其较薄弱的部位，如：塔设备的底部－、裙座上人孔或较大管线出孔处的接口－、塔体与裙座连接焊缝处的截面－，本设计将计算这三处塔设备的风弯距。风弯距可以按下式进行计算：

++++++=+++++-)2

()2(221211i i i i i i i i i

I W

l l P l l P l P M ………. 塔底部的风弯距－：

()2()2()2(254321543214321321211

0l l l l l P l

l l l P l l l P l l P l P M W

++++++++++++++=-

裙座上人孔或较大管线出孔处的界面－：

()2()2(254325432432322

1l l l l P l

l l P l l P l P M W

+++++++++=-

塔体与裙座连接焊缝处的截面－

()2(2543543433

2l l l P l

l P l P M W

+++++=-

5、地震载荷和地震弯距计算

塔设备在地震波的作用下有三个方向的运动：水平方向振动、垂直方向振动和扭转，其中以水平方向振动危害较大。地震时使塔设备相对于地面运动的惯性力称为地震力。在一般计算中只考虑水平地震力对设备的作用。地震载荷

5.1.1 水平地震载力

任意高度k h 处的集中品质k m 引起的基本振型水平地震力1k F 按下式计算：

g m C F k k z k 111ηα=

式中：z C －综合影响系数，取；k m －距地面k h 处的集中品质；1α－对应于塔设备自振周期他的地震影响系数α值，max 9

.0)

/(ααT T g =；1k η－基本振型参与系数，

1k η∑∑=-n

i i i n i i i k h m h m h 1

.15

.1/)(

塔设备的自振周期 3

133.90i

e o D E H m H

T δ=(E ×，

10.55m)

390.33100.80-?= 取地震烈度为级可查得m ax α；场地土为近振，特征周期 g

所以有 max 9

.0)

/(ααT T g =()× > m ax α。

塔设备各段质量可以近似的按下表中的处理 5.1.2 垂直地震力

塔设备的垂直地震力按下式计算：g m F eq v v

??=-max ,0

0α（m ax ,v αm ax α；

eq m =o m 7843.9kg) ，所以有：g m F eq v v

??=-max ,0

0α

任意质量i 处垂直地震力I

I v

F -按下式计算：I

I v

F -0

-=∑v

k k

i F h

m h m

表三：水平、垂直地震力（以上计算均由自动生成）

5.1.3 地震弯距

对于等直径、等壁厚塔设备的任意截面和底截面－底基本振型地震弯距分别按下式进行计算：

)41410(17585

.35.25.35

.211

h h H H H

g m C M o Z I

I E +-=

-α gH m C M o Z E 10013516α=- 同计算风弯距一样，对危险截面进行地震弯距的计算， 00

001E

E M M --=0.4570.50.3710458.59.8110.55?????=

1111 3.5 2.5 3.5

11 2.5

8(10144)175Z o E E C m g M M H H h h H

α--==

-+ 3.5 2.5 3.52.5

80.50.3710458.59.81

(1010.551410.550.5540.55)17510.55

?????-??+?? 2222 3.5 2.5 3.511112.58(10144)175Z o E E C m g

M M H H h h H

α--==-+

3.5 2.5 3.5

2.5

80.50.3710458.59.81(1010.551410.55141)17510.55

?????-??+?? 、偏心载荷和偏心弯距的计算

由前面计算可知，2000e m kg =，mm e 1000=

?420009.81 1.9610e e M m ge N m ==??=?? 、最大弯距的计算

塔设备任意计算截面处的最大弯距I

I M -max

按下式进行计算

I M -max

{e I

I W

M M +-，}25.0e I

I W

E I I M M M ++--

同前面计算，本设计将对危险截面进行计算，如下表所示

表四：求最大弯距

、塔体危险截面强度和稳定性校核

圆筒轴向应力

圆筒任意计算截面处的轴向应力分别按下式进行计算。由于内压和外压引起的轴向应力

1σ： )4/(1ei i pD δσ=

由于重力和垂直地震力引起的轴向应力2δ：ei

i I

I V

I o

D F g m δπδ--±=

2（其中I

I V

F -仅在

最大弯距为地震弯距参与组合时计入此项）。最大弯距引起的轴向应力3δ：

i I

I D M δπδ2

max

34-= 圆筒稳定性校核

圆筒许用轴向应力cr ][σ按下式确定： cr ][σ}][,{t

K KB Min σ= 圆筒最大组合拉应力按下二式进行校核：

内压塔器：2δ3δ≤cr ][σ；外压塔器：1σ2δ3δ≤cr ][σ 具体轴向应力求法和校核如下表所示：

表五：轴向应力的求取及校核

9、裙座的强度和稳定性校核

塔设备常采用裙座支承，并根据承载的不同，分为圆筒形和圆锥形两种。由于圆筒形裙座制造方便，被广泛采用。但需要配置较多的地脚螺栓和具有足够大承载面积的基础环，以防止由于风载荷或地震载荷所引起的弯距而造成翻到。若经应力校核不能满足，只能选用圆锥形裙座支承。

