分离苯—苯乙烯混合液的浮阀塔工艺设计
苯——乙苯 浮阀精馏塔设计书
目录一、毕业设计任务书- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 1二、设计题目及原始条件- - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - 2三、前言- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -3四、物料衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4五、热量衡算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 4六、塔板工艺尺寸计算(精馏段)- - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - -61、塔径- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - -72、溢流装置- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - -73、塔板布置及浮阀数目与排列- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7七、塔板流体力学验算- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -81、气相通过浮阀塔板的压强降- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -82、淹塔- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -83、雾沫夹带- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8八、塔板负荷性能图- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -81、雾沫夹带线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 82、液泛线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 93、液相负荷上限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 94、漏液线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -95、液相负荷下限线- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9九、计算结果十、塔板工艺尺寸，流体力学验算，负荷性能图(提馏段) - - - - - -10 十一、参考文献- - - - - - - - - - - - - - - - - 13课程设计任务书题目：设计一个分离苯－乙苯双组分均相混合液的常压连续浮阀精馏塔。
分离苯甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计方案
分离苯甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计方案设计方案的选择和论证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。
设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。
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 2 倍。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
塔板工艺计算流体力学验算全塔热量衡算塔负荷性能图塔附属设备计算2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浮阀式连续精馏塔。
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。
塔顶冷凝器可采用全凝器、分凝器- 全能器连种不同的设置。
在这里准备用全凝器，因为可以准确的控制回流比。
此次设计是在常压下操作。
因为这次设计采用间接加热，所以需要再沸器。
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。
1、本设计采用连续精馏操作方式。
2、常压操作。
3、20℃进料。
4、间接蒸汽加热。
5、选 R=2Rmin。
6、塔顶选用全凝器。
7、选用浮阀塔。
在此使用浮阀塔，浮阀塔塔板是在泡罩塔板和筛孔塔板的基础上发展起来的，它吸收了两者的优点，其突出优点是可以根据气体的流量自行调节开度，这样就可以避免过多的漏液。
分离苯—苯乙烯混合液的浮阀塔工艺设计
化工原理课程设计分离苯—苯乙烯混合液的浮阀塔工艺设计课程设计任务书苯－苯乙烯混合液的常压连续蒸馏塔设计一、工艺要求：日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。
原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。
