苯-甲苯精馏塔设计

（1）设计方案简介

1.装置流程的确定

本次的课程设计任务是甲醇和水的体系，要想把低纯度的甲醇水溶液提升到高纯度，要用连续精馏的方法，因为甲醇和水的挥发度相差不大。精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程，因此可使

混合液得到几乎完全的分离。化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的，塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。为实现精馏分离操

作，除精馏塔外，还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。可知，单有精馏塔还不能完成精馏操作，还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备，才能实现整个操作。

浮阀塔是在筛板塔基础上，在每个筛孔处安置一个可上下移动的阀片。当

筛孔气速高时，阀片被顶起、上升，孔速低时，阀片因自重而下降。阀片

升降位置随气流量大小作自动调节，从而使进入液层的气速基本稳定。又

因气体在阀片下测水平方向进入液层，既减少液沫夹带量，又延长气液接

触时间，故收到很好的传质效果。

连续精馏流程为：原料液经预热器预热至泡点温度后，进入精馏塔的进料板。在进料板上与自塔上部下降的回流液混合，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每层板上，回流液体与上升蒸汽互相接触，进行热和质的传递过程。操作时，连续地从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液），部分液体汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中被全部冷凝，并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体，其余部分经

冷却器后被送作为塔顶产品（馏出液）。

2.操作压力的选择：常压

精馏可以常压，加压或减压条件下进行。确定操作压力时主要是根据处理

物料的性质，技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。对于沸点低，常压下为气态的物料必须在加压条件下进行操作。在相同条件下适当提高操作压力可以提高塔的处理能力，但是增加了塔压，也提高了再沸器的温度，并且相对挥发度液会下降。对于热敏性和高沸点的物料常用减压蒸馏。

降低操作压力，组分的相对挥发度增加，有利于分离。减压操作降低了平衡温度，这样可以使用较低位的加热剂。但是降低压力也导致了塔直径的

增加和塔顶冷凝温度的降低，而且必须使用抽真空设备，增加了相应的设

备和操作费用。本次任务是甲醇和水体系，甲醇-水这一类的溶液不是热敏性物料，且沸点又不高，所以不需采用减压蒸馏。这类溶液在常压下又是液态，塔顶蒸气又可以用普通冷却水冷凝，因而也不需采用加压蒸馏。

所以为了有效降低设备造价和操作费用对这类溶液可采用常压蒸馏。

∴操作压强:P=1atm=0.1MPa=1.013×103KPa

3.进料热状况的选择：泡点进料

进料热状态有五种。原则上，在供热一定的情况下，热量应尽可能由塔底

输入，使产生的气相回流在全塔发挥作用，即宜冷也进料。但为使塔的操作稳定，免受季节气温的影响，常采用泡点进料。这样，塔内精馏段和提馏段上升的气体量变化较小，可采用相同的塔径，便于设计和制造。但将原料预热到泡点，就需要增设一个预热器，使设备费用增加。综合考虑各方面因素，决定采用泡点进料，即q=1

4. 加热方式的选择：直接蒸汽加热

塔釜一般采用间接蒸汽加热，但对塔底产物基本是水，且在低浓度时的相对挥发度较大的体系，也可采用直接蒸汽加热。直接蒸汽加热的优点是：可利用压力较低的蒸汽加热，塔釜只须安装鼓泡管，一般可节省设备费用和操作费用。但由于直接蒸汽加入，对釜内溶液起一定稀释作用，在进料条件和产品纯度、轻组分收率一定的前提下，釜液浓度相应降低，故需在提馏段增加塔板以达到生产要求。间接加热方式的优点是可以提供足够的热量，而且不会稀释釜内溶液的浓度。本次设计采用直接加热。

5. 回流比的选择

先求出最小回流比Rmin ，根据经验取操作回流比为最小回流比的 1.1~2 倍，即R ＝（1.1~2）Rmin 。适宜回流比应通过经济核算决定，即操作费用和设备折旧费之和为最低时的回流比为适宜回流比。本设计中，选1.1~2倍的回流比，分别计算出操作费用和设备费用，选和最小时的回流比，综合考虑各个因素，采用回流比为最小回流比的1.6倍。即：R=1.6 Rmin 1. 精馏塔的物料衡算

