苯—甲苯连续精馏塔的工艺设计综述
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。
苯与甲苯的精馏塔设计
苯与甲苯的精馏塔设计苯与甲苯是常见的有机化工原料，其精馏塔设计是化工工程中的重要环节之一首先，我们需要确定设计的目标和要求。
在苯与甲苯的精馏过程中，一般的设计目标是实现高纯度的苯和甲苯产品，并且在经济效益上达到最佳。
第二步，需要进行物性参数测定和实验数据收集。
包括苯和甲苯的蒸气压、沸点、密度等物性参数，以及其在不同温度下的相平衡数据等。
接下来，可以运用精馏塔设计的经典方法，如麦凯布-塔克方法或史密斯方法，进行精馏塔的初步设计。
在初步设计中，首先确定塔顶和塔底的操作压力，即以什么方式进行冷凝和加热。
其中，冷凝方式可以通过冷凝器来进行，而加热可以通过加热器来实现。
然后，可以根据塔底的更容易凝结的成分，例如甲苯，选择合适的塔底冷凝器类型。
常见的塔底冷凝器类型包括冷却盘、冷凝卷管和冷凝器。
接下来，进行塔板的设计。
塔板的设计包括确定板间距、塔板孔径、塔板的有效蒸汽速度等参数。
这些参数对于实现塔板上液相和气相的充分搅拌、易于负荷和操作都非常重要。
在塔板设计完成后，可以进行塔塞的设计。
塔塞的设计包括塔塞的形状、大小以及布置在塔板上的位置。
塔塞的作用是增加交换效果，提高分离效果。
在塔板和塔塞设计完成后，可以进行填料的设计。
填料的设计包括填料的材料选择、填料的形状和尺寸。
填料的作用是增加表面积，提高蒸馏效率。
最后，进行精馏塔的热力学计算和模拟。
可以通过现有的化工流程模拟软件，如Aspen Plus，对精馏塔进行热力学计算和性能预测。
这可以帮助我们更好地了解在不同操作条件下，塔的性能如何，以及它能否满足设计要求。
总结起来，苯与甲苯的精馏塔设计是一项复杂且精细的工程，需要综合考虑物性参数、操作要求和经济效益等因素。
通过前期的物性参数测定和实验数据收集，结合经典的精馏塔设计方法和现代化工流程模拟软件的应用，可以设计出高效、可靠的精馏塔。
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-甲苯二元混合液连续精馏的工艺设计和塔设备设计--化工课程设计-50页精选文档
课程设计题目苯-甲苯二元混合液连续精馏的工艺设计和塔设备设计学院化学化工学院专业化学工程与工艺班级学生学号指导教师二〇一六年十二月十六日化工原理课程设计任务书一、设计课题：苯-甲苯二元混合液连续精馏的工艺设计和塔设备设计二、设计条件与工艺要求利用连续精馏装置，分离苯-甲苯二元混合液。
1、生产能力（以进料量计）：60000吨/年2、料液组成：x AF =0.353、产品要求：=AD x 0.98， =AW x 0.02（注：浓度均指易挥发组分的摩尔分率）4、原料入塔时所指定的温度60℃5、设计用原始条件（1）操作压力：塔顶压力（表压）4kPa 。
（2）原料温度：原料原始温度20℃，经过与塔釜高温液体间接换热之后达到入塔时所指定的温度 。
（3）进料方式：在最适宜的进料板上连续进料。
（4）回流热状态：泡点回流。
（5）塔板压降：≤0.7kPa 。
（6）塔釜间接蒸汽加热，所用的加热蒸汽压力为200kP a （绝对压），仅利用其冷凝热。
（7）塔顶设全凝器，利用冷却水间接换热，冷却水的进口温度、出口温度分别为t in =25℃，t out =43℃ 。
（8）年工作日：300天。
三、设计内容1、苯-甲苯二元混合液连续精馏工艺流程的设计2、筛板精馏塔的工艺设计3、精馏附属设备的选型设计计算（1）计算塔釜加热蒸汽消耗量和塔顶冷凝器冷却水消耗量。
（2）估算塔釜所需换热面积和塔顶冷凝器所需换热面积。
（3）估算原料管路的阻力损失并确定原料泵的选型参数。
四、设计成果要求按照所指定的模板书写课程设计的说明书，包括封面、设计任务书、设计说明、目录、设计正文、设计总结及致谢语、参考文献。
目录要求内容层次分明。
设计正文中详细地表达各项内容的设计计算过程，均要求以文字说明作过程引导，在相关的内容中穿插入连续精馏装置工艺流程图、t~x(y)图、x~y图（图中包括进料线、精馏段操作线、提馏段操作线、图解法确定理论塔板数的过程）、精馏段塔板的负荷性能图、提馏段塔板的负荷性能图、筛板塔设计工艺条件图。
苯_甲苯浮阀式精馏塔的设计说明
化工原理课程设计任务书一 设计题目：苯-甲苯连续浮阀式精馏塔的设计 二 任务要求设计一连续浮阀式精馏塔以分离苯和甲苯， 具体工艺参数如下：原料加料量 F=75kmol/h 进料组成 xf=0.41 馏出液组成 965.0=D x 釜液组成 035.0=W x 塔顶压力 k P a P 325.101=单板压降 0.7kPa ≤ 进料状态 965.0=q2 工艺操作条件：常压精馏，塔顶全凝器，塔底间接加热，泡点回流。
