年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计
苯_甲苯连续板式精馏塔的设计方案
苯-甲苯连续板式精馏塔的设计方案1.1精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。
两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。
简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。
精馏塔，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。
但易漏液，易堵塞。
然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。
1.2再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔气液两相间的接触传质得以进行。
本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。
液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程的载热体供热。
立式热虹吸特点：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。
▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。
▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。
▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。
1.3冷凝器以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。
1.4精馏设计方案的制定及说明1.5基础数据的搜集表1 苯和甲苯的物理性质L表8常压下苯——甲苯的气液平衡数据2.工艺计算2.1生产要求:原料液组成：苯34.5%（wt%）。
产品中：苯含量98.5% 残夜中：苯含量1%2.2塔的物料衡算：料液及塔顶.塔底产品含苯摩尔分数:011.013.92/9911.111.781987.013.925.111.785.9811.785.98383.013.925.6511.785.3411.785.34=+==+==+=w D f x x x平均摩尔质量:Mf=0.383⨯78.11+(1-0.383)⨯92.13=86.767kg/mol Md=0.987⨯78.11+(1-0.987)⨯92.13=78.29kg/mol Mw=0.011⨯78.11+(1-0.011) ⨯92.13=91.98kg/mol 物料衡算:总物料衡算 : D+W=F易挥发组分物料衡算 : D ×Xd+W ×Xw=F ×XfF=33.3*1038.03386.767=kmol/h D=14.497kmol/h W=23.536kmol/h设计成泡点进料后: min 0.6080.9871.680.3830.608F D F F y x R x y --===-- (查得Xf=0.383时Yf=0.608)2.3理论板层数NT 的求取min R =1.68由逐板计算法借助EXCEL 算出各个回流比下理论塔板数：y=0.686x+0.310 1.5100.00561 y'=1.510x-0.00561 y=0.702x+0.294 1.484 0.00533 y'=1.484x-0.00533 y=0.716x+0.280 1.461 0.00507 y'=1.461x-0.00507 y=0.729x+0.267 1.440 0.00484 y'=1.440x-0.00484 y=0.759x+0.238 1.392 0.00431 y'=1.392x-0.00431 y=0.751x+0.245 1.403 0.00444 y'=1.403x-0.00444 y=0.761x+0.235 1.387 0.00426 y'=1.387x-0.00426 y=0.771x+0.2261.372 0.00410 y'=1.372x-0.00410相平衡方程为: 2.47 1.47nn ny x y =-R NTR NT*(R+1) 1.2Rmin 21 2.016 63.3360 1.3Rmin 21 2.184 66.8640 1.4Rmin 19 2.352 63.6880 1.5Rmin 18 2.520 63.3600 1.6Rmin 17 2.688 62.6960 1.7Rmin 16 3.142 66.2656 1.8Rmin 16 3.024 64.3840 1.9Rmin 16 3.192 67.0720 2.0Rmin 16 3.360 69.7600图1 最优回流比的选择由图可得最优回流比R=1.6Rmin=2.688 由图得NT ＝17（包括再沸器）。
化原课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计
化原课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计广州大学化工原理课程设计书专业：化学工程与工艺班级： 10精工学生：许哲淳学号： 1005200014完成时间：2012年1月1日指导老师：尚小琴老师化工原理课程设计任务书班级10精工姓名许哲淳学号1005200014设计题目：苯-甲苯连续精馏塔的设计一、设计任务：试设计一连续浮阀精馏塔以分离苯-甲苯混合物。
具体工艺参数如下：1、原料处理量：年处理76000 吨苯-甲苯混合液体。
2、原料液中苯含量：27.5 %（质量）。
3、产品要求：馏出液中的苯含量为97 %（质量）。
釜液中的苯含量不高于 2 %（质量）。
设备的年运行时间平均为300天。
二、设计条件：1、加热方式：间接蒸汽加热，蒸汽压力为1.0~2.5kg/cm2。
2、操作压力：常压。
3、进料状况：泡点进料。
4、冷却水进口温度：25 ℃，出口温度自定。
5、塔板形式：浮阀塔板。
三、应完成的工作量：1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。
