苯-甲苯物性参数 - 360文档中心

苯甲苯精馏塔设计

化工原理课程设计常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计班级：化学工程系2011级1班姓名：学号：指导老师：贾鑫老师完成时间：2014年6月26日化工系常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计一、前言1.1设计任务及条件：泡点进料（q=1），塔顶进入全凝器，塔釜间接蒸汽加热，塔板压降:(0.5-0.7)KPa1.2物系用途及性质(1)苯的性质：摩尔质量78.11g/mol，密度0.8786 g/mL，相对蒸气密度(空气=1)：2.77，蒸汽压（26.1℃）：13.33kPa，临界压力：4.92MPa，熔点278.65 K (5.51 ℃)，沸点353.25 K (80.1 ℃)，在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水，标准摩尔熵So（298.15K）：173.26 J/mol·K，标准摩尔热容 Cpo：135.69 J/mol·K (298.15 K)，闪点 -10.11℃（闭杯），自燃温度 562.22℃，结构：平面六边形，最小点火能：0.20mJ，爆炸上限（体积分数）：8%，爆炸下限（体积分数）：1.2%，燃烧热：3264.4kJ/mol，溶解性：微溶于水，可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。

它有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃，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。

苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。

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。

苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。

（2）苯在工业上的用途：苯是工业上一种常用溶剂，主要用于金属脱脂。

苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂。

苯在工业上最重要的用途是做化工原料。

苯可以合成一系列苯的衍生物：苯与乙烯生成乙苯，后者可以用来生产制塑料的苯乙烯与丙烯生成乙丙烯，后者可以经乙丙苯法莱生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚，制尼龙的环己烷，合成顺丁烯二酸酐，用于制作苯胺的硝基苯，用于农药的各种氯苯，合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯，合成氢醌、蒽醌等化工产品。

苯甲苯设计

课程设计任务书一. 设计题目苯- 甲苯连续精馏筛板塔的设计。

二. 设计参数进料量：料液初温：料液组成： 3000kg/h 20℃ 55％苯（质量分率）塔顶产品组成：苯≥98％（摩尔浓度）塔底产品组成：苯≦2％物系平均相对挥发度：2.5 液体平均密度：气体平均密度：液体表面张力： 810kg／ m3 2.7kg/m3 20 达因/厘米塔顶冷却水温度： 20℃ 设备类型：筛板精馏塔三 . 设计内容1. 设计方案的选定及流程说明； 2. 用 Aspen Plus 模拟计算，给出物料流程图和物料表，计算总物料平衡和能量平衡； 3. 用 Aspen Plus 模拟精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算； 4. 塔板数的确定； 5. 精馏过程的工艺计算 6. 塔和塔板主要工艺结构尺寸计算 7. 塔内流体力学性能的计算与校核 8. 辅助设备的计算和及选型09. 塔板结构简图和塔板性能图的绘制 10. 塔的工艺计算结果汇总一览表 11. 带控制点的生产工艺流程图及精馏塔设备装配图 12. 对本设计的评述 13. 参考文献概述本文采用 aspen 对苯- 甲苯分离筛板精塔进行辅助设计，对于该二元均相混合物的分离，应采用连续精馏过程。

设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点温度后送入精馏塔内。

塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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。

该物系属易分离物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流比的 1.2～2 倍，本设计规定回流比取最小回流比的 1.4 倍。

塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

此外，并对塔和换热器的类型进行了选取，并进行相关工艺参数的确定。

工艺流程确定及说明1.塔板类型1）精馏塔的塔板类型有三种：泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板。

筛板塔的优点是结构简单，制造维修方便，造价低，相同条件下生产能力高于浮阀塔。

苯--甲苯物系

前言精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程，因此可使混合液得到完全的分离。

精馏可视为多次蒸馏演变而来的，不管何种操作方式，混合物中组分间挥发度差异是蒸馏分离的前提和依据。

本次精馏是分离苯-甲苯混合物，是工业上常见的一种分离模式，所设计的塔为浮阀精馏塔，浮阀塔在50年代得到广泛使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为最广泛的使用塔型，特别是在石油和化工方面受到相当重视，对其特性的研究也比较全面。