三 主要设计内容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）塔径及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4、辅助设备选型与计算设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔设备条件图目录任务书 (1)目录 (Ⅱ)摘要 (1)第1 章绪论 (2)1.1 设计流程 (2)1.2 设计思路 (2)第2 章精馏塔的工艺设计 (4)2.1 产品浓度的计算 (4)2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (5)2.3 物料衡算 (6)2.4 精馏段和提馏段操作线方程 (7)2.5 逐板法确定理论板数及进料位置（编程） (7)2.6 全塔效率、实际板数及实际加料位置 (8)第3 章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1 物性数据计算 (8)3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 (11)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (13)3.4 塔板流体力学校核 (17)3.5 塔板符合性能图 (20)第4 章热量衡算 (24)4.1 热量衡算示意图 (24)4.2 热量衡算 (24)第5 章塔附属设备的计算 (29)5.1 筒体与封头 (29)5.2 除沫器 (29)5.3 裙座 (29)5.4 塔总体高度的设计 (30)5.5 换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算 (30)5.6 进料管的设计 (32)5.7 泵的选型 (32)5.8 贮罐的计算 (33)第6 章结论 (35)6.1 结论 (35)6.2 主要数据结果总汇 (35)结束语 (36)参考文献 (31)附录1主要符号说明 (38)附录2 程序框图 (41)附录3 精馏塔工艺条件图 (43)附录4 生产工艺流程图 (44)教师评语.................................................................................................................... 错误！未定义书签。
苯和甲苯精馏塔课程设计
苯和甲苯精馏塔课程设计简介本文旨在介绍苯和甲苯精馏塔的设计方案。
苯和甲苯是工业上重要的有机化学物质，它们的精馏分离是工业上的常见操作。
本文将介绍苯和甲苯的物性参数、塔设计流程以及模拟计算过程。
物性参数苯的密度为 1.045g/cm³，沸点为80.1℃，甲苯的密度为0.867g/cm³，沸点为139.1℃。
对于本设计，需要知道苯和甲苯的汽液平衡常数和相对挥发度。
汽液平衡常数是指在一定温度下，液相和气相中物质浓度的比例关系，它是塔设计的关键参数。
相对挥发度则是指两种组分在液相中的蒸气压比值，是计算汽液平衡常数的必要参数。
塔设计流程苯和甲苯的精馏分离可以采用塔式设备，它是一种常见的分离设备。
塔设计的流程分为以下几个步骤：1. 确定进料组成和塔顶组成。
这是塔设计的基础，进料组成和塔顶组成决定了塔的操作条件和输出产品的质量。
2. 估算塔的理论板数。
理论板数是指在理想状态下，需要多少个塔板才能完成分离。
估算理论板数是塔设计的关键步骤，它涉及物性参数和操作条件。
3. 选择填料类型和填料高度。
填料是塔内部的一种结构，它能够增加液相和气相之间的接触面积，从而增加精馏效率。
填料的选择和高度决定了塔的性能。
4. 确定塔的尺寸。
塔的尺寸包括直径、高度和塔板间距等参数。
这些参数是根据填料类型、操作条件和理论板数等因素来确定的。
5. 进行塔的模拟计算。
模拟计算是为了验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
模拟计算苯和甲苯的精馏塔设计需要进行模拟计算，以验证前面步骤中的估算和选择是否正确。
模拟计算可以通过计算机程序或实验来进行。
在计算机程序中，可以采用化工流程模拟软件来进行塔设计。