2、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。
3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积；。
4、编写设计说明书一份。
5、绘制精馏塔的装配图一张（一号图纸）。
目录前言 (4)设计说明 (7)（一）设计方案的确定 (10)1.操作压力（加压、常压、减压） (10)2.进料方式（热状况） (10)3.加热方式（直接或间接） (10)4.热能利用 (11)5.灵敏板位置的确定 (11)6.精馏流程的确定 (11)7.设计思路 (13)（二）精馏塔的工艺设计计算及结构设计 (14)1.原始液：苯——甲苯的混合物 (14)2.塔的物料衡算 (14)3.塔板数的确定 (15)4.塔的工艺条件及物性数据计算 (20)5.气液负荷计算 (23)6.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (24)7.塔板负荷性能图 (35)8.塔的附属设备计算 (39)9.塔总体构型 (43)前言精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔本文将针对化工原理课程设计，探讨苯与甲苯精馏塔的工艺设计。
一、工艺流程苯与甲苯精馏塔的工艺流程如下：苯与甲苯混合物在进入塔后，首先通过反应塔抽收制冷剂进行冷却，从而达到冷却效果，然后通过塔顶进入预分离器进行处理，将其中的气相成分与液相成分分离，剩余的液相通过进料口进入塔体，反复上升和下降，与上部的气相进行平衡沸腾，不断提高纯度，最后在顶部凝结出高纯度的甲苯。
二、设计考虑因素1.塔型塔型应根据生产规模和成本考虑。
一般而言，小型的塔型适合处理小流量、高品质的混合物，而大型的塔型则适合处理大流量、低品质的混合物。
2.动力学参数在设计苯与甲苯精馏塔时，要考虑动力学参数，如液相和气相的流速、物料的热量传递效应等等。
这些参数将直接影响塔的效率和产品品质。
3.填料和操作条件由于苯与甲苯混合物具有一定的粘度和密度差异，因此应在填料和操作条件上进行制约，以避免不同成分之间发生混合或分离出现问题。
三、设计基础1.填料设计填料是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，是决定塔效率和塔高的关键因素。
填料材料应具有良好的性能，如高效的传质、良好的气体液体接触、稳定的抗攻击性等等。
常见的填料材料有氧化铝、陶瓷、合金等。
2.除塔器设计除塔器是苯与甲苯精馏塔的一个重要设计组成部分。
它的主要作用是在塔底处收集返回的液相，防止溢出和保持塔内的可控性。
除塔器的设计应根据填料类型、流量、操作温度和压力等多个因素进行综合考虑，以确保塔的正常运行。
3.塔底设计塔底是苯与甲苯精馏塔的重要组成部分，主要用于收集精馏出的液态产品。
由于反应塔存在高温、高压等因素，因此需要考虑塔底的材料和设计。
常见的材料有碳钢、不锈钢、合金等。
此外，塔底还应配备可靠的排放和泄压装置，以确保塔的安全性。
四、结论苯与甲苯精馏塔是一种常见的化工装置，其设计应考虑多种因素，如塔型、填料、动力学参数等等。
从而确保塔的高效、稳定和可靠性。
18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容摘要本设计为1.8万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯精馏工段工艺设计，工艺采用具有低活性、高选择性的氧化铁系列催化剂，参照鲁姆斯公司（Lummus）公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。
乙苯催化脱氢法是目前生产苯乙烯的主要方法，目前世界上大约90%的苯乙烯采用该方法生产。
它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱氢生成苯乙烯和氢气。
设计内容主要包括：工艺流程设计、工艺计算、设备设计等。
本设计主要是精馏工序的设计。
原料来自乙苯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的苯乙烯产品到成品库。
乙苯脱氢反应在绝热固定床反应器中进行，反应物送至精馏工序。
先经乙苯--苯乙烯分离出乙苯（含苯、甲苯）和粗苯乙烯（带重组分及焦油）。
乙苯馏分送苯—甲苯塔分成苯、甲苯馏分和回收乙苯，回收乙苯返回脱氢工序。
粗苯乙烯送精馏塔分成精馏苯乙烯和焦油。
关键词:苯乙烯精馏装置工艺设计AbstractThe design for the unnual production capacity of 1.8 Ethylbenzenne Dehydrogena-tion to Styrene process ,technology used with a law activity ,high selectivity of the iron oxide catalyst ,in the light of (Lummus) styrene production technology to ethylbenzene from Styrene production of hydrogen .Design elements include :process design ,process calculation ,equipment design .Designed for use mainly by the dehydrogenation reaction and distillation systems composed of two processes .Dehydrogenation of ethylbenzene in adiabatic fixed-bed reactor ,the reactant to the distillation process .Fist , by ethylbenzene –tower isolated ethylbenzene styrene(benzene,toluene) and the crude styrene (with the reorganization of