二、设计条件1、操作压力：常压2、进料热状况自选3、回流比自选三、塔板类型：浮阀塔设计任务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数据的计算4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算5、塔板主要工艺尺寸的计算6、塔板的流体力学验算7、塔板负荷性能图8、精馏塔接管尺寸计算9、绘制工艺流程图10、对设计过程的评述和有关问题的讨论目录第一部分概述1.1设计目标 (4)1.2设计任务 (4)1.3设计条件 (5)1.4设计内容 (5)1.5工艺流程图 (5)第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定 (7)二、精馏塔的物料衡算 (7)2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (7)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (7)2.3物料衡算原料处理量 (7)三、塔板数的确定 (8)N的求取 (9)3.1理论板层数T3.2相对挥发度 (9)3.3进料状态参数 (9)3.4最小回流比 (9)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (11)4.1操作压强计算 (11)4.2操作温度计算 (12)4.3平均摩尔质量计算 (12)4.4平均密度计算 (13)4.5液相平均表面张力计算 (14)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)5.1精馏段塔径的计算....................................... - 14 -5.2精馏塔的有效高度的计算 (17)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (17)6.1溢流装置计算 (17)6.2塔板布置 (21)6.3筛孔数n与开孔率 (23)七、筛板的流体力学验算 (24)7.1气体通过干板压降....................................... - 23 -e的验算 (26)7.2雾沫夹带量V7.3液泛验算 (27)八、塔板负荷性能图 (28)8.1漏液线 (28)8.2雾沫夹带线 (29)8.3液相负荷下限线 (29)8.4液相负荷上限线 (30)8.5液泛线 (30)九、接头管设计 (33)9.1接管尺寸 (33)9.2回流管管径 (34)9.3塔底进气管 (34)9.4加料管管径 (34)9.5料液排出管管径 (34)十一、有关问题的讨论 (36)设计一览表 (38)操作方案的说明： (38)总结 (38)参考文献 (39)第一部分概述1.1设计目标分离苯与苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计1.2设计任务日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。
苯_乙苯连续精馏浮阀塔设计说明
第1 章设计方案1.1 设计方案1.1.1 装置流程的确定精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔经多次部分冷凝精馏分离，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。
为此在确定装置流程时应考虑余热的利用。
另外，为保持塔的操作稳定性，流程中用泵直接将原料送入塔。
塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，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。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
1.1.2 加料热状况的选择设计中采用泡点进料。
虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料1.1.3 回流比的选择回流比的确定，是精馏塔设计中的一个关键性问题。
它确定的合理与否，直接影响到所设计的塔能否正常操作及投资的大小。
首先根据物系的性质及进料状况确定最小回流比，再根据最小回流比选定几个回流比，通过作图，从中找出适宜的操作回流比。
1.2 确定设计方案的原则1. 满足工艺和操作要求2. 满足经济上的要求3. 保证安全生产第2章工艺计算及主体设备设计2.1设计条件及基础数据2.1.1苯-乙苯连续精馏浮阀塔设计1. 处理量：4.8万吨/年；2•料液组成（质量分数，下同）：乙苯：30%苯：70%3. 塔顶产品组成：塔顶的乙苯含量低于2.0%；4. 塔底产品组成：残液中乙苯含量不得少于94%5 .年工作生产时间：330天。
2.1.2基础数据2.2物料衡算及塔板数的确定2.2.1全塔物料衡算1.原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分数X F= (0.7/78 )/( 0.7/78+0.3/106 ) =0.7602X D= (0.98/78 )/( 0.98/78+0.02/106) =0.9852X W= (0.06/78 )/( 0.06/78+0.94/106 ) =0.07982. 塔底产品的平均摩尔质量M W 0.0798 78 (1 0.0798) 106 103.8kg/kmol 所以：W=__48 10=58.39Kmol/h330 24 103.83. 全塔物料衡算F=D+\；FX=DX+W W即：F=D+58.390.7602 X F=0.9852 X D+39.51 X 0.0798则：可知F=234.96Kmol/h ; D=176.57Kmol/h2.2.2平均相对挥发度a的计算lg P0 A B/(t C)①；将P=101.325 KPa代入①式，在分别代入苯和乙苯的A、B、C 得苯的沸点为80.05,乙苯的沸点为136.15 C。
化工原理课程设计说明书 苯和苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计.
《化工原理》课程设计说明书苯-苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计院系：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级：09化工2班学号：0906210201姓名：武金龙指导老师：李梅摘要本设计的任务是设计用于分离苯-苯乙烯的浮阀精馏塔。