这些软件可以模拟塔的运行过程，包括传热、传质和反应等过程。
通过这些软件，可以得到塔的操作条件和输出结果。
在实验中，可以采用塔的模型进行实验。
塔的模型是一种缩小的实验装置，它可以模拟塔的运行过程。
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。
苯-甲苯式精馏塔工艺设计(DOC)
《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》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。
即需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）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，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。
第二章设计任务书一、设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。
、设计任务（1）原料液中苯含量：质量分率：WF= 35%质量），其余为甲苯⑵塔顶产品中苯含量：W=95%（3）釜底苯含量：WD=8.5 %。
⑷生产能力：20000t/a，年工作日300天、操作条件⑴精馏塔顶压强：101.13kPa(常压)(2) 进料热状态：泡点进料⑶回流比：R=1.3Rmin (4) 单板压降压：0.7kPa四、设计内容及要求(1) 设计方案的确定及流程说明(2) 塔的工艺计算(3) 塔和塔板主要工艺尺寸的设计塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定；塔板的流体力学验算；塔板的负荷性能图(4) 编制设计结果概要或设计一览表(5) 辅助设备选型与计算(6) 绘制塔设备结构图：采用绘图纸徒手绘制五、参考书目2012.7[1] 王志奎、刘丽英、刘伟化工原理(第四版)下册？北京：化学工业出版社，[2] 化工原理课程设计书第二章设计内容3.1设计方案的确定及工艺流程的说明本设计任务为分离苯-甲苯混合物。
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化工原理课程设计设计题目：苯一甲苯连续精馏塔的工艺设计学生姓名： _____________学号： _____________专业班级： _________指导教师： ___________摘要 (I)第1章绪论 (1)1.1设计流程 (1)1.2设计思路 (1)第2章精馏塔的工艺设计 (3)2.1产品浓度的计算 (3)2.2最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (4)2.3物料衡算 (4)2.4精馏段和提馏段操作线方程 (5)2.5逐板法确定理论板数及进料位置（编程） (5)2.6全塔效率、实际板数及实际加料位置 (6)第3章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1物性数据计算 (8)3.2精馏塔主要工艺尺寸的计算 (10)3.3塔板主要工艺尺寸的计算 (12)3.4塔板流体力学校核 (15)3.5塔板符合性能图 (17)第4章热量衡算 (21)4.1热量衡算示意图 (21)4.2热量衡算 (21)第5章塔附属设备的计算 (25)5.1筒体与封头 (25)5.2除沫器 (25)5.3裙座 (25)5.4塔总体高度的设计 (25)5.5换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算 (26)5.6进料管的设计 (27)5.7泵的选型 (27)5.8贮罐的计算 (28)第6章结论 (29)6.1结论 (29)6.2主要数据结果总汇 (29)结束语 (30)参考文献.......................................... 错误！未定义书签。
附录1主要符号说明 (31)附录2程序框图.................................... 错误！未定义书签。
附录3精馏塔工艺条件图................附录4生产工艺流程图..................教师评语.......................................... 错误！未定义书签。
