化工原理苯和甲苯的分离项目设计方案
化工原理课程设计苯甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计苯甲苯精馏塔设计化工原理是化学工程专业的基本课程之一，涵盖了化学反应、传热传质、流体力学等方面的知识。
在课程设计中，学生需要通过理论知识和实验操作来模拟化工生产过程，掌握正确的生产方法和流程。
本篇文档将重点介绍一种化工原理课程设计，即苯甲苯精馏塔设计。
1. 实验背景苯甲苯精馏塔是一种用于分离苯甲腾、苯和甲苯的设备，广泛应用于化工、医药、石油等领域。
这种设备可以通过调节进出口流量、塔板数等参数来实现不同组分的分离和纯化。
其中，精馏塔的设计是非常重要的，它直接影响到设备的性能和效率。
2. 实验目的本次课程设计的主要目的是让学生通过理论分析和实验操作，了解苯甲苯精馏塔的设计原理、计算方法和优化手段，进而掌握化工生产过程的基本技能。
3. 实验内容实验内容主要分为以下几个方面：（1）整体流程设计。
学生需要综合考虑工艺流程、设备选择和流量控制等因素，确定苯甲苯精馏塔的基本参数和结构设计。
（2）塔板设计。
学生需要针对不同组分的物理性质和传热特性，选择合适的塔板类型和数量，制定塔板布置图。
（3）塔底设计。
学生需要考虑热交换、温度调节、泵送和排放等问题，设计合适的塔底结构和管路连接。
（4）操作优化。
学生需要通过模拟操作和实验验证，寻找最佳的操作条件，比如塔板数、进出口流量、温度控制等。
4. 实验流程本次课程设计的具体流程如下：（1）定义苯甲苯精馏塔的物理和化学性质。
（2）确定生产需求和工艺流程。
（3）选择合适的设备和材料。
（4）估算物料特性参数和传热、传质性能。
（5）计算理论塔板数和进出口流量。
（6）制定塔板布置图和塔底结构。
（7）模拟实验和调整操作参数。
（8）完成实验报告和总结，总结设计经验和教训。
5. 实验要求本次课程设计要求学生具备一定的化工原理知识和操作技能，可以独立完成实验流程和报告撰写。
具体要求如下：（1）熟悉苯甲苯精馏塔的物理和化学性质。
（2）掌握塔板设计和布置的基本原理。
（3）理解热力学和传热传质的基本概念。
化工原理课程设计年产六万吨苯和甲苯
化工原理课程设计年产六万吨苯和甲苯化工原理课程设计：年产六万吨苯和甲苯一、引言苯和甲苯是化工行业中重要的有机化合物，广泛应用于染料、塑料、橡胶、医药、农药等领域。
本篇文章将围绕化工原理课程设计的主题——年产六万吨苯和甲苯展开讨论。
二、工艺流程1. 原料准备苯和甲苯的生产主要原料为石油馏分，主要包括石脑油和轻质芳烃。
这些原料经过预处理后，去除杂质和硫化物，以确保后续反应的高效进行。
2. 苯的生产苯的生产主要采用烷基化反应。
首先，将石脑油经过脱氢装置，去除其中的杂质。
然后，将经过脱氢的石脑油与甲烷在催化剂的作用下进行烷基化反应。
反应生成的烷基苯经过分离和精馏，最终得到高纯度的苯产品。
3. 甲苯的生产甲苯的生产主要采用二甲苯法。
首先，将轻质芳烃与甲烷进行烷基化反应，生成甲苯。
然后，将生成的甲苯与甲烷再次进行烷基化反应，生成二甲苯。
最后，通过蒸馏和提纯，得到高纯度的甲苯产品。
4. 副产物处理在苯和甲苯的生产过程中，会产生一些副产物，如废气和废水。
废气经过净化处理后，可以回收利用或进行安全排放。
废水则需要经过处理，去除其中的有机物和重金属离子，以确保环境的安全。
三、工艺优化为了提高苯和甲苯的生产效率和产品质量，可以采取以下措施进行工艺优化。
1. 催化剂选择选择高效的催化剂，可以提高反应速率和产物选择性，从而提高生产效率和产品质量。
2. 反应条件控制合理控制反应温度、压力和反应时间等参数，可以使反应达到最佳状态，提高产物收率和产品纯度。
3. 废物回收利用对于废气和废水中的有用成分，如甲烷和苯类化合物，可以进行回收利用，提高资源利用率。
4. 能源利用通过采用高效能源回收装置，将反应过程中产生的废热回收利用，降低能源消耗，提高工艺经济性。
四、安全与环保在化工生产过程中，安全和环保是至关重要的。
为了确保生产过程的安全可靠，需采取以下措施。
1. 设备监测与维护定期对生产设备进行检查和维护，确保设备运行正常，减少事故发生的可能性。
化工原理课程设计-苯甲苯
设计题目：分离苯—甲苯混合液的浮阀精馏塔
学生姓名：
学号：
班级：
指导老师：
写作时间：
1.