圆筒形裙座轴向应力校核首先选取裙座的危险截面。危险截面的位置，一般取裙座底截面或裙座检查孔和较大管线引出孔截面处。然后按裙座有效厚度验算危险截面的应力。裙座底截面的组合应力

裙座底截面的组合应力按下式进行校核

}][,{0

0max

t s sb

v o

K KB Min A F g m Z M σ≤++--（0

0-v

F 仅在最大弯距为地震弯距参与组

合时计入此项；sb A －裙座底部截面积，s D A is sb δπ=；sb Z －裙座圆筒和锥壳的底部截面系数，s is sb D Z δπ

。

）由上计算可知：

裙座有效厚度、裙座筒体内径、截面处最大弯距和操作质量分别为：mm es 5.2=δ，

mm D is 1200=，0

0max

-M ，00

m -

截面积和截面系数分别为：

s D A is sb δπ=××2mm ，

s is sb D Z δπ

×××3mm

裙座许用应力： {KB ,t

s K ][σ}{，}MPa

?00max 6

14296620010458.59.8161.482.826109420

o sb sb M m g MPa Z A -?+=+=

s K ][σ}

?满足条件，材料安全

裙座检查孔和较大管线引出孔截面处组合应力

裙座检查孔和较大管线引出孔－截面处组合应力按下式进行校核

}][,{max t s sm

h o sm

h K KB Min A g m Z M σ≤+-- 和

}9.0.....{3.0max s sm

h sm e h

h W KB Min A g

m Z M M σ≤++--

本设计中检查孔加强管长度、加强管水平方向的最大宽度、加强管厚度和裙座内径分别为：mm l m 100=，mm b m 300=，mm m 3=δ，mm D im 1200=

?mm l A m m m 600310022=??==δ，

]6005.2)6300[(25.2120014.3])2[(-?+-??=-+-=∑m es m m es im sm A b D A δδδπ

522221090474.2)2/300()2/1200(1005.22)2/()2/(2mm b D l Z m im m es m ?=-??=-=δ)2/(785.02

m es im m es im sm Z D b D Z --=∑δδ

××－×（××－51090474.2?）610746.6?3

}9.0.....{s KB Min σ＝{, }MPa

截面处最大弯距、风弯距、以上操作质量和最大质量分别为

11max -M ，=-11W M ，=-11o m 9856kg ，=-1

1max m 10103kg

1111max 134.09598569.81

30.51{,[]}6.7469090

t o s sm sm M m g Min KB K Z A σ--?+=+=< 1111max 0.30.31187.53101039.81

63.71{.....0.9}140.4

6.7469090

W e s sm sm M M m g Min KB Z A σ--+??+=+=<=

、塔设备压力试验时的应力校核

圆筒应力

试验压力引起的周向应力：ei

ei i T T D g H p δδγσ2)

)(/(++=

，本设计采用水压试验，所

以γ0.001kg, T p p MPa

?MPa T 25.625

.22)

5.21200)(81.9/2490001.00055.0(=?+?+=

试验压力引起的轴向应力1T σ：MPa D p ei i T T 66.05

.241200

0055.041=??==

δσ 截面处的最大质量和风弯距分别为：2

2-T m 10103kg ，22

93846W

M N m -=?

重力引起的轴向应力2T σ：222

101039.818.26441200 2.5

T T i ei m g MPa D σδ-?===?? 弯距引起的轴向应力：

2232

4(0.3)0.3938.46196007.10.7851200 1.2 2.5

W e T i ei M M MPa D σπδ-+?+===??? 应力校核

16.02T MPa σ=

液压试验时：1230.668.267.10.9T T T s K σσσσ?-+=-+< 238.267.115.36[]T T cr σσσ+=+=< 从上计算可知，材料安全。

、基础环设计

裙座外径： mm D D es is os 12062=+=δ 基础环外径：mm D D is ob 1500300=+= 基础环内径：mm D D is ib 900300=-=

基础环伸出宽度：mm D D b os ob 1472/)(=-= 相邻俩筋板最大外侧间距：mm l 160=

基础环面积：262

1013.1)(785.0mm D D A ib ob b ?=-= 基础环截面系数：38441088.232)

(mm D D D Z ob

ib ob b ?=-=

水压试验时压应力：00max 156

142966.210458.59.81

0.722.2810 1.1310

o b b b M m g MPa Z A σ-?=+=+=??