1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量 M A =3

2.04 kg/kmol 水的摩尔质量 M B =18.02kg/kmol

.18/6.004.32/4.004

.32/4.0+=

=0.273

965

.002

.18/02.004.32/98.004

.32/98.0=+=

0085

.002

.18/985.004.32/015.004

.32/015.0X =+=

w 1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

M F =32.04×0.273+18.02×(1 - 0.273) =21.85Kg/Kmol M D =32.04×0.965+18.02×(1 - 0.965) =31.55Kg/Kmol M W =32.04×0.0085+18.02×(1 - 0.0085) =18.14Kg/Kmol 1.3 F 、D 、W 的摩尔流量

原料液流量 h k m o l F /08.57285

.2180001000

100000=??=

总物料衡算 F=D+W (1) 甲醇的物料衡算 Fx F =Dx D +Wx w (2)

联立上式（1）、（2）得： D= 158.20kmol/h W=413.88kmol/h

2. 塔板数的确定

理论板数的求取

（1）由 y=

1+(-1)x

αα及甲醇—水在不同温度下的汽—液平衡组成

温度液相气相 a 温度液相气相 a 92.9 0.0531 0.2834 7.05 77.8 0.2909 0.6801 5.18 90.3 0.0767 0.4001 8.03 76.7 0.3333 0.6918 4.49 88.9 0.0926 0.4353 7.55 76.2 0.3513 0.7347 5.11 86.6 0.1257 0.4831 6.5 73.8 0.462 0.7756 4.02 85 0.1315 0.5455 7.93 72.7 0.5292 0.7971 3.49 83.2 0.1674 0.5586 6.29 71.3 0.5937 0.8183 3.08 82.3 0.1818 0.5775 6.15 70 0.6849 0.8492 2.59 81.6 0.2083 0.6273 6.4 68 0.7701 0.8962 2.57 80.2 0.2319 0.6485 6.11 66.9 0.8741

0.9194 1.64 78

0.2818 0.6775 5.35

am=1919......3.2.1a a a a =4.83 得到相平衡方程 y=

4.83=1+(-1)x 1+3.83x x

αα

因为泡点进料，所以q=1 且Xq=XF=0.273 且q 点过相平衡线则y q=0.645

Rmin=

D q q q

x y y x --=0.860 取操作回流比 R=1.6 Rmin=1.376

(2)求精馏塔的气液相负荷

==RD L 1.376×158.20=217.68kmol/h

V=(R+1)D =2.376×158.20=375.88kmol/h L ’=L+F=217.68+572.08=789.76kmol/h V ’=V=375.88kmol/h

(3)求操作线方程

精馏段操作线方程

1n y +=

R + Xn +1

D x R +=0.6154Xn+0.4061

提馏段操作线方程

0094.01011.2m '

m -=-=

+x x V

x V L y

(4)逐板计算法求理论板数

因为塔顶为全凝器 y 1=X D =0.965 通过相平衡方程y=

4.83=

1+(-1)x 1+3.83x x

αα得X 1=0.8509 再通过精馏段操作线方程 y 2=0.6154X 1+0.4061=0.9297 ，如此反复得

y 1=0.965 x 1=0.8509 y 2=0.9297 x 2=0.7325 y 3=0.8562 x 3=0.5521 y 4=0.7459 x 4=0.3780