sub-and tar ).Ethylbenzene benzene distillate delivery –Tap into toluene benzene ,toluene ethylbenzene distillate and recovery , the recovery process of ethylbenzene dehydrogenation to return .Send crude distillation column is divided into fine styrene and styrene tar .Keywords: ethylbenzene, dehydrogenation, Design element目录前言----------------------------------------------------------------------1一、绪论------------------------------------------------------------------21、原料的主要性质和用途------------------------------------------------22、苯乙烯的性质和用途--------------------------------------------------33、苯乙烯生产的各种比较------------------------------------------------34、本设计说明----------------------------------------------------------5二、生产工艺说明-----------------------------------------------------------81、原料、成品及半成品--------------------------------------------------82、主、副化学反应反应--------------------------------------------------83、生产步骤------------------------------------------------------------84、原理、化学组成及化学化学性质-----------------------------------------85、反应器设计依据-----------------------------------------------------116、主要工艺变量（参数）的选择与控制-------------------------------------117、流程叙述-----------------------------------------------------------12三、工艺计算及设备设计----------------------------------------------------16 （一）物料衡算------------------------------------------------------------161、粗苯乙烯塔---------------------------------------------------------162、精苯乙烯塔---------------------------------------------------------163、循环乙烯塔---------------------------------------------------------174、苯，甲苯塔----------------------------------------------------------17 （二）热量衡算------------------------------------------------------------181、粗苯乙烯塔---------------------------------------------------------182、循环乙苯塔---------------------------------------------------------193、精苯乙烯塔---------------------------------------------------------204、苯-甲苯塔----------------------------------------------------------21四、粗苯乙烯塔的一些物性参数----------------------------------------------221、塔的操作压力及温度-------------------------------------------------222、最小回流比R------------------------------------------------------23 min3、最小理论板数-------------------------------------------------------234、理论板数N的确定---------------------------------------------------24--------------------------------------245、全塔平均板效率及实际塔板数N实6、确定加料板的位置---------------------------------------------------24五、设备计算--------------------------------------------------------------25 （一）精馏段--------------------------------------------------------------251、操作气速-----------------------------------------------------------252、塔板的设计---------------------------------------------------------263、塔板适宜操作区的计算和分析-----------------------------------------28 （二）提馏段--------------------------------------------------------------311、操作气速-----------------------------------------------------------312、塔板的设计---------------------------------------------------------323、塔板适宜操作区的计算和分析-----------------------------------------34六、谢辞------------------------------------------------------------------37七、参考文献--------------------------------------------------------------38八、附图前言苯乙烯作为化工生产的基本原料，在国民经济中起到了越来越大的作用。
18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计
18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计苯乙烯是一种重要的有机化工产品，具有广泛的应用领域。
为了满足市场需求，设计了一种年产量为18万吨的苯乙烯精馏工段工艺。
工艺流程如下：1. 原料准备：苯乙烯产物进入本工段前需要经过预处理工段，去除杂质和不纯度，以提高苯乙烯的纯度。
2. 精馏塔：设计使用一台精馏塔进行主要分离操作。
塔内分为苯乙烯顶部的精馏区和底部的回流区。
塔底部的液体回流含有苯乙烯以及其他难以分离的组分，经过加热再进入塔顶部，形成气相上升。
3. 温度控制：控制塔顶和底部的温度，以实现分离和回流的效果。
一般来说，温度逐层递减，塔底温度较低，塔顶温度较高。
4. 物料流动：通过控制液位和流程，使得物料在塔内流动。
较重的组分会向下沉降，较轻的组分则向上升。
5. 冷凝操作：对于塔顶的气相流出液体进行冷凝，将其中所含的苯乙烯液体回流至底部，确保苯乙烯产物的纯度。
6. 产品回收：通过冷凝操作，将纯度较高的苯乙烯收集起来，作为最终的产品。
工艺设计应注意以下几点：1. 优化温度和压力控制，以达到最佳的分离效果和能源利用效率。
2. 选择适当的塔板间距、塔板孔径和填料类型，以提高精馏效果和减少能量消耗。
3. 设计冷凝器的规格和运行参数，使得其能够满足回流液的冷凝需求。
4. 考虑废气的处理和废热的回收利用，以减少对环境的影响和提高能源利用效率。
综上所述，18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计应该综合考虑分离效果、能源消耗、产品质量和环境影响等因素，以实现效益最大化和可持续发展。
苯乙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于塑料、橡胶、纺织、涂料、电子等行业。
为满足市场需求，设计一种年产量为18万吨的苯乙烯精馏工段工艺，确保产品质量，并考虑能源消耗和环境保护。
首先，进行原料准备。
苯乙烯产物经过预处理工段，去除杂质和不纯度，提高苯乙烯的纯度。
在预处理过程中，常见的方法包括冷却、过滤、析出等。
通过这些处理步骤，可以降低原料中杂质的含量，提高苯乙烯的纯度。
苯甲苯连续精馏塔的工艺设计(浮阀塔)
目录第1章前言 (3)1.1设计题目 (3)1.2精馏及精馏流程 (3)1.3精馏的分类 (4)1.4精馏操作的特点 (4)1.5塔板的类型与选择 (5)1.6相关符号说明 (5)第2章精馏塔的精馏段的设计计算 (7)2.1设计方案的确定 (7)2.2精馏塔的物料衡算 (7)2.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (7)2.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7)2.2.3物料衡算 (8)2.3塔板数的确定 (8)2.3.1理论板层数的确定 (8)2.3.2实际板层数求取 (10)2.4精馏塔的精馏段工艺条件及有关物性数据的计算 (11)2.4.1精馏段的操作压力 (11)2.4.2精馏段的操作温度 (11)2.4.3精馏段气、液混合物的平均摩尔质量 (11)2.4.4精馏段气、液相的平均密度 (12)2.4.5精馏段液相平均表面张力 (12)2.5精馏段的塔体工艺尺寸计算 (13)2.5.1精馏段塔径和实际空塔气速的确定 (13)2.5.2精馏段精馏塔有效高度的求取 (15)2.6精馏段塔板主要工艺尺寸的计算 (15)2.6.1精馏段溢流装置性能参数的确定 (15)2.6.2精馏段塔板布置及浮阀的数目与排列 (16)2.7精馏段塔板流体力学验算 (18)2.7.1精馏段气相通过浮阀塔板的压降 (18)2.7.2精馏段降液管中清夜层高度的确定 (19)2.8精馏段塔板负荷性能图 (20)2.8.1精馏段雾沫夹带线 (20)2.8.2精馏段液泛线 (21)2.8.3精馏段液相负荷上限线 (22)2.8.4精馏段漏液线 (22)2.8.5精馏段液相负荷下限线 (22)第3章浮阀塔板工艺设计结果一览表 (24)第4章设计过程的评述和讨论 (25)4.1回流比的选择 (25)4.2塔高和塔径 (25)4.3精馏塔的操作和调节 (25)第5章塔附件设计 (26)5.1附件的计算 (26)5.1.1接管 (26)5.1.2筒体与封头 (27)参考文献 (29)课程设计心得 (30)第1章前言1.1 设计题目苯－甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔）1.2 精馏及精馏流程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。
苯-甲苯连续精馏塔设计