操作时压应力：

00max 2

0.30.31274161960021139.59.810.442.2810 1.1310

W e b b b M M m g MPa Z A σ-+?+?=+=+=?? 混凝土基础上的最大压力：,max 12{,}0.72b b b Max MPa σσσ==

由919.0/=l b ，2,max 15558.5b b σ=，2,max 18432b l σ=可以查得对轴和轴的弯距分别为

2,max 0.1372131.5X b M b N m σ==?，2,max 0.08911386.3Y b M b N m σ==?

计算力矩：{,}2131.5s X Y M Max M M N m ==?

有筋板时基础环厚度：10.64b mm δ=

== 取b δ12mm 、螺栓计算

最大拉应力：

00min 156

127416196007470.29.81

0.452.8810 1.1310W e B b b M M m g MPa

Z A σ-++?=-=-=??000002

0.25E W e B b b M M M m g

Z A σ--++=-

91512.20.251274161960010458.59.81

0.412.8810 1.1310

MPa +?+?=

-=?? 基础环中螺栓承受的最大拉应力：12{,}0.450B B B Max MPa σσσ==> 所以塔必须设置地脚螺栓，取地脚螺栓为个。

地脚螺栓螺纹小径：12330.1d C mm =

== （其中bt ][σ＝），故－地脚螺栓满足要求。

五、结构设计

在板式塔内沿塔高装置了若干层塔盘，液体靠重力作用由塔顶逐盘流向塔底，并在各块塔盘面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，由塔底向上一次穿过各塔盘上的液层而升至塔顶。气液两相在各塔盘上直接接触完成热量和质量的传递，两者组成沿塔高呈阶梯式变化。

塔盘是板式塔内气、液接触的主要元件。塔盘要有一定的刚，以维持水平，使塔盘上

的液层深度相对均匀；塔盘与塔壁之间应有一定的密封性，以避免气、液短路；塔盘应便于制造、安装、维修，并且成本要低。

本设计中塔盘设计如下图所示：

表六：塔结构设计

六、参考文献

蔡纪宁, 张秋翔. 化工设备机械基础课程设计指导书. 北京: 化学工业出版社,

董大勤. 化工设备机械基础. 北京: 化学工业出版社,

陈国理. 压力容器及化工设备. 广州: 华南理工大学出版社,

夏颂祺, 丁伯民. 钢架. 北京: 化学工业出版社,

丁伯民, 黄正林. 化工容器. 北京: 化学工业出版社,

七、结束语

本次设计历时一周，通过广泛查阅资料、详细计算，终于完成了甲苯苯的精馏设计的机械设计部分。

在设计过程中，我将所学知识是交融在一起的，尤其是“工程制图”和“机械基础”，其余还需要熟练的应用计算机如对的操作、对等的应用。对于我而言，才刚刚学完了基础专业课程，对许多知识没有深刻的理解和掌握，需要学的东西还很多很多。除了学习和牢固掌握专业知识外，还要不断培养应用计算机的能力，以及专业知识的应用能力。

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合体系分离过程设计二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定原料：苯、甲苯年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2

设计容摘要：精馏是分离液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的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图一、简介塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。根据塔气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。工业上对塔设备的主要要：（1）生产能力大；（2）传热、传质效率高；（3）气流的摩擦阻力小；（4）操作稳定，适应性强，操作弹性大；（5）结构简单，材料耗用量少；（6）制造安装容易，操作维修方便。此外，还要求不易堵塞、耐腐蚀等。板式塔大致可分为两类：（1）有降液管的塔板，如泡罩、浮阀、筛板、导向筛板、新型垂直筛板、蛇形、S型、多降液管塔板；（2）无降液管的塔板，如穿流式筛板（栅板）、穿流式波纹板等。工业应用较多的是有降液管的塔板，如浮阀、筛板、泡罩塔板等。苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88g/ml，但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液体，密度为0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯

精馏塔苯和甲苯

齐齐哈尔大学化工原理课程设计题目苯—甲苯精馏学院食品与生物工程学院专业班级食工145 学生姓名鲁聿指导教师佟白成绩 2016 年11 月23 日

摘要本次课程设计是利用板式精馏塔分离苯-甲苯，采取连续精馏已得到纯度较高的馏出物，根据已给出的设计条件，我们操作条件选取了泡点进料，操作压力选为4Kpa，具体设备选取筛板塔，筛板塔具有结构简单，造价低，效率高等优点，但易堵塞，不宜处理粘性大、脏的和带固体粒子的料液。设计过程中根据要求对精馏塔的结构尺寸进行了准确计算和相关流体力学校核，以及接管尺寸的计算，绘制出了装配图。工业上对塔设备的主要要求: (１) 气(汽)、液处理量大，即生产能力大时，仍不致发生大量的雾沫夹带、拦液或液泛等破坏操作的现象。(２) 操作稳定，弹性大，即当塔设备的气(汽)、液负荷有较大范围的变动时，仍能在较高的传质效率下进行稳定的操作并应保证长期连续操作所必须具有的可靠性。(３) 流体流动的阻力小，即流体流经塔设备的压力降小，这将大大节省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏物系的操作。(４) 结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。(５) 耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。(６) 塔内的滞留量要小。实际上,任何塔设备都难以满足上述要求,因此,设计者应根据塔型特点,物系性质,生产工艺条件,操作方式,设备投资.操作与维修费用等技术经济评价以及设计经验等因素,依矛盾的主次,综合考虑,选择适宜的塔型。关键词：苯甲苯分离过程：精馏塔

Abstract This course is designed for separation of benzene and methylbenzene by distillation column, taking distillate continuous distillation has high purity, according to the design conditions have been given, we select the operating conditions of bubble point feed operation pressure is 4Kpa, the specific equipment selection of sieve plate tower, plate tower has the advantages of simple structure, low cost, efficiency the advantages, but not easy to be blocked, the viscous, dirty and solid particles of liquid. According to the requirements of the design process, the structure size of the distillation column was calculated and correlated with the fluid mechanics and the calculation of the nozzle size.The main requirements of tower equipment industry: (1) gas (steam), liquid processing capacity, production capacity is large, still without entrainment, a liquid blocking or flooding damage operation phenomenon. (2) the operation stability, flexibility, i.e. when the tower equipment gas (steam), liquid loading of a wide range of changes, still can stabilize the operation in the mass transfer efficiency under the conditions of high reliability and should ensure long-term continuous operation must have the.(3) the fluid flow resistance is small, the fluid flow through the device of the small pressure drop, which will greatly reduce the power consumption, thereby reducing operating costs. For vacuum distillation operation, too much pressure drop will make the entire system can not maintain the necessary vacuum degree, the ultimate failure of the operation of the system. (4) the structure is simple, the material consumption is small, and the manufacture and installation are easy. (5) corrosion resistance and not easy to plug, convenient operation, adjustment and maintenance. (6) retention tower to be small.

苯-甲苯体系板式精馏塔设计

化工原理课程设计设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计化工原理课程设计任务书 ?设计任务分离含苯35% ，甲苯65%的二元均相混合液，要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。（以上均为质量分率）物料处理量：20000吨/年。（按300天/年计）物料温度为常温（可按20℃计）。 ?设计内容设计一常压下连续操作的板式精镏塔，设计内容应包含：方案选择和流程设计；工艺计算（物料、热量衡算，操作方式和条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）；主体设备设计，塔板选型和布置，流体力学性能校核，操作负荷性能图，附属设备选型；绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图；（设计图纸可手工绘制或CAD绘图） ?计算机辅助计算要求物性计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序；

②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。气液相平衡计算 ①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序； ②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。精馏塔计算 ①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序； ②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。采用上述程序对设计题目进行计算 ?报告要求设计结束，每人需提交设计说明书（报告）一份，说明书格式应符合毕业论文撰写规范，其内容应包括：设计任务书、前言、章节内容，对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明，必要时可附程序清单；说明书中各种表格一律采用三线表，若需图线一律采用坐标纸（或计算机）绘制；引用数据和计算公式须注明出处（加引文号），并附参考文献表。说明书前后应有目录、符号表；说明书可作封面设计，版本一律为十六开(或 A4幅面)。摘要化工生产和现在生活密切相关，人类的生活离不开各色各样的化工产品。设计化工单元操作，一方面综合了化学，物理，化工原理等相关理论知识，根据课程任务设计优化流程和工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。本次设计旨在分离苯和甲苯混合物，苯和甲苯化学性质相同，可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识，根据物系物理化学特性及热力学参数，对精馏装置进行选型和优化，对于设备的直径，高度，操作条件（温度、压力、流量、组成等）对其生产效果，如产量、质量、消耗、操作费用