在本次的设计中，查阅了许多资料，在前人的基础上利用了他们很多的经验公式，并因此省略了一些不必要的环节但在设计过程中，也出现了许多困难，最终在老师的帮助下，困难都解决了。

最后得到的数据或设计结果属于初级设计，由于经验不足，水平有限，其中难免有不妥之处，恳请各读者批评指正。

目录课程设计任务书 (4)一.设计任务及设计条件 (4)1.设计任务 (4)2.操作条件 (4)3.设备形式 (4)4.厂址 (4)二.设计计算 (4)（一）设计方案的确定 (4)（二）精馏塔的物料衡算 (5)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (5)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.物料衡算 (5)4.全塔热平衡 (6)5.塔底再沸器及加热蒸汽消耗量 (6)6.冷凝器的热负荷及冷却水消耗量 (6)（三）塔板数的确定 (6)1.理论板层数的确定 (6)2.实际板层数的求取 (9)（四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)（五）精馏塔的塔体工艺尺寸 (11)1.塔径的计算 (11)2.精馏塔有效高度的计算 (12)（六）塔板主要工艺尺寸的计算 (13)1.溢流装置计算 (13)2.塔板布置及浮阀数目与排列 (14)(七)塔板流体力学验算 (15)1.气相通过浮阀塔板得压降 (15)2.淹塔 (16)3.雾沫夹带 (16)（八）塔板负荷性能图 (17)三.塔附件设计 (21)1.接管—进料管 (21)2.法兰 (21)3.筒体与封头 (22)4.人孔 (22)四.设计评述 (23)五.参考资料 (24)课程设计任务书设计题目苯：苯（A）-甲苯(B)板式浮阀精馏塔工艺设计一、设计任务及设计条件1.设计任务生产能力（进料量）：16000t/年操作周期：72000h/年进料组成：40%塔顶产品组成：>=97%塔底产品组成：<=1%2.操作条件每年实际生产天数：330天（一年中一个月检修）塔顶压强：4kpa（表压）进料热状况：自选单板压降：<=0.7kpa塔釜用间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为2--4Kgf/cm^2塔顶冷凝用冷却水，进出口温差为20--40℃=52%全塔效率:ET3.设备形式：浮阀塔4.厂址：太原地区(大气压为92kpa，绝压；夏天水温为16--18℃)二、设计计算（一）设计方案的确定本设计任务为分离苯和甲苯混合物。

物性参数表

常用溶剂一、乙醇〔ethyl alcohol，ethanol〕CAS No.：64-17-5 〔1〕分子式 C2H6O〔2〕相对分子质量 46.07〔3〕结构式 CH3CH2OH，〔4〕外观与性状：无色液体，有酒香。

〔5〕熔点〔℃〕：-114.1〔6〕沸点〔℃〕：78.3溶解性:与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂;密度：相对密度(水=1)0.79;相对密度(空气=1)1.59;稳定性:稳定;危险标记7(易燃液体);主要用途:用于制酒工业、有机合成、消毒以用作溶剂不同压力下乙醇物性参数变化表压液态密度比热容气体密度蒸发热分子量粘度沸点MPa Kg/m³KJ/Kg*K Kg/m³KJ/Kg g/mol MPa*s ℃0.06 750.49 2.811 2.4693 830.21 46.07 0.58 90.650.04 752.35 2.790 2.1825 837.84 46.07 0.59 870.02 754.38 2.767 1.8917 845.99 46.07 0.61 83 常压756.65 2.742 1.5966 854.89 46.07 0.63 78.35 -0.02 759.50 2.711 1.2984 865.76 46.07 0.66 72.8 -0.04 762.93 2.674 0.9936 878.32 46.07 0.69 65.9 -0.06 767.38 2.627 0.6806 893.85 46.07 0.74 56.82 -0.08 774.37 2.556 0.3559 916.51 46.07 0.83 42.4二、甲醇〔methyl alcohol，Methanol〕CAS No.：67-56-1〔1〕分子式 CH4O〔2〕相对分子质量32．04〔3〕结构式 CH3O，〔4〕外观与性状：无色澄清液体，有刺激性气味。