1.1
（1）原料液为苯—甲苯混合液，苯含量为45%（质量分率）。
（2）塔顶苯含量不低于98%（质量分率）。
（3）塔底苯含量不高于2%（质量分率）。
（4）进料温度为35℃。
（5）生产能力：年处理苯—甲苯混合液3.5万吨（开工率330天/年）。
进料
出料
项目Βιβλιοθήκη 摩尔分数流量（kmol/h）
项目
摩尔分数
流量（kmol/h）
进料F
0.491
51.84
塔顶产品D
0.983
25.24
塔底产品W
0.024
26.60
合计
51.84
合计
51.84
3.2
苯—甲苯体系为理想物系，故可以使用图解法计算理论塔板数，具体求解过程如下。
表2给出常压（101.33kPa）下苯—甲苯二元物系的汽—液平衡组成。
表2苯—甲苯二元物系的汽—液平衡组成
苯摩尔分数
温度(℃)
苯摩尔分数
温度(℃)
液相x
气相y
液相x
气相y
0.000
0.000
110.6
0.592
0.789
89.4
0.088
0.212
106.1
0.700
0.853
86.8
0.200
0.370
102.2
0.803
0.914
84.4
0.300
0.500
98.6
q线方程为y=9.57x-2.58。
化工原理设计,苯和甲苯的分离
化工原理设计一、引言化工原理设计是化学工程领域的基础内容之一，它涉及到各种化学物质的物理和化学性质，并通过设计和优化流程来实现目标产物的分离和提纯。
本文将以苯和甲苯的分离为例，介绍其中涉及的一些化工原理设计。
苯（C6H6）是一种无色液体，具有具有独特的芳香气味。
它是许多有机化合物的基础和重要的工业原料。
苯的沸点为80.1℃，相对分子质量为78.11 g/mol。
甲苯（C7H8）也是一种无色液体，具有类似苯的芳香气味。
甲苯可以作为溶剂广泛应用于化工、涂料、药品和塑料等行业。
其沸点为139.1℃，相对分子质量为92.14 g/mol。
苯和甲苯分离的方法有很多种，下面将对其中两种常用的方法进行介绍。
1. 蒸馏法蒸馏法是一种通过液体之间的沸点差异来实现分离的方法。
对于苯和甲苯的分离，可以通过在适当的温度下进行蒸馏，将苯和甲苯分别收集。
在具体操作中，可以将含有苯和甲苯的混合物加热至苯的沸点，然后收集蒸馏出的苯。
接着，将剩余液体继续加热至甲苯的沸点，再次收集蒸馏出的甲苯。
通过多次的蒸馏过程，可以使苯和甲苯得到较好的分离。
2. 结晶法结晶法是一种通过溶解度差异来实现分离的方法。
对于苯和甲苯的分离，可以利用它们在不同溶剂中的溶解度差异进行分离。
在具体操作中，可以将苯和甲苯的混合物溶解在适当的溶剂中，然后逐渐降低温度，使其中一种物质结晶出来。
通过过滤或离心等方法，可以将结晶出的物质分离出来。
再用其他溶剂将残留物溶解，再次进行结晶，以实现苯和甲苯的分离。
四、化工原理设计考虑的因素在化工原理设计中，需要考虑许多因素，以实现苯和甲苯的高效分离。
1. 温度温度是影响蒸馏法和结晶法分离效果的重要因素。
对于蒸馏法，适当的温度可以使苯和甲苯有较大的沸点差异，以便更好地进行分离。
对于结晶法，合适的温度可以使其中一种物质结晶，而另一种物质保持在溶液中。
2. 压力压力也会对蒸馏法的分离效果产生影响。
适当的压力可以改变苯和甲苯的沸点，从而更好地进行分离。
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。
苯甲苯精馏分离板式塔设计
河西学院Hexi University化工原理课程设计题目: 苯-甲苯精馏分离板式塔设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺学号: 2014210020姓名: 屈渊指导教师: 王海平2016年11月20日化工原理课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务与操作条件1.设计任务生产能力（进料量）85000 吨/年操作周期7920 小时/年进料组成46% （苯）（质量分率，下同）塔顶产品组成≥98% （苯）塔底产品组成≤1.0% （苯）回流比，自选单板压降≤700Pa2.操作条件操作压力塔顶为常压进料热状态进料温度20℃加热蒸汽0.25Mpa(表压)3.设备型式筛板塔4.厂址河北省三、设计内容1.设计方案的选择与流程说明2.塔的工艺计算3.主要设备工艺尺寸设计（1）塔径、塔高与塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降与接管尺寸的确定4.辅助设备选型与计算5.设计结果汇总6.工艺流程图与精馏工艺条件图7.