y 5=0.6384

x 5=0.2644

当X 5

y ’7=0.0148 x ’7=0.0031

可得到进料板位置 N F

精馏段4块板提馏段6块板

总理论板数 N T =11 <包括再沸器>

实际板层数的求取

（1）根据气液平衡表利用内差法求得进料温度t F =78.4℃

塔顶温度t D =65.9℃ 塔釜温度t W =98.9℃

则塔顶塔底平均温度℃4.822

.989.652

t t t m =+=

在℃4.82t m =时查得，

s mpa 3469.0水

?=μ

s mpa 2704.0甲醇

?=μ

则

mpa 3331.03469.0)1802.01(2704.01802.0?=?-+?=∑=μ

x X i =0.1802 y i =0.5754

甲醇和水相对挥发度a=y/x ÷(1-y)/(1-x)=6.17 全塔效率 E T =0.49(μL а)-0.245×100%=41.1％实际板层数：

总实际板数N=N T /E T =11/0.411=26.8≈27

精馏段实际板层数：N 精=4 / 0.411 = 9.7≈10

提馏段实际板层数：N 提=7 / 0.411 = 17（包括再沸器）

3. 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (1)操作压力

塔顶操作压力 PD=101.3+4=105.3KPa

每层塔板压降 ?P=0.7KPa

进料板压力 P F =105.3+0.7×10=112.3KPa 塔底压力 Pw=P F +0.7×17=124.2KPa

精馏段平均压力 Pm=(P D +P F )/2=(105.3+112.3)/2=108.8KPa

提馏段平均压力 Pm ′=(Pw+P F )/2=(124.2+112.3)/2=118.25KPa

(2)操作温度

塔顶温度 t D =65.9℃ 进料板温度 t F =78.4℃ 塔釜温度 t W =98.9℃

精馏段平均温度 t m =(65.9+78.4)/2=72.15℃

提馏段平均温度 t ’m =(78.4+98.9) / 2=88.65℃ （3）气、液平均摩尔质量塔顶平均摩尔质量计算

由X D =y 1=0.965 通过相平衡方程求得 X 1=0.8509

M VDM =y 1M 甲+（1-y 1）M 水=0.965×32.04+(1-0.965) ×18.02=31.55Kg/Kmol M LDM =X 1M 甲+（1-X 1）M 水=0.8509×32.04+(1-0.8509) ×18.02=29.95 Kg/Kmol 进料板平均摩尔质量计算

通过逐板计算得进料板y F =0.6384，再通过相平衡方程得X F =0.2644 M VFM = y F M 甲+（1-y F ）M 水=0.6384×32.04+（1-0.6384）×18.02=26.97Kg/Kmol M LFM =X F M 甲+（1-X F ）M 水=0.2644×32.04+（1-0.2644）×18.02=21.73Kg/Kmol 塔釜平均摩尔质量的计算

由X w =0.0085查平衡曲线得 y w =0.0398

M VWM =y w M 甲+（1-y w ）M 水=0.0398×32.04+（1-0.0398）×18.02=18.58Kg/Kmol M LWM =X W M 甲+（1-X W ）M 水=0.0085×32.04+（1-0.0085）×18.02=18.14Kg/Kmol 精馏段平均摩尔质量

M VM =(M VDM +M VFM )/2=(31.55+26.97)/2=29.26 Kg/Kmol M LM =(M LDM +M LFM )/2=(29.95+21.73)/2=25.84 Kg/Kmol 提馏段平均摩尔质量

M VM ′=(M VWM +M VFM )/2=(18.58+26.97)/2=22.78 Kg/Kmol M LM ′=(M LWM +M LFM )/2=(18.14+21.73)/2=19.94 Kg/Kmol (4)气、液平均密度

气相平均密度计算:

由理想气体状态方程计算即精馏段 T

M P m

R =

ρV =

m kg 3/1089.1)

15.7215.273(314.826

.298.108=+??

提馏段

'''

V T M P m

vm m

R =

=m kg 3

/8955.0)

65.8815.273(314.878.2225.118=

+??

液相平均密度计算:

温度/C A w B w

()3//m kg 甲醇ρ

()3

//m kg 水ρ

塔顶 65.9 0.98 0.02 749.1 980.0 进料板 78.4 0.4 0.6 732.4 972.8. 塔底 98.9

0.015

0.985

711.7

959.2

液相平均密度按下式计算即

L m

ρ=

,,A

L A

L B

w w ρρ+

进料板：

LF m

ρ=

.9726

.04.7324.0+ ,LF m ρ=859.93/Kg m 塔顶：

L m

ρ=

.98002

.01.74998.0+

,L m ρ=752.63/Kg m 塔釜：

Lw m

ρ=

.959985

.07.711015.0+ ,Lw m ρ=954.23/Kg m 故精馏段平均液相密度 ,L m ρ精=

3.80629

.8596.752=+3/Kg m

提馏段平均液相密度 ,L m ρ提=1.9072

.8592.954=+3/Kg m

(5)液体平均表面张力

m σ=1

i i i x σ=∑

由t D =65.9℃ 查化工原理上册附表得

=水σ65.08/mN m =甲醇σ18.20/mN m

塔顶液体平均表面张力.m D σ=0.965?18.20+(1-0.965)?65.08=19.84/mN m 由t F =78.4℃ 查化工原理上册附表得

=水σ62.87/mN m =σ

甲醇

17.0/mN m

加料板液体平均表面张力 ,m F σ=0.2644?17.0+(1-0.2644)?62.87=50.74/mN m 由t W =98.9℃ 查化工原理上册附表得