年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计

BeiJing JiaoTong University HaiBin College 化工原理课程设计说明书题目：年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计院（系、部）：化学工程系姓名：班级：学号：指导教师签名： 2015 年4 月12 日

摘要目前用于气液分离的传质设备主要采用板式塔，对于二元混合物的分离，应采用连续精馏过程。浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比较优越。其主要特点是在塔板的开孔上装有可浮动的浮阀，气流从浮阀周边以稳定的速度水平进入塔板上液层进行两相接触，浮阀可根据气体流量的大小上下浮动，自行调节。其中精馏塔的工艺设计计算包括塔高、塔径、塔板各部分尺寸的设计计算，塔板的布置，塔板流体力学性能的校核及绘出塔板的性能负荷图。关键词：气液传质分离；精馏；浮阀塔

ABSTRACT Currently，the main transferring equipment that used for gas-liquid separation is tray column. For the separation of binary, we should use a continuous process. The advantages of the float value tower lie in the flexibility of operation, efficiency of the operation, pressure drop, producing capacity, and equipment costs. Its main feature is that there is a floating valve on the hole of the plate, then the air can come into the tray plate at a steady rate and make contract with the level of liquid, so that the flow valve can fluctuate and control itself according to the size of the air. The calculations of the distillation designing include the calculation of the tower height, the tower diameter, the size of various parts of the tray and the arrangement of the tray, and the check of the hydrodynamics performance of the tray. And then draw the dray load map. Key words：gas-liquid mass transfer；rectification；valve tower

苯-甲苯板式精馏塔的课程设计

目录板式精馏塔设计任务书 (3) 设计题目： (3) 二、设计任务及操作条件 (3) 三、设计内容： (3) 一．概述 (5) 1.1 精馏塔简介 (5) 1.2 苯-甲苯混合物简介 (5) 1.3 设计依据 (5) 1.4 技术来源 (6) 1.5 设计任务和要求 (6) 二．设计方案选择 (6) 2.1 塔形的选择 (6) 2.2 操作条件的选择 (6) 2．2.1 操作压力 (6) 2.2.2 进料状态 (6) 2.2.3 加热方式的选择 (7) 三．计算过程 (7) 3.1 相关工艺的计算 (7) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7) 3.1.2 物料衡算 (8) 3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8) 3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9) 3.1.5逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.6 全塔效率的估算 (11) 3.1.7 实际板数的求取 (13) 3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13) 3.2.1 精馏塔的物性计算 (13) 3.2.2 塔径的计算 (15) 3.2.3 精馏塔高度的计算 (17) 3.3 塔板结构尺寸的计算 (18) 3.3.1 溢流装置计算 (18) 3.3.2塔板布置 (19) 3.4 筛板的流体力学验算 (21) 3.4.1 塔板压降 (21)

3.4.2液面落差 (22) 3.4.3液沫夹带 (22) 3.4.4漏液 (22) 3.4.5 液泛 (23) 3.5 塔板负荷性能图 (23) 3.5.1漏夜线 (23) 3.5.2 液泛夹带线 (24) 3.5.3 液相负荷下限线 (25) 3.5.4 液相负荷上限线 (25) 3.5.5 液泛线 (26) 3.6 各接管尺寸的确定 (29) 3.6.1 进料管 (29) 3.6.2 釜残液出料管 (29) 3.6.3 回流液管 (30) 3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30) 四．符号说明 (30) 五．总结和设计评述 (31)

1苯-甲苯工艺设计

引言 1.1 塔设备的分类塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射的方式穿过板上的液层，进行传质于传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属于逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上(有时也采用并流向下)流动，气体两相密切接触进行传热与传质。在正常操作过程中，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属于微分接触逆流操作过程。 1.2 塔设备在化工生产中的作用和地位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。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。在化工生产中，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，都有非常重大的影响。 1.3 设计条件进料量每小时160千摩尔，原料中含苯55%（摩尔分率），以沸点状态送入塔内。要求塔顶馏出物含苯96%（摩尔分率），塔釜残液中含苯不大于4%，操作回流比取最小回流比的2.5倍。 1.4 问题研究本设计是针对苯—甲苯的分离而专门设计的塔设备。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了塔板结构的设计等。计算和设计这些之后进行了有关的力学性能计算和一系列的校核。 2．板式塔的设计 2.1 工业生产对塔板的要求： ①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。 ②塔板效率要高。

苯与甲苯连续精馏塔设计方案青海大学)