设计评述目录1.设计方案的确定 (1)2. 精馏塔工艺的设计 (3)2.1产品浓度的计算 (3)2.1.1原料液与塔顶、塔底产品的摩尔分率 (3)2.1. 2原料液与塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3)2.2物料衡算 (3)2.3最小回流比的确定 (4)2.4精馏段和提馏段操作线方程 (5)2.4.1求精馏塔的气液相负荷 (5)2.4.2求操作线方程 (5)2.5精馏塔理论塔板数与理论加料位置 (5)2.6实际板数的计算 (5)3. 精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (7)3.1物性数据计算 (7)3.1.1操作压力计算 (7)3.1.2操作温度 (8)3.1.3平均摩尔质量计算 (8)3.1.4平均密度计算 (9)3.1.5液体平均表面张力计算 (10)3.1.6液体平均黏度计算 (11)3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (12)3.2.1精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (12)3.2.2塔板主要工艺尺寸的计算 (14)3.3筛板流体力学验算 (16)3.3.1塔板压降 (16)3.3.2 液面落差 (18)3.3.3液沫夹带 (18)3.3.4漏液 (18)3.3.5液泛验算 (19)3.4塔板负荷性能图 (19)3.4.1漏液线 (19)3.4.2液沫夹带线 (20)3.4.3液相负荷下限线 (22)3.4.4液相负荷上限线 (22)3.4.5液泛线 (22)4.接管尺寸的确定 (25)5.板式塔的结构与附属设备 (26)筛板塔设计一览表 (28)参考文献 (30)主要符号说明 (31)致谢 (32)摘要：本设计采用筛板塔分离苯和甲苯，通过图解理论板法计算得出理论板数为21块，回流比为1.5，算出塔板效率0.54，实际板数为39块，进料位置为第18块，在筛板塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径为1.4米，全塔高19.975米，每层筛孔数目为5739。
化工原理课程设计 苯-甲苯分离精馏塔设计00
塔顶液相平均密度的计算。 由，查液体在不同温度下的密度表得：
进料板液相平均密度的计算。 由，查液体在不同温度下的密度表得：
精馏段的平均密度为： (5)液体平均表面张力的计算 液相平均表面张力依下式计算，即： 塔顶液相平均表面张力的计算。 由，查液体表面张力共线图得：
进料板液相平均表面张力的计算。 由，查液体表面张力共线图得：
2.2.3保证安全生产
例如苯属有毒物料，不能让其蒸汽弥漫车间。又如，塔是指定在常
压下操作的，塔内压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏， 因而需要安全装置。
以上三项原则在生产中都是同样重要的。但在化工原理课程设计 中，对第一个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而 对第三个原则只要求作一般的考虑。
3.2 精馏塔的物料衡算
3.2.1原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率
苯的摩尔质量 甲苯的摩尔质量
3.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3.2.3物料衡算
原料处理量
总物料衡算 苯物料衡算 联立解得
第四章 塔板计算
4.1 塔板数的确定
4.1.1理论板数的求取
(1)相对挥发度的求取 苯的沸点为80.1℃，甲苯额沸点为110.63℃ 1 当温度为80.1℃时
精馏段平均表面张力为算： 由，查气体黏度共线图得：
精馏段液相平均黏度的计算： 由，查气体黏度共线图得：
精馏段液相平均黏度为：
4.2.2精馏塔的塔体工艺尺寸计算
(1)塔径的计算 精馏段的气、液相体积流率为： 由，式中C由求取，其中由筛板塔汽液负荷因子曲线图查取，图横坐标 为 取板间距，，板上液层高度，则 查筛板塔汽液负荷因子曲线图得 取安全系数为0.7，则空塔气速为： 按标准塔径圆整后为。 塔截面积为： (2)精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为： 提馏段有效高度为： 在进料板上方开一人孔，其高度为0.8m，故精馏塔的有效高度为：