苯甲苯物系

苯--甲苯物系前言精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程，因此可使混合液得到完全的分离。

精馏可视为多次蒸馏演变而来的，不管何种操作方式，混合物中组分间挥发度差异是蒸馏分离的前提和依据。

本次精馏是分离苯-甲苯混合物，是工业上常见的一种分离模式，所设计的塔为浮阀精馏塔，浮阀塔在50年代得到广泛使用，由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点，已成为最广泛的使用塔型，特别是在石油和化工方面受到相当重视，对其特性的研究也比较全面。

在本次的设计中，查阅了许多资料，在前人的基础上利用了他们很多的经验公式，并因此省略了一些不必要的环节但在设计过程中，也出现了许多困难，最终在老师的帮助下，困难都解决了。

最后得到的数据或设计结果属于初级设计，由于经验不足，水平有限，其中难免有不妥之处，恳请各读者批评指正。

目录课程设计任务书 (4)一.设计任务及设计条件 (4)1.设计任务 (4)2.操作条件 (4)3.设备形式 (4)4.厂址 (4)二.设计计算 (4)（一）设计方案的确定 (4)（二）精馏塔的物料衡算 (5)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (5)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (5)3.物料衡算 (5)4.全塔热平衡 (6)5.塔底再沸器及加热蒸汽消耗量 (6)6.冷凝器的热负荷及冷却水消耗量 (6)（三）塔板数的确定 (6)1.理论板层数的确定 (6)2.实际板层数的求取 (9)（四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9)（五）精馏塔的塔体工艺尺寸 (11)1.塔径的计算 (11)2.精馏塔有效高度的计算 (12)（六）塔板主要工艺尺寸的计算 (13)1.溢流装置计算 (13)2.塔板布置及浮阀数目与排列 (14)(七)塔板流体力学验算 (15)1.气相通过浮阀塔板得压降 (15)2.淹塔 (16)3.雾沫夹带 (16)（八）塔板负荷性能图 (17)三.塔附件设计 (21)1.接管—进料管 (21)2.法兰 (21)3.筒体与封头 (22)4.人孔 (22)四.设计评述 (23)五.参考资料 (24)课程设计任务书设计题目苯：苯（A）-甲苯(B)板式浮阀精馏塔工艺设计一、设计任务及设计条件1.设计任务生产能力（进料量）：16000t/年操作周期：72000h/年进料组成：40%塔顶产品组成：>=97%塔底产品组成：<=1%2.操作条件每年实际生产天数：330天（一年中一个月检修）塔顶压强：4kpa（表压）进料热状况：自选单板压降：<=0.7kpa塔釜用间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为2--4Kgf/cm^2塔顶冷凝用冷却水，进出口温差为20--40℃=52%全塔效率:ET3.设备形式：浮阀塔4.厂址：太原地区(大气压为92kpa，绝压；夏天水温为16--18℃)二、设计计算（一）设计方案的确定本设计任务为分离苯和甲苯混合物。

化工原理课程设计---苯-甲苯冷凝器工艺设计-(2).