1.1设计流程本设计任务为分离苯一一甲苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏 流程。
设计中采用泡点进料，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。
该物系属易分物系，最小回流比较小，故操作回流比取最小回流 比的1.2倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
设计流程框图如下：任务书上规定的生产任务长期固定，适宜采用连续精流流程。
贮罐中的原料液用 机泵加入精馏塔；塔釜再沸器用低压蒸汽作为热源加热料液；精馏塔塔顶设有全凝器， 冷凝液部分利用重力泡点回流；部分连续采出到产品罐。
简易流程如下，具体流程见 附图。
1-原料罐，2-进料罐，3-苯、甲苯精馏塔，4-塔顶全凝器，5-再沸器 1.2设计思路本次课程设计的任务是设计苯一甲苯精馏塔，塔型为浮阀式板塔，进料为两组份 进料，且苯与甲苯的挥发度有明显差别，可用一个塔进行精馏分离。
要分离的组分在常压下均是液体，因此操作在常压下即可进行，进料为泡点进料, 需预热器。
同时在塔顶设置冷凝器，在塔底设置再沸器，由于塔顶不许汽相出料，故 采用全凝，又因所设计的塔较高，应用泵强制回流。
1.2.1加料方式本设计的加料方式为泡点进料。
1.2.2加热方式第1章绪论FD本设计的加热方式为塔底间接加热。
1.2.3回流比的选择选择操作回流比为最小回流比的1.2倍。
1.2.4塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择冷凝方式为全凝，冷却介质为冷水。
1.2.5设计流程图第2章精馏塔的工艺设计2.1产品浓度的计算M 苯=78.11 , M 甲苯=92.14摩尔分数M D二X DM 苯（1—X D ） M 甲苯=0.992 78.11（1 —0.992） 92.14 = 78.22kg/kmolM W 二 X W M 苯■（1 -X W ） M 甲苯=0.012 78.11 • （1—0.012） 92.14 = 91.16kg/kmol2.2平均相对挥发度的计算 温度计算表2.1苯一甲苯的气液平衡与温度的关系表[1] 温度 /0C苯/%（mol 分率） 温度/0C苯/%（mol 分率） 温度/0C苯/%（mol 分率）液相气相液相 气相液相 气相 110.6 0 0 95.2 39.7 61.8 84.4 80.3 91.4 106.1 8.8 21.2 92.1 48.9 71.0 82.3 90.3 95.7 102.2 20.0 37.0 89.4 59.2 78.9 81.2 95.0 97.9 98.630.050.086.870.085.380.2100.0100.0用内插法求得t F 、t D 、t W丄110.6 —1006.1 t w -110.6t w :—0-21.2 1.2-0故由上塔顶温度t D =81.16 C进料温度t F -88.70 C95.2 -92.1 95.2 -88.70y F :61.8 -70.0 一 61.8 -100y F —塔底温度t w =109.99 Ct FtD95.2 -92.1 t F -95.239.7 -48.9 一 59-39.7— t F -88.70 C80.2-81.2 t D -80.2100.0-95.0 一 99.2 -100.0 一 t D =80.36 C气相组成 y D81.2-80.2 _ 80.36 -80.297.9 -100.0 100y D -100.0y D =99.66%0.4/78.11X F =0.55/78.110.45/92.140.99/78.11 = 0.4400.99/78.11 - 0.01/92.140.01/78.11= 0.992X W =0.01/78.11 0.99/92.14摩尔质量M F =X F M 苯,1—X F ）M 甲苯=0.44 78.11 （1—0.44） 92.14 = 85.97kg/kmol= 0.012tW= 109.99 C气相组成 y F =81.09%F :进料量（Kmol/s ）X F =0.440原料组成（摩尔分数，下同）2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 2.2.1最小回流比的计算B 由Antonie 方程，ln p则：ln p 苯=6.03055-1211.0332.12(88.70 十 220.79)p 苯=131.83kPaln P甲苯 _6.07954(88.70 219.482)_ 仁72p 甲苯=52.481kPa故一:==13183=2.51p 。