化工过程设备设计设计题目：设计一座处理苯——甲苯混合液的连续筛板式精馏塔设计人：旷天亮班级：11级化工<3）班学号：1120204009 设计时间：2018年12月目录课程设计任务书??????????????????2 第一章．设计概述??????????????????5 第二章．设计方案的确定及流程说明????????????????9 第三章.塔的工艺计算??????????????????12 第四章．塔和塔板主要工艺尺寸的设计????????????2?4 ??? （1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定????????????.24 （2）塔板的流体力学验算????????????????????..27

（3）塔板的负荷性能图 ??????? （4＞设计结果概要或设计结果一览表 ?? 第五章 .对本设计的评述和有关问题的分析讨论化工原理课程设计二》任务书（1＞（一）设计题目：试设计一座苯 —甲苯连续精馏塔，要求进料量 5 吨/小时，塔顶馏出液中苯含量不低于 99%，塔底馏出液中苯含量不高于 2%，原料液中含苯 41%＜以上均为质量 %）。＜二）操作条件＜1）塔顶压强 4kPa ＜表压）＜2）进料热状况气液混合进料＜液：气 =1：2）＜3）回流比自选＜4）单板压降不大于 0.7kPa ＜三）设备型式：筛板塔＜四）设备工作日：每年 330天，每天 24 小时连续运行＜五）厂址：西宁地区＜六）设计要求： 1、概述 2、设计方案的确定及流程说明 3、塔的工艺计算 4、塔和塔板主要工艺尺寸的设计（1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定； .34 29 .33

苯甲苯精馏塔课程设计说明书

西北师大学化工原理课程设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计

前言课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。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，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔实现多次接触，进行传质传热过程，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。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的意。作者 2013年12月

苯与甲苯精馏塔课程设计

《化工原理课程设计》报告年处理5.4万吨苯-甲苯精馏装置设计学院：化学化工学院班级：应用化学101班姓名：董煌杰学号：10114308（14）指导教师：陈建辉完成日期：2013年1月17日

序言化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必修的三大环节之一，起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。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 (1) 二、设计计算 (3) 1）设计方案的选定及基础数据的搜集 (3) 2) 精馏塔的物料衡算 (7) 3) 塔板数的确定 (9) 4) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15) 5) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21) 6) 塔板主要工艺尺寸的计算 (23) 7) 塔板负荷性能图 (27) 三、个人总结 (36) 四、参考书目 (37)

化工原理课程设计苯-甲苯板式精馏塔设计

化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏板式塔的设计专业年级：11级化工本2 姓名：申涛指导老师：代宏哲 2014年7月

目录一序言 (3) 二板式精馏塔设计任务书 (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 (8) 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 (17) 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 (21) 1.7 塔板负荷性能图 (24) 四设计结果一览表 (30) 五板式塔得结构与附属设备 (31) 5.1附件的计算 (31) 5.1.1接管 (31) 5.1.2冷凝器 (33) 5.1.3 再沸器 (33) 5.2 板式塔结构 (34) 六参考书目 (36) 七设计心得体会 (36) 八附录......................................................................................... 错误!未定义书签。

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-甲苯精馏塔设计

资料前言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。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、经济合理性。化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是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达到轻重组分分离的方法。塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次课程设计为年处理含苯质量分数36%的苯-甲苯混合液4万吨的筛板精馏塔设计，塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 |

目录第一章绪论 (1) 精馏条件的确定 (1) 精馏的加热方式 (1) 精馏的进料状态 (1) 精馏的操作压力 (1) 确定设计方案 (1) 工艺和操作的要求 (2) 满足经济上的要求 (2) 保证安全生产 (2) 第二章设计计算 (3) 设计方案的确定 (3) 精馏塔的物料衡算 (3) 原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (3) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3) 物料衡算 (3) 塔板计算 (4) 理论板数NT的求取 (4) 全塔效率的计算 (6) 求实际板数 (7) 有效塔高的计算 (7) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 操作压力的计算 (8) 操作温度的计算 (8) 平均摩尔质量的计算 (8) 平均密度的计算 (10) 液体平均表面张力的计算 (11) 液体平均黏度的计算 (12) 气液负荷计算 (13)

化工原理课程设计之苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计

化工原理课程设计设计题目：苯-甲苯连续精馏塔浮阀塔的设计设计人：班级：学号：指导老师：设计时间：

目录设计任务书 (3) 前言 (4) 第一章工艺流程设计 (5) 第二章塔设备的工艺计算 (6) 第三章塔和塔板主要工艺尺寸计算 (15) 第四章塔板的流体力学验算 (18) 第五章塔板负荷性能图 (21) 第六章换热器的设计计算与选型 (25) 第七章主要工艺管道的计算与选择 (28) 结束语 (30) 参考文献 (32) 附录 (33)