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。
精馏装置包括精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
根据加热方式来决定塔底是否设置再沸器，塔底设置再沸器时为间接加热，这种加热方式适用于各种物系，且被广泛使用。
由于本设计设置了再沸器，故采用间接加热。
板式塔的种类繁多，本设计采用浮阀塔，它是在泡罩塔的基础上发展起来的。
浮阀塔被广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中，塔径从200mm到6400mm，使用效果较好。
它具有处理能力大，操作弹性大，塔板效率高，压强小，使用周期长等特点。
确定回流比有图解法和逐板计算法，本设计采用逐板计算法，虽然计算过程较为繁琐，但计算精度较高。
理论板确定后，计算实际板数，再设计塔和塔板中所有的参数，初选塔板间距并计算塔径，这些数据的计算都是以精馏段的数据为依据的。
设计中采用平直溢流堰，因为这样可以使得塔板上具有一定高度的均匀流动的液层。
浮阀塔的开孔率设计中要满足一定的要求，即要确定合适的浮阀数，浮阀的孔径是由所选浮阀的型号确定的，浮阀数通过上升蒸汽量、阀孔气速和孔径确定，阀孔的排列采用等腰三角形叉排。
最后是塔板负荷性能图中过量雾沫夹带线、液泛线、漏液线、液相负荷上、下限线的计算以及确定塔体结构。
目录第一部分概述 (5)一、设计目标 (5)二、设计任务 (5)三、设计条件 (5)四、设计内容 (5)第二部分工艺设计计算 (6)一、设计方案的确定 (6)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6)3.物料衡算原料处理量 (7)三、塔板数的确定 (7)1.相对挥发度的求取 (7)2.进料状态参数的确定 (8)3.最小回流比的确定 (8)4.操作线方程的求取 (9)5.全塔效率的计算 (9)6.实际板层数的求取 (10)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)1.操作压强计算 (10)2.操作温度计算 (10)3.平均摩尔质量计算 (11)4.平均密度计算 (11)5.液相平均表面张力计算 (12)6.求精馏塔的气、液相负荷 (13)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)1.塔径的计算 (14)2.精馏塔的有效高度的计算 (15)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.溢流装置计算 (15)2.塔板布置 (18)3.浮阀数与开孔率 (19)七、塔板的流体力学验算 (20)1.气体通过干板的压降 (20)2.雾沫夹带量的验算 (21)3.液泛的验算 (21)4.漏液的验算 (22)八、塔板负荷性能图 (22)1.漏液线 (22)2.过量雾沫夹带线 (22)3.液相负荷下限线 (23)4.液相负荷上限线 (23)5.液泛线 (23)九、附属设备的设计 (25)1.接管尺寸 (25)2.回流管尺寸 (25)3.塔底进气管尺寸 (25)4.加料管尺寸 (25)5.料液排出管尺寸 (25)第三部分设计结果汇总 (26)一、设计结果一览表 (26)二、工艺流程图 (28)三、设计总结 (29)参考文献 (29)第一部分概述一、设计目标分离苯—苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计二、设计任务试设计分离苯与苯乙烯混合物的浮阀精馏塔，年处理量为2.4万吨苯与苯乙烯混合液，要求气液混合进料。
分离苯-甲苯混合物的浮阀塔设计——毕业设计
分离苯-甲苯混合物的浮阀塔设计——毕业设计化工原理课程设计说明书设计项目：分离苯－甲苯混合物的浮阀塔设计学院名称：环境科学与工程学院专业班级：再生资源科学与技术10级姓名：张胜学号：201010703110指导老师：陈樑黄兵化工原理课程设计任务书一、设计题目分离苯和甲苯混合物的浮阀塔设计二、设计任务及操作条件现受一化工厂所托，设计一分离苯与甲苯的浮阀塔，其设计操作条件如下：1、混合物流量5/，其中易挥发组分含量为35%（质量比）；F kg s2、要求塔顶馏出液中含苯98%，塔釜残液中含苯不大于1.7%；3、塔内为常压操作；4、进料热状况为泡点，饱和液体进料；5、塔顶为全凝器，泡点回流，冷却水进出冷凝器的温度分别为20℃和30℃；6、再沸器用绝压为200KPa的饱和蒸汽加热，在泡点下排出；7、总板效率为50%；8、采用F1型浮阀塔三、设计内容1、设计方案的选择及流程的确定；2、塔的物料衡算、热量衡算；3、塔的主要工艺尺寸的确定；（1）塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定（2）塔板的流体力学验算（3）塔板的负荷性能图4、辅助设备的选型与计算5、绘制工艺流程图（2号图）6、绘制浮阀塔的设备图（1号图纸）7、编写设计说明书目录设计任务书 (2)一、前言 (4)二、苯－甲苯精馏塔工艺设计 (12)（一）塔板数的求解 (12)（二）塔高的计算 (18)（三）密度计算 (18)（四）塔径的计算 (19)（五）塔的尺寸计算 (21)（六）塔板流体力学验算 (25)（七）塔板负荷性能图 (29)（八）计算结果汇总 (33)（九）能量衡算 (35)三、塔的附件设计 (36)四、结论 (40)五、参考文献 (42)第1章前言1.1 塔设备的设计背景塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。
塔设备的设计和研究，已经受到化工行业的极大重视。
在化工生产中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有非常重大的影响。
苯-乙苯浮阀精馏塔的设计