=水σ59.01/mN m =甲醇σ15.0/mN m

()64.5801.590085.010.150085.0=?-+?=mW σ/mN m

精馏段平均表面张力 ,m σ精=

29.352

.5084.19=+/mN m

提馏段平均表面张力 69.542

.5874.50提=+=m σ/m N m

(6)液体平均黏度计算 ,L m μ=1n

i i x i μ=∑

t D =65.9℃，查化工原理上册

=甲醇μ0.3364.a mP s =水μ0.4637.a mP s

,L D μ=0.965?0.3364+(1-0.965)?0.4637=0.3409.a mP s

t F =78.4℃，查化工原理上册

=甲醇μ0.2864.a mP s =水μ0.3644.a mP s

,L F μ=0.2644×0.2864+（1-0.2644）×0.3644=0.3438.a mP s

t W =98.9℃，查化工原理上册

=甲醇μ0.2044=水μ0.2874.a mP s

()2867.02874.00085.012044.00085.0.=?-+?=W L μ.a mP s

精馏段液体平均粘度 ,L M μ精=

3424.02

3438

.03409.0=+.a mP s

提馏段液体平均粘度 3153.02

2867

.03438.0提,=+=

M L μ.a m P s

4. 精馏塔的塔体工艺尺寸计算（1）塔径的计算精馏段：

L=217.68kmol/h V=375.88kmol/h

精馏段的气、液相体积流率为 V S =VM Vm /3600ρVm =（375.88×29.26）/(3600×1.1089)=2.7550 m 3

L S =LM Lm /3600ρ

Lm =(217.68×25.84)/(3600×806.3)=0.00194 m

max L V

u C

ρρρ-=式子中，负荷因子2.020)02.0(σC C =由史密斯关联图查得C 20 先求图的横坐标为

/1???

? ??V

L S

V L ρρ=0190.01089.13.8067550.200194.02

/1=???

???

取板间距，H T =0.40m,

板上清液层高度取h L =0.05m ，则H T -h L =0.35 m 由史密斯关联图得C 20 =0.065 精馏段液体表面张力σ=35.29mN/m

气体负荷因子 C= C 20×(σ/20)0.2=0.065×(35.29/20) 0.2 =0.0728

max u =C

L V V

ρρρ-=0.07289617.11089.11089

.13.806=-? m/s

取安全系数为0.8，则空塔气速为

u =0.8max u =0.8×1.9617=1.5694m/s D=

V u

π=1.5m 按标准塔径圆整后为D=1.6m

塔截面积为A T =

4π

=2.0096m 2

实际空塔气速为u 实际=Vs /A T=2.7550/2.0096= 1.3709m/s u 实际/ u max =1.3709/1.9617=0.70(安全系数在允许的范围内，符全设计要求) 史密斯关联图

提馏段:

L ’=789.76kmol/h V’=375.88kmol/h

提馏段的气、液相体积流率为

V ’S =V ’M Vm /3600ρ’Vm =(375.88×22.78)/(3600×0.8955)=2.6560m 3/s

L ’S =L ’M Lm /3600ρ’Lm =(789.76×19.94)/(3600×907.1)=0.00482m 3/s

max L V

u C

ρρρ-=式中，负荷因子2.020)02.0(σC C =由史密斯关联图查得C 20 先求图的横坐标

/1‘’’‘?

? ??V L S

V L ρρ=0578.08955.01.9076560.200482.02

/1=???

???