化工原理课程设计任务书设计题目：苯—甲苯连续精馏塔（浮阀塔）的设计一、工艺设计部分（一）任务及操作条件 1. 基本条件：含苯25％(质量分数，下同)的原料液以泡点状态进入塔内，回流比为最小回流比的 1.25倍。 2. 分离要求：塔顶产品中苯含量不低于95％，塔底甲苯中苯含量不高于2％。 3. 生产能力：每小时处理9.4吨。 4. 操作条件：顶压强为4 KPa (表压)，单板压降≯0.7KPa，采用表压0.6 MPa的饱和蒸汽加热。（二）塔设备类型浮阀塔。（三）厂址：湘潭地区（年平均气温为17.4℃）（四）设计内容 1. 设计方案的确定、流程选择及说明。 2. 塔及塔板的工艺计算塔高（含裙座）、塔径及塔板结构尺寸；塔板流体力学验算；塔板的负荷性能图；设计结果概要或设计一览表。 3. 辅助设备计算及选型（注意：结果要汇总）。 4. 自控系统设计（针对关键参数）。 5. 图纸：工艺管道及控制流程图；塔板布置图；精馏塔的工艺条件图。 6. 对本设计的评述或有关问题的分析讨论。二、按要求编制相应的设计说明书设计说明书的装订顺序及要求如下： 1. 封面（设计题目，设计人的姓名、班级及学号等） 2. 目录 3. 设计任务书 4. 前言（课程设计的目的及意义） 5. 工艺流程设计 6. 塔设备的工艺计算（计算完成后应该有计算结果汇总表） 7. 换热器的设计计算与选型（完成后应该有结果汇总表） 8. 主要工艺管道的计算与选择（完成后应该有结果汇总表） 8. 结束语（主要是对自己设计结果的简单评价） 9. 参考文献（按在设计说明书中出现的先后顺序编排，且序号在设计说明书引用时要求标注） 10. 设计图纸三、主要参考资料 [1] 化工原理；[2] 化工设备机械基础；[3] 化工原理课程设计；[4] 化工工艺设计手册四、指导教师安排杨明平；胡忠于；陈东初；黄念东五、时间安排第17周～第18周

苯-甲苯精馏塔设计

西北师范大学化工原理课程设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计学生姓名: 卢东升学号: 201173020228 2014年1月3日

前言课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学内容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。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，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔内，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，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，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。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的谢意。作者 2013年12月

连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物

课程设计任务书课程名称综合课程设计1 课程代码80s06210 设计时间指导教师专业班级一、课程设计任务（题目）及要求（一）设计任务：筛板塔设计在一常压操作的连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物，原料液处理量为5500kg/h、组成为0.5(苯的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.01。设计条件如下：操作压力4kPa(塔顶表压) 进料热状况自选回流比自选单板压降≤0.7kPa 全塔效率E T=52% 气候条件忽略试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。设计基本资料见主要参考资料。（二）设计要求 1、学生应在老师指导下独立完成，题目不可更换。 2、查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。 3、最后提交的课程设计成果包括： a) 课程设计说明书纸质文件。 b) 课程设计说明书电子文件。 c) 课程设计计算电子表格文件。二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求） 1、分析课程设计题目的要求； 2、写出详细设计说明； 3、写出详细计算过程、经验值的取舍依据； 4、设计完成后提交课程设计说明书； 5、设计说明书应内容充实、写作规范、项目填写正确完整、书面整洁、版面编排符合要求。 6、计算过程使用的符号符合参考资料中的要求，设计内容按参考资料[2]121页设计示例执行。理论塔板数的求取用逐板计算法。A f和W d的求取按自己推导的公式进行。三、主要参考资料 [1] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002年6月. [2] 陈敏恒，潘鹤林.化工原理（少学时）.华东理工大学出版社，2008年8月. 指导教师（签名）：教研室主任（签名）：

苯-甲苯精馏塔一些计算计

苯-甲苯精馏塔计算 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与甲苯的分离。 3.2.2 方案的说明和论证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：3 一：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。二：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。三：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。四：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。五：结构简单，造价低，安装检修方便。六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。而浮阀塔的优点正是： 3.3 设计的计算与说明 3.3.1 全塔物料衡算根据工艺的操作条件可知：料液流量F=（10-0.5*19）t/h=2.25Kg/s =94.285Kmol/h 料液中易挥发组分的质量分数xf =（30+0.5*19）%=39.5%；塔顶产品质量分数xd = 98%，摩尔分数为97.6%；塔底产品质量分数xw= 2%，摩尔分数为1.7%；由公式： F=D+W F*xf=D*xd+W*xw 代入数值解方程组得：塔顶产品(馏出液)流量D=41.067 Kmol/h=0.89Kg/s；塔底产品(釜液)流量W=53.218Kmol/h=1.360 Kg/s。 3.3.2．分段物料衡算 lgPa*=6.02232-1206.350/(t+220.237) 安托尼方程