目录1. 流程和工艺条件的确定和说明 (1)2. 操作条件和基础数据 (1)2.1. 操作条件 (1)2.2. 基础数据 (1)3. 精馏塔的物料衡算 (1)3.1. 原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率 (2)3.2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (2)3.3. 物料衡算 (2)4. 塔板数的确定 (3)4.1. 理论塔板层数N T的求取 (3)4.1.1. 绘t-x-y图和x-y图 (3)4.1.2.最小回流比及操作回流比的确定 (3)4.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定 (4)4.1.4. 求操作线方程 (4)4.1.5. 图解法求理论板层数 (4)4.2. 实际塔板数的求取 ...................................... 错误!未定义书签。
5. 精馏塔的工艺条件及有关物性的计算............... 错误!未定义书签。
5.1. 操作压力计算 .............................................. 错误!未定义书签。
5.2. 操作温度计算 .............................................. 错误!未定义书签。
6.设计实验评论 (11)7.参考文献 (12)8.附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图） (12)摘要精馏塔作为一种工业生产使用的塔设备，在化工、医药、食品等行业得到广泛应用。
根据精馏原理可知，精馏塔实现精馏操作，必须同时拥有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还有配原料液、预热器、回流液泵等附属设备。
本次设计根据实际操作条件，设计苯-甲苯连续精馏塔，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，需设计一个筛板式塔将其分离。
综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为11。
塔顶使用全凝器，部分回流。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计
根据物料性质、分离要求和操作条件，选择合适的塔径、塔高和塔板数，并进行强度校核 和稳定性分析。
塔内件和辅助设备选择与设计
根据物料性质、操作条件和分离要求，选择合适的塔板类型、填料类型、液体分布器等， 并进行详细设计。同时，根据热负荷和操作条件，选择合适的冷凝器、再沸器、回流罐等 辅助设备，并进行详细设计。
精馏原理
利用混合物中各组分挥发度的差异， 通过加热使轻组分汽化、冷凝使重组 分液化的过程，实现混合物中各组分 的分离。
精馏过程涉及热量传递和质量传递， 通过回流比、塔板数等操作参数的控 制，实现不同组分的有效分离。
连续精馏塔设计原理
连续精馏塔是实现精馏过程的设备，由塔体、塔板、进料口、冷凝器、再沸器等组 成。
优化操作参数
通过优化操作参数，如降低回流比、 提高塔顶温度等，降低精馏塔的能耗 和排放。
采用热集成技术
采用热集成技术，如热泵精馏、内部 热集成精馏等，实现能量的有效利用 和降低能耗。
加强设备维护和管理
加强设备维护和管理，确保设备处于 良好状态，降低因设备故障导致的能 耗增加和排放超标风险。
06
安全防护与环保要求
工艺流程顺畅、操作方便。
设备优化
02
针对设备选型和参数设计中存在的问题，进行优化改进，提高
设备的分离效率、降低能耗和减少投资。
控制系统设计
03
根据工艺流程和操作要求，设计合适的控制系统，实现设备的
自动化操作和远程监控。
05
操作条件与优化策略
操作条件设定
塔顶温度
根据苯-甲苯体系的物性，设定合适的 塔顶温度，以确保塔顶产品达到预定的
纯度要求。
回流比
根据塔顶产品和塔底产品的纯度要求 ，以及塔的经济性考虑，设定合适的
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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ABSTRACTCurrently，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目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)2 设计方案的确定 (3)2.1 设计流程 (3)2.2 设计要求 (3)2.3 设计思路 (4)2.4 相关符号说明 (5)3 塔板的工艺设计 (6)3.1 设计方案的确定 (6)3.2 塔的工艺计算 (6)3.2.1 物料衡算 (6)3.2.2 精馏塔的气液相负荷 (8)3.2.3 操作线方程 (9)3.2.4 用逐板法算理论板数 (9)3.2.5 实际板数的求取 (10)3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (11)3.3.1 进料温度的计算 (11)3.3.2 操作压强 (11)3.3.3 平均摩尔质量 (11)3.3.4 平均密度计算 (12)3.3.5 液体平均表面张力的计算 (14)3.3.6 液体平均黏度计算 (14)3.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (15)3.4.1 塔径的计算 (15)3.4.2 精馏塔有效高度的计算 (17)3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18)3.5.1 精馏段溢流装置计算 (18)3.5.2 提馏段溢流装置计算 (20)3.6 塔板流体力学验算 (22)3.6.1 精馏段流体力验算 (22)3.6.2 提馏段流体力验算 (24)3.7 塔板负荷性能图 (26)3.7.1 精馏段负荷性能图 (26)3.7.2 提馏段负荷性能图 (29)4 热量衡算 (32)4.1 相关介质的选择 (32)4.1.1 加热介质的选择 (32)4.1.2 冷凝剂 (32)4.2 蒸发潜热衡算 (32)4.2.1 塔顶热量 (32)4.2.2 塔底热量 (33)4.3 焓值衡算 (35)5 辅助设备的选型 (38)5.1 冷凝器的选型 (38)5.2 冷凝器的传热面积和冷却水的用量 (38)5.3 选用釜式再沸器 (39)6 塔附件设计计算 (40)6.1 接管 (40)6.1.1 进料管 (40)6.1.2 回流管 (40)6.1.3 塔顶蒸汽接管 (41)6.1.4 釜液排出管 (41)6.1.5 塔釜进气管 (42)6.2 塔总体高度的设计 (42)7 安全与环保 (43)7.1 安全注意事项 (43)7.2 环境保护 (43)8 结论 (45)设计体会 (46)参考文献 (47)附录： (47)附录一：塔板 (47)附录二：精馏塔 (48)1 绪论为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加大塔的研究力度。