取板间距，H T =0.40m ，

板上清液层高度取h L =0.1m ，则H T -h L =0.30 m 由史密斯关联图，得知C 20=0.06 提馏段液体表面张力σ=54.69mN/m

气体负荷因子C= C 20×(σ/20)0.2= 0.06×(54.69/20) 0.2=0.0734

max u =C

L V V

ρρρ-=0.07343349.28955.08955.01.907=-?m/s

取安全系数为0.8，则空塔气速为

u=0.8max u =0.8×2.3349=1.8679m/s D ’=

V u

π=1.35m 按标准塔径圆整后为D=1.6m 塔截面积为A T =

4π

=2.0096 m 2

实际空塔气速为u 实际=Vs /A T =2.6560/2.0096=1.3217m/s

u 实际/ u max =1.3217/2.3349=0.6(安全系数在允许的范围内，符全设计要求) (2)精馏塔有效高度的计算

精馏段有效高度为 Z 精=（N 精-1）H T =（10-1）×0.40=3.6 m 提馏段有效高度为 Z 提=（N 提-1）H T =（16-1）×0.40=6m 在进料板上方开一个人孔，其高度为0.8 m

故精馏塔有效高度为Z=Z 精+Z 提+0.8=3.6+6+0.8=10.4m 5. 塔板主要工艺尺寸计算

(1)溢流装置计算因塔径 D=1.6m ，

所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。

采用单溢流、弓形降液管，平形受液盘及平行溢流堰，不设进口堰。 1) 堰长 w l

取堰长 w l =0.6D

w l =0.6?1.6=0.96m 2)溢流堰高w h

w h =L ow h h -

选用平直堰，堰上液层高度ow h 由下式计算

ow h =

2/3

2.841000h w L E L ??

???

精馏段：

近似取E=1，则

m h OW

0107.096.0360000194.011000

84.23

/2=???

? ?????=

取板上液层高度h L =0.06m

故 m h W 0493.00107.006.0=-= 提馏段：

近似取E=1，则

m h OW

0196.096.0360000482.011000

84.23

/2=???

? ?????=

取板上液层高度h L =0.06m

故 m h W 0404.00196.006.0=-= 3)弓形降液管的宽度d W 与截面积f A

由

=0.6lw

查图（P163页弓形降液管的宽度与面积图）得 d

W D

=0.11, f T A A =0.052

故 d W =0.11D=0.176m f A =0.052

()

D π

=0.10452m

依下式验算液体在降液管中停留时间，即精馏段：

f T s A H L τ=

55.2100194

.040

.01045.0=?=

>5s

提馏段：

f T s

A H L τ=67.8000482

.040

.01045.0=?=

>5s ，故降液管设计合理

(2)塔板的布置

1) 塔板的分块

因为D ≥ 900mm ，所以选择采用分块式，查表可得，塔板可分为3块。 2) 边缘区宽度确定

取Ws=W ’s= 80mm , Wc=50mm 3). 开孔区面积计算

开孔区面积 22212s i n 180a x A x R x R R π-?

?=-+???

2c D

W -=1.6/2-0.05=0.75m x=()2

d D

W Ws -+=1.6/2 –(0.176+0.008)=0.616m 故 a A =1.611m 2

4). 浮阀的数目及排列 (1)浮阀的排列

采用F1型浮，由于塔径为1.6m ，故塔板采用分块式。浮阀排列方式采用等腰三角形叉排，同一横排的阀孔中心距 t=75mm ，相邻两排间的中心距t ’=65mm 。（2）阀数确定

气相体积流量V S =2.7550s m /3

已知，由于阀孔直径d 0=0.039m ，因而塔板上浮阀

数目n 就取决于阀孔的气速u 0。

F u ρ0

，

浮阀在刚全开时操作，取阀孔动能因子 F ο=10 精馏段：孔速 u ο=

,V m

F ο

ρ=

=1.1089109.496m/s

浮阀数 N=

V d u ο

9.496

039.04/14.3 2.7550

??=242.99≈243(个)

精馏段

设计条件下的阀孔气速=

d V u s

004

s m /4955.9243

039.04/14.37550

.22

=?? 阀孔动能因子F 0=9.4955×√1.1089=9.9991

阀孔动能因子变化不大，仍在9-12的合理范围内，故此阀孔实排数适用按75t mm =等边三角形叉排方式作图，排得阀数38个提馏段：孔速u ο=

,V m

F ο

ρ=

=8955

.01010.567m/s

阀数N=

s V d u ο

567

.10039.04/14.36560

.22

??=210.5≈211(个) 按75t mm =等边三角形叉排方式作图，排得阀数38个

图3-3 塔板阀数图

按n=38，重新核算孔速及阀孔动能因数精馏段=

d V u s

004

s m /57.1138

039.04/14.35251

.02

=?? 45.11978.057.11=?=精F 仍在9～12范围内。

提馏段；

d V u s

004

s m /44.1238

039.04/14.35647

.02=??