课程设计题目：浮阀式连续精馏塔的设计教学院：化学与材料工程学院专业：学号：学生姓名：指导教师：2010年 5 月20 日课程设计任务书2009 ～ 2010学年第 2 学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目浮阀式连续精馏塔设计二、课程设计内容（含技术指标）1. 工艺条件与数据原料液量1500kg/h，含苯42%（质量分数，下同），乙苯58%；馏出液含苯98%，残液含苯2%；泡点进料；料液可视为理想溶液。
2. 操作条件常压操作；回流液温度为塔顶蒸汽的露点；间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm²（绝对压力）；冷却水进口温度30℃，出口温度为45℃；设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。
3. 设计内容①物料衡算、热量衡算；②塔板数、塔径计算；③溢流装置、塔盘设计；④流体力学计算、负荷性能图。
三、进度安排1．5月6日：分配任务；2．5月6日-5月14日：查询资料、初步设计；3．5月15日-5月21日：设计计算，完成报告。
四、基本要求1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。
设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。
应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点的工艺流程图，塔结构简图。
设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。
2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)和精馏塔装配总图(1号图纸)。
教研室主任签名：年月日目录1．设计方案简介2．工艺流程草图及说明3．工艺计算及主体设备设计4 辅助设备的计算及选型；5．设计结果概要或设计一览表6对本设计的评述；7 附图（工艺流程简图、主体设备工艺条件图）；8 参考文献。
化工毕业设计：分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔[管理资料]
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毕业设计分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔专业：过程装备与控制工程二〇一四年十一月目录一、设计任务书（一）设计题目（二）设计条件（三）设计内容二、塔板的工艺设计（一）精馏塔的全塔物料衡算（二）塔板数的确定（三）精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算（四）塔径的计算（五）塔板工艺尺寸计算（六）塔板流体力学验算（七）塔板负荷性能图三、塔板设计一览表四、塔高的设计计算五、总装图六、设计总结七、参考文献一、设计任务书（一）设计题目分离苯-甲苯的常压连续浮阀式精馏塔（二）设计条件进料组成：40%苯（摩尔分率，下同）分离要求：溜出液组成中苯为95%釜残液组成中苯为5%处理量：每小时100千摩尔苯-甲苯混合液进料热状况：泡点进料回流比：工作压强：常（三）设计内容1）工艺计算确定塔板数2）精馏塔主要结构尺寸设计A、确定塔高和塔径B、精馏段一块塔板结构设计C、塔板流体力学验算及负荷性能图3）设计一览表4）总装图二、塔板的工艺设计塔板负荷性能图塔径设计一览表浮阀塔板工艺设计计算结果设计计算过程备注塔高计算所以H=400+(22-6-2)×450+6×650+300+2400=14000mm塔总高为14m总装图设计总结通过本次设计，让自己进一步对精馏塔的认识加深，体会到课程设计是我们所学专业课程知识的综合应用的实践训练，也深深感受到做一件事，要做好是那么的不容易。
在本次设计中，我结合书本与网上的一些知识来完成了自己的课程设计。
在此次设计中虽然自己做了近两周时间,深深体会到计算时的繁锁。
计算时有许多是根据老师指定数据来算的如：塔板间距、上液层高度、加热蒸汽压强，质量流量等，这些对于我们这些只学了一些简单的理论知识的学生来说简直是难上加难，以至于自己再算到这些时，算了一次又一次，才满足了工艺要求。
再次，虽然，自己经过很长时间来完成自己的设计内容的计算，一遍又遍，但还是觉得不算苦，必定有一句“千里之行，始于足下”。
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化工原理课程设计分离苯—苯乙烯混合液的浮阀塔工艺设计课程设计任务书苯－苯乙烯混合液的常压连续蒸馏塔设计一、工艺要求：日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。
原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。
二、设计条件1、操作压力：常压2、进料热状况自选3、回流比自选三、塔板类型：浮阀塔设计任务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数据的计算4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算5、塔板主要工艺尺寸的计算6、塔板的流体力学验算7、塔板负荷性能图8、精馏塔接管尺寸计算9、绘制工艺流程图10、对设计过程的评述和有关问题的讨论目录第一部分概述1.1设计目标 (4)1.2设计任务 (4)1.3设计条件 (5)1.4设计内容 (5)1.5工艺流程图 (5)第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定 (7)二、精馏塔的物料衡算 (7)2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (7)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (7)2.3物料衡算原料处理量 (7)三、塔板数的确定 (8)N的求取 (9)3.1理论板层数T3.2相对挥发度 (9)3.3进料状态参数 (9)3.4最小回流比 (9)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (11)4.1操作压强计算 (11)4.2操作温度计算 (12)4.3平均摩尔质量计算 (12)4.4平均密度计算 (13)4.5液相平均表面张力计算 (14)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)5.1精馏段塔径的计算....................................... - 14 -5.2精馏塔的有效高度的计算 (17)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (17)6.1溢流装置计算 (17)6.2塔板布置 (21)6.3筛孔数n与开孔率 (23)七、筛板的流体力学验算 (24)7.1气体通过干板压降....................................... - 23 -e的验算 (26)7.2雾沫夹带量V7.3液泛验算 (27)八、塔板负荷性能图 (28)8.1漏液线 (28)8.2雾沫夹带线 (29)8.3液相负荷下限线 (29)8.4液相负荷上限线 (30)8.5液泛线 (30)九、接头管设计 (33)9.1接管尺寸 (33)9.2回流管管径 (34)9.3塔底进气管 (34)9.4加料管管径 (34)9.5料液排出管管径 (34)十一、有关问题的讨论 (36)设计一览表 (38)操作方案的说明： (38)总结 (38)参考文献 (39)第一部分概述1.1设计目标分离苯与苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计1.2设计任务日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。
原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。
1.3设计条件操作压力进料热状况回流比单板压降全塔效率1.4设计内容编制一份设计说明书，主要内容包括： 1、前言2、流程的确定和说明3、生产条件的确定和说明4、精馏塔的设计计算： （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数据的计算 （4）、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 （5）、塔板主要工艺尺寸的计算 （6）、塔板的流体力学验算 （7）、塔板负荷性能图 （8）、精馏塔接管尺寸计算 （9）、绘制工艺流程图 5、设计结果列表6、设计结果的讨论和说明7、主要参考资料1.5工艺流程图精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器。
釜液冷却器和产品冷凝器等设备。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离，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，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。
另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免受泵操作波动的影响。
常压气液混 合进料0.8980.7kPa %81.42E T原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。
操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。
塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。
并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。
为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。
产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。
且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。
以测量物流的各项参数。
塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器，以便于准确地控制回流比。
若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。
总而言之确定流程时要较全面，合理的兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。
连续精馏操作流程图第二部分 工艺设计计算一、设计方案的确定本设计任务书为分离苯与苯乙烯混合物。
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进料，将原料液通过预热器加热至90℃后送入精馏塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。