甲苯52.481丄[心「(-X D )]—.。
*「1 X F 1 -X F2.2.2适宜回流比的确定设计中令回流比 ^1.2R ,in =1.2 1.08=1.30 2.3 物料衡算110.6 -106.1 110.6 -109.99气相组成y W :y W =2.87%0 -21.20 -100y W由上温度和气相组成来计算相对挥发度0.8109/0.44-100 ywX F =0.59, y F = 0.8109 = ： F 厂 X D =0.992,= 0.9966=■= 5.4577 (1 -0.8109”(1 -0.44) 0.9966/0.992 =0.012, y w = 0.0287 =::W则精馏段平均相对挥发度 提馏段平均相对挥发度〔2 -2.3639 (^0.9966)/(^0.992) 0.0287/0.0122.4328(1 -0.0287)/(1 -0.012)二仝—3.91082「D=W= 2.3984 21344.8最小回流比即为R minD :塔顶产品流量（Kmol/s ） X D =0.992塔顶组成 W :塔底残夜流量（Kmol/s ） X W =0.012塔底组成 进料量 :350000 10 [0.4/78.11 （1 -0.4）/92.14 3, 「F25.59 10 一 kmol/s6313x3600D =6.168 10 "Kmol/s,W =4.29 10"3 Kmol/s 因 R=1.30L 二 R D =1.30 6.168 10 — 8.018 10‘Kmol /sL = L q F =8.018 10^ 25.59 10’ =18.48 10”Kmol/s V =V =（R 1）D =（1.30 1） 6.168 10^=14.19 10‘Kmol/s表 2.3物料衡算结果表1物料流量（kmol/s ）组成进料F10.46X10’苯 0.44 甲苯0.56 塔顶产品D6.168x10’ 苯 0.992 甲苯0.008 塔底残夜W4.29X10，苯 0.012 甲苯0.988表2.4 物料衡算结果表2物料物流（kmol/s ） 精馏段上升蒸汽量 V14.19x 10° 提馏段上升蒸汽量 V ，14.19"0°精馏段下降液体量 L8.018"0° 提馏段下降液体量L ，18.48x 10°2.4精馏段和提馏段操作线方程精馏段操作线方程：L D 8.018 10’ 0.9923y x X D3x36.168 10 ：y=0.56x 0.431 （ 1）V V 14.19 1014.19 10提馏段操作线方程：2.5逐板法确定理论板数及进料位置（编程）因'=2.46'得出相平衡方程"十豈或而（3）又因为塔顶有全凝器，所以％ =X D =0.992代入相平衡方程得％ = 0.900代入（1）卞=D +WFX F=DX DWX W: ‘25.59 “o'= D+WE 、25.59>d0'域 0.44 = 0.992D+0.012WLyv xWX W18.48 10’14.19 10” 4 29 10一x3 0.012二 y =1.3x -0.004 （ 2）14.19 10式得y 2 = 0.980再代入(3)式得X 2二0.951反复计算得y 3 =0.964, X 3 =0.914讨4 =0.943, X 4 = 0.808 目5 = 0.917,X 5 = 0.815y 6 = 0.887,x 6 = 0.758 y 7 =0.855, x 7 =0.701 y 8 =0.824, x =0.651屮二 0.855, X9 二 0.701y 10= 0.855,X 10= 0.701 ：： X F = 0.59将X 8代入(2)式得yn =0.742代入(3)得刘=0.534反复计算得 y 12 = 0.690, x 12 = 0.470 y 13 = 0.607, x 13 = 0.381 y 14 = 0.491, x 14 =0.278 y 15 = 0.357, x 15 = 0.181 y 16 = 0.231, x 16 =0.107 y 17 = 0.135, x 17 =0.059 y 18 = 0.073, X 18 = 0.030 y 19 =0.035,x 19 =0.014y 20 = 0.015, X 20 =0.006 ：： X W = 0.012总理论板数为20块(包括再沸器)，第10块板加料，精馏段需9块板，提馏段需 11块。