99.1078.044.12提=?=F 仍在9～12范围内。

（3）开孔率精馏段：

%4.146.1039.0243)(4

202

0精=???

???===

D d n D d n π

φ 提馏段：

%5.126.1039.0211)(4

202

0提=???

? ???===

D d n D d n π

φ 开孔率在5%~15%范围内，故符合设计要求。

每层塔板上的开孔面积

精馏段： 200242.0205.0118.0m A =?= 提馏段： 200242.0205.0118.0m A =?=

6.流体力学计算

塔板压强降；液面落差；雾沫夹带；漏液；液泛作出负荷性能图

（3）板式塔结构与辅助设备的计算

1. 板式塔结构 ? 板间距 ? 进料板间距 ? 塔顶空间 ? 除沫器

?人孔

?塔底空间

?裙座高度

2. 辅助设备的计算

?蒸气冷凝器

?再沸器

?原料预热器

?原料输送泵

（4）塔结构示意图及说明（5）设计结果一览表

1.精馏塔设计结果列表

2.换热器主要结果参数

3.输送泵的类型、规格

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

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)

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。

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)

苯—甲苯溶液连续精馏塔设计

江汉大学《化工原理》课程设计说明书题目苯—甲苯溶液连续精馏塔设计专业班级过控141 学生翔指导老师红姣成绩 2017 年 7 月 5 日

化工原理课程设计任务书一、设计名称：苯-甲苯溶液连续精馏塔设计二．设计条件处理量：10万吨/y 料液组成（质量分数）：45% 塔顶产品组成（质量分数）：99% 塔顶易挥发组分回收率：99% 每年实际生产时间：7200h 精馏塔顶的压强：4kPa (表压) 加热蒸汽：低压蒸汽单板压降：≯0.7kPa 三、设计任务 1、设备选型、设计方案的确定和流程说明； 2、精馏塔的工艺计算：塔径、塔高、溢流装置、塔板的布置、升气道等的设计与排列； 3、流体力学性能的验算； 4、绘制塔板负荷性能图并结合流体力学验算进行调整； 5、有关附属设备的计算选型； 6、编写设计说明书和设计结果概要或设计一览表，绘制主体设备工艺条件图

目录 1.流程和工艺条件的确定和说明 (3) 2.操作条件和基础数据 (3) 2.1操作条件 (3) 2.2基础数据 (3) 3.设计计算 (3) 3.1精馏塔的物料衡算 (3) 3.2塔板数的确定 (4) 3.2.１苯—甲苯混合物的ｔ-ｘ-ｙ图和x-y图 (4) 3.2.2确定最小回流比Ｒｍｉｎ和回流比 (6) 3.2.3精馏塔气、液相负荷的确定 (6) 3.2.4操作线方程 (7) 3.2.5图解法求理论板层数 (7) 3.2.6全塔效率的计算 (7) 3.2.7实际板层数 (9) 3.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9) 3.3.1操作压力计算 (9) 3.3.2平均摩尔质量计算 (9) 3.3.3平均密度计算 (10) 3.3.4液体平均表面力计算 (12) 3.3.5液体平均粘度计算 (13) 3.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算与板间距的确定 (13) 3.4.1塔径的计算 (13) 3.4.2塔高度计算 (15) 3.5塔板主要工艺尺寸计算 (16) 3.5.1溢流装置的计算 (16) 3.5.2塔板布置 (18) 3.6筛板的流体力学验算 (19)