课程设计（论文）题目名称苯-甲苯冷凝器工艺设计课程名称化工原理学生姓名学号1040902015系、专业生化系2010级化学工程与工艺指导教师胡建明2013年1 月4 日目录一、课程设计任务书 (3)二、概述 (5)三、设计依据 (8)四、工艺设计计算 (8)五、物料衡算 (8)2.1 精馏塔物料衡算 (8)2.2 冷凝器物料衡算 (9)六、热量衡算 (11)3.1 冷凝器热量衡算 (11)七、设备设计与选型 (14)八、设备设计 (14)1、流体流径选择 (14)2、冷凝器热负荷 (14)3、流体两端温度的确定 (14)4、总传热系数 (14)5、换热面积 (14)6、初选管程及单管长度 (14)7、筒体直径计算 (15)8、数据核算 (15)九、设备选型 (19)十、总结 (25)十一、参考文献 (26)十二、致谢 (27)十三、附工程图纸 (28)10级化学工程专业《化工原理》课程设计任务书设计课题：苯-甲苯精馏装置进料冷凝器设计一、设计条件1、年产苯：70000吨2、产品苯组成：C6H699.5% (质量分数，下同) 、C6H5-CH30.5%3、原料液为常温液体；原料组成：C6H670%,C6H5-CH330%4、分离要求：塔釜苯含量≤0.5%二、设计内容1、物料衡算（精馏塔、冷凝器）2、热量衡算（冷凝器）3、冷凝器热负荷计算4、冷凝器换热面积计算5、冷凝器结构、材质选择6、冷凝器结构尺寸、工艺尺寸的设计计算等7、冷凝器总传热系数的校核8、冷凝器装配图的绘制三、设计要求1、设计方案简介对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。

2、工艺设计选定工艺参数，对单个设备作出衡算示意图，进行物料衡算、热量衡算，以表格形式表达衡算结果，其中的数据（非给定数据）及计算公式（经验公式）必须交待来源（即何种参考书目，并在参考文献中列出）。