化工原理课程设计苯与甲苯精馏塔
化工原理课程设计：苯与甲苯精馏塔简介本文主要探讨化工原理课程设计中的苯与甲苯精馏塔。
通过对苯和甲苯进行精馏分离，我们可以获得纯度较高的苯和甲苯产品。
在本文中，我们将从以下几个方面展开讨论：1.背景和目的2.设计流程3.塔设计4.精馏原理5.实验操作6.结果和讨论背景和目的苯和甲苯是常用的工业化学品，广泛应用于加工、涂料、塑料等行业。
苯和甲苯在某些工艺中需要纯度较高，因此需要进行精馏分离。
本课程设计旨在设计一个能有效分离苯和甲苯的精馏塔。
设计流程为了设计一个合适的苯与甲苯精馏塔，我们需要进行以下几个步骤：1.确定原料2.确定塔的类型和结构3.进行塔的热力学计算4.进行实验验证塔设计塔是精馏过程中最关键的组件之一，它可以通过蒸汽冷凝回收馏分。
在苯和甲苯的精馏中，一般采用板式塔。
塔类型在板式塔中，我们可以选择不同的塔类型，如：•始料塔•落料塔•浓差塔•强化塔塔结构塔的结构包括：1.塔筒：用于装载填料或板2.助塔装置：用于改善塔内气液分布精馏原理精馏是利用不同物质的沸点差异进行分离的过程。
在苯与甲苯的精馏过程中，由于苯和甲苯的沸点差异较大，可以有效地进行分离。
实验操作进行苯与甲苯精馏的实验时，我们需要注意以下几个操作步骤：1.准备好实验所需设备和试剂2.开启冷却水，确保设备冷却3.将苯和甲苯加入精馏塔中4.开启加热源，控制温度5.收集馏出的苯和甲苯样品结果和讨论通过实验操作，我们可以得到苯和甲苯的纯度和收率。
根据实验结果，我们可以评估精馏塔的效果，并对塔的设计进行改进。
在进行课程设计时，我们要求学生深入了解苯与甲苯的精馏原理，并通过实验进行验证。
此外，在设计塔的结构和操作过程时，也需要考虑到实际工业生产的要求。
通过本次课程设计，学生不仅能够更好地理解化工原理，还能够培养实验操作和实际问题解决能力。
这对于他们将来的工作和研究具有重要意义。
总结起来，本文对苯与甲苯精馏塔的设计和实验操作进行了详细的讨论。
从背景和目的到实验结果和讨论，我们提供了一个全面的指导，希望能对读者有所帮助。
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化工原理苯和甲苯的分离项目设计方案第1章绪论精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置，又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入，与下降液进行逆流接触，两相接触中，下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移，蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移，蒸气愈接近塔顶，其易挥发组分浓度愈高，而下降液愈接近塔底，其难挥发组分则愈富集，达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸气进入冷凝器，冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中，其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体，其中的一部分送入再沸器，热蒸发后，蒸气返回塔中，另一部分液体作为釜残液取出。
1.1概述高径比很大的设备称为塔器。
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,更是成为化工、炼油生产中最重要的设备之一。
常见的可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。
此外，工业气体的冷却与回收，气体的湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。
而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。
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。
它们都可使气（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。
而板式塔又大致可分为两类：（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。
根据设计任务书，此设计的塔型为筛板塔。
筛板塔是很早出现的一种板式塔。