苯-甲苯筛板精馏塔课程设计

河西学院 Hｅxi Ｕniｖersiｔy 化工原理课程设计题目: 苯-甲苯筛板式精馏塔设计学院：化学化工学院

专业：化学工程与工艺学号: 姓名: 指导教师： 2014年１２月6日目录化工原理课程设计任务书 1．概述 (5) 1.1序言 ....................................................................................................................... ５ 1.2再沸器?5 1.3冷凝器?5 2．方案的选择及流程说明?6 3.塔的工艺计算?6 3.1原料及塔顶塔底产品的摩尔分率?７ 3.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7) 3．3物料衡算?7 4．塔板数的确定 (7) 4.1理论塔板数T N (7)

4.2最小回流比及操作回流比?8 ４.３精馏塔的气、液相负荷?８ 4.4操作线方程 .............................................................................. 错误!未定义书签。 4．５图解法求理论塔板数 (9) 4.6实际板层数?9 5.精馏塔的工艺条件及有关物性数据................................................. 错误!未定义书签。 5.1操作压力?9 5．２操作温度?１0 10 ５.３平军摩尔质量? 5.4平均密度?１1 ５.5液体平均表面张力 ........................................................................................... 1２ 5.6液体平均黏度 ..................................................................................................... 1２ 13 ６.精馏塔的塔体工艺尺寸? 6.1塔径 (13) 6.2空塔气速 (13) 6.3实际空塔气速 (14) 6．４精馏塔有效高度?错误!未定义书签。 7．踏板主要工艺尺寸的设计......................................................................................... １5７.１塔板布置 .......................................................................................................... 1８ 7.２.塔板布置………………………………………………………………………….1８

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）设计内容———————————————————————————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 （九）计算压强降——————————————————————————13

苯甲苯精馏塔的课程设计说明书

《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

苯-甲苯分离精馏塔设计

摘要在化工生产中，精馏是最常用的单元操作,，是分离均相液体混合物的最有效方法之一。塔设备一般分为级间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。70年代初能源危机的出现，突出了节能问题。随着石油化工的发展，填料塔日益受到人们的重视，此后的20多年间，填料塔技术有了长足的进步，涌现出不少高效填料与新型塔。苯和甲苯的分离对于工业生产具有重要的意义。关键词：苯甲苯精馏塔

第一章文献综述 1.1苯 1.1.1苯的来源工业上大量的苯主要由重整汽油及裂解汽油生产，甲苯歧化、烷基苯脱烷基等过程也是苯重要的工业来源，由煤焦化副产提供的苯占的比例已经很小。不同国家和地区的苯供应情况各不相同：美国主要从重整汽油中获得；西欧主要来自裂解汽油；中国则主要由重整汽油及炼焦副产品生产。由重整汽油及裂

解汽油分离苯在石脑油经催化重整所得的重整汽油中，约含苯6％（质量），用液-液萃取法将重整汽油中芳烃分出，再精馏得到苯、甲苯、二甲苯。由烃类裂解得到的裂解汽油中，苯含量最高可达40％（质量）,工业上也用液-液萃取的方法从中抽提芳烃,然后精馏得苯等芳烃组分,但萃取前需先用催化加氢方法除去裂解汽油中的烯烃及含硫化合物等杂质。（见芳烃抽提）脱烷基制苯所用烷基苯可以是甲苯、二甲苯或多烷基苯，由芳烃的供需平衡决定。烷基苯脱烷基工艺可分为催化脱烷基法和热脱烷基法。催化脱烷基法反应温度500～650℃，压力3.0～7.0MPa,用负载于氧化铝上的铬、钴或钼系催化剂，特点是能耗低，但因催化剂易结焦，需有较大的氢／烷基苯比，俗称氢油比。此外，还要求原料中非芳烃含量不能太高。热脱烷基法允许原料中非芳烃含量较高,反应温度比催化脱烷基法高约100～200℃，压力为3.0～10.0MPa，特点是操作比较简单,但能耗大、反应器材料要求高。两种脱烷基法流程十分相似(图2),其主要差异只是在反应器构造上。原料与氢混合加热后进入反应器。反应后，混合物经冷却进入气液分离器，分出氢气等气相物料。液相混合物经稳定塔、白土处理器，最后再经精馏塔得产品苯。脱烷基反应的关键是维持正常温度，温度过高引起苯收率下降和严重结焦，故应及时移出反应热（可用低温氢为冷却剂）。两种脱烷基的甲苯单程转化率都在70％～85％，苯收率95％～98％。