3、设备计算选择设备的结构形式，并说明理由。

进行设备的结构尺寸和工艺尺寸的设计计算。

苯-甲苯-二甲苯性质

苯1 、名称23概述：高度易燃，可致癌。

毒性：通过长时间的吸入、皮肤接触以及吞食对身体产生严重危害。

诱变剂。

危险等级（GB6944-86）：3.2（处于中级闪点组的可燃液体）潜在的健康危害眼睛：对眼睛产生严重的刺激。

可造成轻度短暂性伤害。

皮肤：产生中度皮肤刺激。

可通过皮肤吸收有害数量的苯。

与液态苯直接接触可产生红斑和气泡。

长时间或反复接触可导致干性鳞状皮炎或引起二次感染。

摄入：吸取危害。

可抑制中枢神经系统，起初以兴奋为特征，随后产生头痛，头晕目眩，昏昏欲睡以及恶心。

进一步可以导致虚脱，失去意识，昏迷甚至由于呼吸衰竭而死亡。

可导致类似呼吸苯蒸汽产生的后果。

吸入到肺中的苯可产生化学性肺炎，这种肺炎可能是致命的。

吸入：产生呼吸道刺激。

可导致中枢神经系统的不良后果，包括头疼、惊厥、直至死亡。

可产生昏睡、丧失意识及中枢神经系统的压抑。

对中枢神经系统的影响包括：混淆、运动失调、眩晕、耳鸣、虚弱、迷惑、嗜眠症、最终昏迷。

在苯环境中可导致骨髓的不可逆伤害，还可导致再生障碍。

苯可以吸入肺部。

慢性：实验室动物实验证实苯可能导致癌症。

长时间或反复暴露在苯环境中会导致不利的可重复出现的后果。

可引起骨髓畸形，影响造血功能。

还可引起贫血及其它血细胞奇异。

慢性吸入与较高的白血病和骨髓瘤的发生率有关。

据报道，苯具有免疫抑制剂的作用。

动物研究表明苯还会引起胎儿生长发育延缓或畸形。

4 、急救措施眼睛：立即用大量的水至少冲洗15分钟，不时提升上下眼皮，立即寻求医疗救助。

皮肤：立即寻求医疗救助。

马上采用大量的肥皂水至少冲洗15分钟，脱去脏的衣服和鞋，洗后再穿。

摄入：不要诱发呕吐。

如果受害者意识清醒，让其喝下2~4杯牛奶和水。

绝不要让意识不清醒的人口服任何东西，因为可能导致呼吸危险。

应立即寻求医疗救助。

吸入：立即寻求医疗救助。

迅速将受害者从苯氛围转移到空气新鲜的地方。

如果呼吸发生困难，可让其吸氧。

不可采用嘴对嘴的复苏方式。

如果呼吸已停止，宜采用适当的机械装置如氧气袋、面罩等进行人工呼吸。

苯—甲苯精馏分离板式塔设计

一设计题目：苯—甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量）7000吨／年操作周期300天／年进料组成35%（质量分率，下同）塔顶产品组成99.8%塔底产品组成0.2%2、操作条件操作压力 4 kPa （表压）进料热状态泡点进料单板压降≯0.7 kPa回流比： R=2Rmin 由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为0.63、设备型式筛板精馏塔4、厂址荆门地区三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔和塔板主要工艺结构的设计计算（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。

四、设计要求1、设计程序简练清楚，结果准确并有汇总表。

2、计算公式、图表正确并注明来源，符号和单位要统一。

五、设计时间：四周注意事项：1、写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源；2、每项设计结束后，列出计算结果明细表3、图、表分别按顺序编号4、按规定的时间进行设计，并按时完成任务四、要求（1）对精馏过程进行描述（2）对精馏过程进行物料衡算和热量衡算（3）对精馏塔进行设计计算（4）对精馏塔的附属设备进行选型（5）画一张精馏塔的装配图（6）编制设计说明书符号说明英文字母－阀孔的鼓泡面积m2Aα－降液管面积 m2Af－塔截面积 m2ATb －操作线截距c －负荷系数（无因次）c－流量系数（无因次）D －塔顶流出液量 kmol/hD －塔径 md－阀孔直径 m－全塔效率（无因次）ETE －液体收缩系数（无因次）e－物沫夹带线 kg液/kg气vF －进料流量 kmol/h－阀孔动能因子 m/sFg －重力加速度 m/s2H－板间距 mTH －塔高 mH－清液高度 md－与平板压强相当的液柱高度 mhc－与液体流径降液管的压降相当液柱高度 m hd－与气体穿过板间上液层压降相当的液柱高度 m hr－板上鼓泡高度 mhf－板上液层高度 mhL－降液管底隙高度 mhh－堰上液层高度 m02v－与板上压强相当的液层高度 mhp－与克服液体表面张力的压降所相当的液柱高度 m hσ－溢液堰高度 mh2vK －物性系数（无因次）－塔内下降液体的流量 m3/sLs－溢流堰长度 mLwM －分子量 kg/kmolN －塔板数－实际塔板数Np－理论塔板数NTP －操作压强 PaΔP－压强降 Paq －进料状态参数R －回流比－最小回流比Rminu －空塔气速 m/sw －釜残液流量 kmol/h－边缘区宽度 mwc－弓形降液管的宽度 mwd－脱气区宽度 mwsx －液相中易挥发组分的摩尔分率y －气相中易挥发组分的摩尔分率z －塔高 m希腊字母α－相对挥发度μ－粘度 Cpρ－密度 kg/m3σ－表面张力下标r －气相L －液相l －精馏段q －q线与平衡线交点min－最小max－最大A －易挥发组分B －难挥发组分化工原理课程设计----------筛板塔的设计第一章流程及生产条件的确定和说明第一节概述流程示意图冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯↑↓回流原料→原料罐→原料预热器→精馏塔↑回流↓再沸器←~ 塔底产品冷却器→氯苯的储罐→氯苯精馏塔是现在化工厂中必不可少的设备，因此出现了很多种的精馏塔。