五十年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。
与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力大20-40%，塔板效率高10-15%，压力降低30-50%，而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装、维修都较容易。
从而一反长期的冷落状况，获得了广泛应用。
近年来对筛板塔盘的研究还在发展，出现了大孔径筛板（孔径可达20-25mm），导向筛板等多种形式。
筛板塔盘上分为筛孔区、无孔区、溢流堰及降液管等几部分。
工业塔常用的筛孔孔径为3-8mm，按正三角形排列。
空间距与孔径的比为2.5-5。
近年来有大孔径（10-25mm）筛板的，它具有制造容易，不易堵塞等优点，便。
只是漏液点低，操作弹性小。
筛板塔的特点如下：（1）结构简单、制造维修方便（2）生产能力大，比浮阀塔还高。
（3）塔板压力降较低，适宜于真空蒸馏。
（4）塔板效率较高，但比浮阀塔稍低。
（5）合理设计的筛板塔可是具有较高的操作弹性，仅稍低与泡罩塔。
（6）小孔径筛板易堵塞，故不宜处理脏的、粘性大的和带有固体粒子的料液。
1.2设计依据1设计题目：分离苯-甲苯精馏塔设计2设计任务及操作条件（1）设计任务生产能力（进料量）：20000吨/年操作周期：300*24=7200小时/年进料组成：＞45%（质量分率，下同）塔顶产品组成：＞98%塔底产品组成：＜2%（2）操作条件操作压力：常压进料热状态：泡点进料冷却水：20℃加热蒸汽：0.2MPa塔顶为全凝器，中间泡点进料，连续精馏。
设备型式：筛板式3设计原则本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
设计中采用气液混合物进料，将原料液通过预热器加热至温度后送入精馏塔。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔，其余部分作为塔顶产品冷却后送至储罐。
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2倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.3 厂址选择市富拉尔基区第2章设计方案的选择与论证设计方案的确定是指整个精馏装置的流程、各种设备的结构型式和某些操作指标的确定。
例如组分的分离顺序、塔设备的型式、操作压力、进料热状态、塔顶蒸汽的冷凝方式等。
确定设计方案总的原则是在可能的条件下，尽量采用科学技术上的最新成就，使生产达到技术上最先进、经济上最合理的要求，符合优质、高产、安全、低消耗的原则。
苯和甲苯混合液经原料预热器加热至泡点后送入精馏塔。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，一部分作为回流，其余为塔顶产品，经冷却器冷却后送至贮槽。
2.1 设计流程板式塔工艺尺寸设计计算的主要容包括：板间距、塔径、塔板型式、溢流装置、塔板布置、流体力学性能校核、负荷性能图以及塔高等。
其设计计算方法可查阅有关资料。
着重应注意的是：塔板设计的任务是以流经塔气液的物流量、操作条件和系统物性为依据，确定具有良好性能（压降小、弹性大、效率高）的塔板结构与尺寸。
塔板设计的基本思路是：以通过某一块板的气液处理量和板上气液组成，温度、压力等条件为依据，首先参考设计手册上推荐数据初步确定有关的独立变量，然后进行流体力学计算，校核其是否符合所规定的围，如不符合要求就必须修改结构参数，重复上述设计步骤直到满意为止。
最后给制出负荷性能图，以确定适宜操作区和操作弹性。
塔高的确定还与塔顶空间、塔底空间、进料段高度以及开人孔数目的取值有关，可查资料[2]。
表2-1 参数选取项目方式压力加料状态加热方式回流比冷凝器冷却介质板式塔选取连续精馏常压气液混合间接蒸汽R=(1.1-2.0)Rmin 全凝器自来水筛板塔2.1.1 选择原则通过老师确定选题，小组成员通过文献检索、讨论等方式进行计算、设计，最终确定设计流程图。
主要遵循满足选题要求、经济、安全、环保、节能等原则。
2.1.2 设计流程图本设计任务为分离苯一甲苯混合物。
由于对物料没有特殊的要求，可以在常压下操作。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏流程。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送人精馏塔。
塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
图1 工艺流程图2.2 设计要求2.2.1 满足工艺和操作的要求所设计出来的流程和设备，首先必须保证产品达到任务规定的要求，而且质量要稳定，这就要求各流体流量和压头稳定，入塔料液的温度和状态稳定，从而需要采取相应的措施。
其次所定的设计方案需要有一定的操作弹性，各处流量应能在一定围进行调节，必要时传热量也可进行调整。
因此，在必要的位置上要装置调节阀门，在管路中安装备用支线。
计算传热面积和选取操作指标时，也应考虑到生产上的可能波动。
再其次，要考虑必需装置的仪表(如温度计、压强计，流量计等)及其装置的位置，以便能通过这些仪表来观测生产过程是否正常，从而帮助找出不正常的原因，以便采取相应措施。
2.2.2 满足经济上的需求同时要尽可能的节省热能和电能的消耗，减少设备及基建费用。
如前所述在蒸馏过程中如能适当地利用塔顶、塔底的废热，就能节约很多生蒸汽和冷却水，也能减少电能消耗。
又如冷却水出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量，另方面也影响到所需传热面积的大小，即对操作费和设备费都有影响。
同样，回流比的大小对操作费和设备费也有很大影响。
2.2.3 保证安全生产条件可以的话，保证安全生产也是必要的。
对于有毒物料，不能让其蒸汽弥漫车间。
如，苯是易挥发的毒性液体。
塔是指定在常压下操作的，塔压力过大或塔骤冷而产生真空，都会使塔受到破坏，因而需要安全装置。
以上三项原则在生产中都是同样重要的。
但在化工原理课程设计中，对第一个原则应作较多的考虑，对第二个原则只作定性的考虑，而对第三个原则只要求作一般的考虑。
2.3 设计思路在本次设计中，我们进行的是苯和甲苯二元物系的精馏分离，简单蒸馏和平衡蒸馏只能达到组分的部分增浓，如何利用两组分的挥发度的差异实现高纯度分离，是精馏塔的基本原理。
实际上，蒸馏装置包括精馏塔、原料预热器、蒸馏釜、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
蒸馏过程按操作方式不同，分为连续蒸馏和间歇蒸馏，我们这次所用的就是筛板式连续精馏塔。
蒸馏是物料在塔的多次部分汽化与多次部分冷凝所实现分离的。
热量自塔釜输入，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
在此过程中，热能利用率很低，有时后可以考虑将余热再利用，在此就不叙述。
要保持塔的稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外也可以采用高位槽。
回流比是精馏操作的重要工艺条件。
选择的原则是使设备和操作费用之和最低。
在设计时要根据实际需要选定回流比。
设计过程中主要通过文献检索与小组讨论确定设计方案及流程图。
2.3.1 文献检索通过查找两物质的性质以及文献检索等确定设计方案。
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 L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0．866g／cm，对光有很强的折射作用（折射率：1.4961）。
甲苯几乎不溶于水(0.52 g/l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。
甲苯的粘性为0.6 mPas，也就是说它的粘稠性弱于水。
甲苯的热值为40.940 kJ/kg，闪点为4 ℃，燃点为535 ℃。
分离苯和甲苯，可以利用二者沸点的不同，采用塔式设备改变其温度，使其分离并分别进行回收和储存。
板式精馏塔、浮法塔都是常用的塔类型，可以根据不同塔各自特点选择所需要的塔。
本设计选用筛板式精馏塔。
2.3.2 小组讨论小组成员共同研究确定设计计算过程以及解决设计流程中遇到的问题。
2.4 相关符号说明表2-1 相关符号说明接上：第 3 章塔的工艺计算3.1 基础的物性据3.1.1 苯和甲苯的物理性质表3-1 苯和甲苯的物理性质项目分子式分子量M 沸点℃临界温度℃临界压强kPa 苯C6H678.11 80.1 289.2 4910 甲苯C6H5CH392.14 110.6 321.0 40503.1.2 苯和甲苯的饱和蒸汽压P O苯和甲苯的饱和蒸汽压可用Antoine方程求算，即式中T —物系温度，℃P o —饱和蒸汽压，kPaA、B、 C — Antoine 常数，其值见下表。