二、精馏塔的物料衡算2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯的摩尔质量 A M =78kg/mol 苯乙烯的摩尔质量 B M =104.21kg/mol 原料处理量为：F=4000Kg/h2.2原料液及塔顶、塔底产品含正己烷摩尔分数和平均相对分子质量苯的摩尔质量为78，苯乙烯的摩尔质量为104.21481.021.104/5978/4178/41=+=F x97.021.1044/78/9678/96=+=D x530.021.410/9678/478/4=+=W xF M =0.48⨯78+ 0.52⨯104.21=91.52kg/kmol 原料液的处理量F=4000/91.52=43.71kmol/h 2.3物料衡算原料处理量mol g M F /91.52k =取一年工作日为300天 则h kmol F /43.7191.524000==W D F +=XW XD XF W D F += 联立解得D=20.39kmol/h W=23.77kmol/h三、塔板数的确定3.1理论板层数T N 的求取苯与苯乙烯物系的饱和蒸汽压查下表：（kpa ）3.2求相对挥发度在某一温度下由表1.1可查的该温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸气压A P 和B P ，由于总压P 为定值，即P=101.33KPa ，由拉乌尔定律可求得液相组成x,平衡气相组成y 。
α=b aP P ;x =B A B P P P P --;y = x P P A物质 蒸汽压 温度80.190100110120130140145苯 P a 101.33 135.5 179.2 234.3 300.34 379.58 473.62 534.4 苯乙烯 P b12.2817.96 25.72 36.02 49.4266.5588.11101.3T/℃ 80.1 90 100 110 120 130 140 145 α 7.546.976.476.085.705.385.27 x10.709 0.493 0.329 0.207 0.111 0.034315.6...321==N n m a a a a a3.3进料状态参数有内插法可求出进料126℃，.4810=f X 时泡点为88℃，平均温度 （126℃+88℃)/2=107℃下苯的比热熔CpA=2.140kJ/（kg ∙K ） 苯乙烯的比热容CpB=3.014kJ/（kg ·K ）平均比热Cpm=2.140×78×0.481+0.519×104×3.014=242.97kJ/（kmol ·K ）苯的汽化热A r =380kJ/kg 苯乙烯的汽化热b r =379.7kJ/kg平均汽化rm=380×0.481×78+0.519×104×379.7=34751.53kJ/kmol0.734)(1,=-+=t T rC q pm 3.4最小回流比由q 线斜率：k=q /（q -1）=0.734/（0.734-1）=-2.76 设q 线方程为y=－2.76x+b 过（x F ，xF ）即过（0.481,0.481） 所以q 线方程为y=－2.76x+1.81利用x —y 图，将q 线方程作出，由交点读出xq=0.3248,yq=0.7573 由Rmin=（xD －yq ）/（yq －xq ）=0.49 取R=2Rmin=1.0 精馏段操作线：y=0.5x+0.5×0.97=0.5x+0.485 提馏段操作线：y=1.80x-0.043将两条操作线画在x-y 图上，并画出阶级图。
y 1 0.998 0.872 0.761 0.613 0.416 0.159 0（0.97，0.97）（0.053，0.053）（0.481，0.481）（0，0.485）由图可知总理论板数NT=6块，进料板是第3块。
液相平均粘度计算液相平均粘度依下式计算：i i ni Lm x μμ1=∑=由t m =(w d t t +)/2 ℃，查附表得 s mPa ∙=231.0苯μs mPa ∙=2928.0苯乙烯μs mPa L ∙=⨯-+⨯=652.02928.0)457.01(231.0457.0μ 全塔效率T E=T E 0.49245.0)(-L αμ=0.4218根据塔顶、塔底液相组成查图，求得平均温度为（80.1+145.2）/2度，该温度下进料液相平均黏度为)(249.0709.0291.0s mPa m ⋅=+=苯苯乙烯μμμα=6.97实际板层数的求取：精馏段实际板层数：N 精=2/0.422=4.74 取5块 提馏段实际板层数：N 提=4/0.422=9.5 取10块 所以实际板层数N=15块四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算4.1操作压强计算塔顶操作压强 3.10543.101=+=D p kPa 每层塔板压降 kpa 7.0=∆p塔顶压强 kpa 3.10543.101=+=d p 进料板压强 4kpa .0817.05p p D F =⨯+=塔底压强 kpa 925.1117.010p p w =⨯+=F 精馏段平均压强 6.85kpa 102/)08.413.105(=+=m p 提馏段平均压强111.6kpa 2/)114.48.810(=+=m p 4.2操作温度计算由t-x-y ，用内插法求tw,tF,tD即（tw －140）/（0.159-0.053）=（145-140）/0.159 tw=143.3 ℃（100-90）/（0.998-0.872）=（100- tD ） /（0.970-0.872） tD=92.22℃（130-120）/（0.613-0.416）=（130- tF ） /（0.481-0.416） tF=126.7℃tD=92.22℃ tF=126.7℃ tW=143.3℃精馏段平均温度 109.462126.792.22=+=T ℃提馏段平均温度 135216.71143.3=+=T ℃4.3平均摩尔质量计算⑴塔顶摩尔质量计算：由709.01==y x D，查平衡曲线得1x =0.975kmol kg M VDm /89.7804.104)709.01(78709.0=⨯-+⨯=kmol kg M LDm /76.7804.104)759.01(78759.0==⨯-+⨯⑵进料板平均摩尔质量计算由进料参数得842.0=F y 查平衡曲线，得457.0=F xkmol kg M VFm /82.2204.104)842.01(78842.0=⨯-+⨯= kmol kg M LFm /92.2414.104).45701(78457.0=⨯-+⨯= ⑶塔釜平均摩尔质量计算由图解，228.0w =y 查平衡曲线049.0w =xkmol kg M m V /98.2114.104)228.01(.1178228.0w =⨯-+⨯= kmol kg M m L /102.8614.104).04901(.1178049.0w =⨯-+⨯=（4）精馏段平均摩尔质量 kmol kg M Vm /80.555222.828.897=+=kmol g M lm/85.5k 292.2476.78=+=（5）提馏段平均摩尔质量kmol kg M Vm /90.215222.8298.21=+= kmol g M lm/97.55k 292.24102.86=+=4.4平均密度计算 ⑴气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即 精馏段 2.69)15.273109.46(314.80.5558106.351=+⨯⨯==RTPM m mV 精ρ3m /kg提馏段 2.948)15.273135(314.890.215110.92=+⨯⨯==RTPM m mV 提ρ3m /kg⑵液相平均密度计算液相平均密度依下式计算：i i Lma ρρ/1∑=①塔顶液相平均密度计算： 由TD=92.22℃，查附表得3015g/cm 8.0=苯ρ 3452g/cm 8.0=苯乙烯ρ 质量分数609.0=苯a 3/0.8032m g LmD =ρ ②进料板液相平均密度计算 由TF=126.7℃，查附表得3606g/cm 7.0=苯ρ 3136g/cm 8.0=苯乙烯ρ 质量分数387.0=苯a3/0.792m g F Lm =ρ ③塔底液相平均密度为由Tw=143.3℃，查附表得37397g/cm .0=苯ρ 37977g/cm .0=苯乙烯ρ质量分数037.0=苯a3/0.7954m g F Lm =ρ精馏段液相平均密度3/797.62279803.2m kg Lm =+=ρ 提馏段液相平均密度 3/793.72279795.4m kg Lm =+=ρ 4.5液相平均表面张力计算液相平均表面张力依下式计算，即i i ni Lm x σσ⨯∑==1⑴塔顶液相平均表面张力计算 由TD=92.22 ℃，查附表得 m mN /19.938=苯σ m mN /23.596=苯乙烯σm mN m /0.0523.5962)79.01(19.93879.0=⨯-+⨯=顶σ ⑵进料板液相平均表面张力计算 由TF=126.7℃，查附表得m mN /5.7131=苯σ m mN /0.09672=苯乙烯σm mN m /8.9310.09672)457.01(5.7131457.0=⨯-+⨯=进σ （3）塔釜液相平均表面张力计算 由TW=143.3℃，查附表得m mN /3.7991=苯σ m mN /18.4599=苯乙烯σm mN m /18.23218.4599)049.01(3.7991049.0=⨯-+⨯=进σ精馏段液相平均表面张力为： m mN m /19.072218.09320.05=+=σ提馏段液相平均表面张力为：m mN m /18.163218.09318.232=+=σ（4）液体平均粘度的计算Tm=(td+tw)/2=(92.22+143.3)/2=117.76由附表查得μ苯=0.231mpa ·s μ苯乙烯=0.2928mpa ·s μLm=0.457×0.231+（1-0.457）×0.2928=0.265 mpa ·s五、馏塔的塔体工艺尺寸计算5.1精馏段塔径的计算 L=RD=20.389kmol/h V=(R+1)D=40778kmol/hs m VM V Vm Vm S /933.069.2360080.55587.74036003=⨯⨯==ρs m LM L Lm Lm S /106.0710000.79763600 5.5820.389360034-⨯=⨯⨯⨯==ρ取板间距HT=0.35m ，取板上液层高度HL=0.06m 则 HT-HL=0.35-0.06=0.29m03083.0)619.26.797)(339.0360036001007.6())((214-21h =⨯⨯⨯=V L h V L ρρ查Smith 图得20C =0.0626140.0)20(2.020==σC C0555.1max =-=VVL Cu ρρρm/s u =(0.6～0.8) m ax u取u =0.8 m ax u =0.8444m/sm uV D S7151.04==π 按标准塔径圆整后为 mm D t 800=符合塔径0.5～0.8m 时，板间距300～350范围提馏段塔径的计算L ’=L+qF=20.389+0.734×43.71=52.472kmol/h V ’=V+(q-1)F=40.778+（0.734-1）43.71=29.15kmol/hs m M V V Vm Vm S /2478.0948.2360090.21529.1536003=⨯⨯==ρ‘s m M L L Lm Lm S /101.79793.7360097.5552.472360033-⨯=⨯⨯==ρ’取板间距HT=0.35m ，取板上液层高度HL=0.06m 则 HT-HL=0.35-0.06=0.29m1188.0)489.23.779)(.2478036003600101.79())((21-321h =⨯⨯⨯=V L h V L ρρ 查Smith 图得20C =0.052510.0)20(2.020==σC C473.1max =-=VVL Cu ρρρm/s u =(0.6～0.8) m ax u取u =0.8 m ax u =1.17835/sm uV D S5176.04==π 按标准塔径圆整后为 mm D t 600= 5.2精馏塔的有效高度的计算精馏段有效高度为 m H N Z T 25.0)15()1(=⨯-=-=精精提馏段有效高度为 m H N Z T 5.45.0)110(1=⨯-=-=）（馏馏 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 m Z Z Z 7.38.0=++=馏精六、塔板主要工艺尺寸的计算6.1精馏段溢流装置计算溢流装置的布置应考虑液流在塔板上的途径。