如今在我国常用的板式塔中主要为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌型塔等。
填料种类出拉西、环鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也常采用。
更加强了对筛板塔的研究，提出了斜空塔和浮动喷射塔等新塔型。
同时我国还进口一些新型塔设备，这些设备的引进也带动了我国自己的塔设备的科研、设计工作，加速了我国塔技术的开发。
国外关于塔的研究如今已经放慢了脚步，是因为已经研究出了塔盘的效率并不取决与塔盘的结构，而是主要取决与物系的性质，如：挥发度、黏度、混合物的组分等。
国外已经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。
”在新型填料方面则在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。
我们工科大学生应具有较高的综合能力、解决实际生产问题的能力和创新的能力。
课程设计是一次让我们接触并了解实际生产的大好机会，我们应充分利用这样的机会去认真去对待。
而新颖的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是我们所应坚持努力的方向和追求的目标。
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。
根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。
板式塔内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（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[1]。
工业上对塔设备的主要要求是：（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。
泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，其主要元件为升气管及泡罩。
泡罩安装在升气管的顶部，分圆形与条形两种。
国内应用较多的是圆形泡罩。
泡罩尺寸分为80mm、100mm、150mm三种，可根据塔径的大小来选择，通常塔径小于1000mm，选用80mm的泡罩；塔径大于2000mm，选用150mm的泡罩。
泡罩塔板的优点是操作弹性较大，液气比范围大，不易堵塞，适于处理各种物料。
其缺点是结构复杂，造价高；板塔液层厚，塔板压降大，生产能力及塔板效率较低。
筛孔塔板简称筛板，结构特点为塔板上开有许多均匀的小孔。
根据孔径的大小，分为小孔径筛板（孔径为3~8mm）和大孔径筛板（孔径为10~25mm）两类。
工业上一小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合（如分离粘度大、易结焦的物系）。
筛板的优点是结构简单，造价低；板上液面落差小，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。
其缺点是筛孔易堵塞，不宜处理粘度大的、易结焦的物料。
尽管筛板传质效率高，但若操作和设计不当，易产生漏液，湿的操作弹性减小，传质效率下降。
浮阀塔广泛用于精馏、吸收和解吸等过程。
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地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而上下浮动，自行调节。
浮阀有盘式、条式等多种，国内多用盘式浮阀，此型又分为F－1型（V－1型）、V-4型、十字架型、和A型，其中F-1型浮阀结构较简单、节省材料，制造方便，性能良好，故在化工及炼油生产中普遍应用，已列入部颁标准（JB－1118－81）。
其阀孔直径为39mm，重阀质量为33g，轻阀为25g。
一般多采用重阀，因其操作稳定性好。
浮阀塔的主要优点是生产能力大，操作弹性较大，塔板效率高，气体压强降及液面落差较小，塔的造价低，塔板结构较泡罩塔简单。
以上介绍的仅是几种较为典型的浮阀形式。
由于浮阀生产能力大，操作弹性大及塔板效率高等优点，且加工方便，故有关浮阀塔的研究开发较其他型式的塔板广泛，是目前新型塔板研究开发的主要方向。
2 设计方案的确定2.1 设计流程本设计任务为分离苯__甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，采用连续精馏流程。
设计中采用露点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在露点下一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送至储罐。
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1.4倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
图1-1 精馏工艺流程图2.2 设计要求总的要求是在符合生产工艺条件下，尽可能多的使用新技术，节约能源和成本，少量的污染。
精馏塔对塔设备的要求[2]大致如下：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。
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。
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。