苯-甲苯精馏塔课程设计

* 化工原课程设计* 换热器工艺初步设计学生：学号：专业：班级：成绩：指导教师：设计时间：年月日至年月日环境与生命科学系

目录绪论 (3) 塔板的工艺设计 (4) 一、精馏塔全物料衡算 (4) 二、常压下苯-甲苯气液平衡组成（摩尔）与温度关系 (4) 三、理论塔板的计算 (8) 四、塔径的初步计算 (9) 五、溢流装置 (11) 六、塔板分布、浮阀数目与排列 (12) 塔板的流体力学计算 (14) 一、气相通过浮阀塔板的压降 (14) 二、淹塔 (14) 三、雾沫夹带 (15) 四、塔板负荷性能图 (16) 塔附件设计 (19) 一、接管 (19) 二、简体与封头 (20) 三、除沫器 (20) 四、裙座 (21) 五、手孔 (21) 塔总体高度的设计 (21) 一、塔顶部空间高度 (21) 二、塔的底部空间高度 (21) 三、塔总体高度 (21) 附属设备设计 (21)

绪论 1、工艺流程简介连续精馏装置主要包括精馏塔，蒸馏釜（或再沸器），冷凝器，冷却器，原料预热器及贮槽等．原料液经原料预热器加热至规定温度后，由塔中部加入塔．蒸馏釜（或再沸器）的溶液受热后部分汽化，产生的蒸汽自塔底经过各层塔上升，与板上回流液接触进行传质，从而使上升蒸汽中易挥发组分的含量逐渐提高，至塔顶引出后进入冷凝器中冷凝成液体，冷凝的液体一部分作为塔顶产品，另一部分由塔顶引入塔作为回流液，蒸馏釜中排出的液体为塔底的产品． 2、主要设备的型式塔的类型选择板式塔，板式塔的主要构件有塔体，塔板及气液进、出口等塔板的选择。塔板选择浮阀塔板。浮阀塔板结构简单，即在塔板上开若干个孔，在每个孔的上方装上可以上下浮动的阀片，操作时，浮阀可随上升气量的变化自动调节开度，当气量较小时，阀片的开度亦较小，从而可使气体能以足够的气速通过环隙，避免过多的漏液，当气量较大时，阀片浮起，开度增大，使气速不致过高。浮阀塔板的优点是生产能力大，操作弹性大，气液接触状态良好，塔板结构简单，安装容易，压强小，塔板效率高，液面梯度小，使用周期长等。 3、操作压力的确定采用操作压力为常压，即P＝4 kPa (表压)。 4、进料状态与塔板数，塔径，回流量及塔的热量负荷都有密切的关系. 蒸汽加热，其优点是可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜只须安装鼓泡管，不须安置宠大的传热面。这样在设计费用上可节省许多。5、加热方式的确定 6、热能的利用蒸馏过程的特征是重复地进行汽化和冷凝，因此，热效率很低，所以塔顶蒸汽和塔底残液放出的热量利用要合理，这些热量的利用，要考虑这些热量的特点，此外，通过蒸馏系统的合理设置，也可以节能。

苯-甲苯精馏塔顶冷凝器设计

目录一、苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计任务书———————————————2 （一）设计题目———————————————————————————2 （二）操作条件———————————————————————————2 （三）设计容———————————————————————————2 二、苯-甲苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）—————————— 3 （一）设计方案的确定及工艺流程的说明————————————————4 （二）全塔的物料衡算————————————————————————4 （三）塔板数的确定—————————————————————————4 （四）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算——————————6 （五）精馏段的汽液负荷计算—————————————————————7 三、苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）——————————————8 四、苯立式管壳式冷凝器的设计—工艺计算书（标准系列）————————8 （一）确定流体流动空间———————————————————————9 （二）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据————————————9 （三）计算热负荷——————————————————————————10 （四）计算有效平均温度差——————————————————————11 （五）选取经验传热系数K值—————————————————————12 （六）估算换热面积—————————————————————————12 （七）初选换热器规格————————————————————————13 （八）核算总传热系数K0———————————————————————13

化工原理课程设计苯甲苯的分离(筛板塔)

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 111407102 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)