苯-甲苯精馏分离板式塔设计
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、设计任务及操作条件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、设计方案得选择及流程说明2、塔得工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计(1)塔径、塔高及塔板结构尺寸得确定(2)塔板得流体力学校核(3)塔板得负荷性能图(4)总塔高、总压降及接管尺寸得确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图及精馏工艺条件图7、设计评述目录1、设计方案得确定 (1)2、精馏塔工艺得设计 (3)2、1产品浓度得计算 (3)2、1、1原料液及塔顶、塔底产品得摩尔分率 (3)2、1、2原料液及塔顶、塔底产品得平均摩尔质量 (3)2、2物料衡算 (3)2、3最小回流比得确定 (4)2、4精馏段与提馏段操作线方程 (4)2、4、1求精馏塔得气液相负荷 (4)2、4、2求操作线方程 (5)2、5精馏塔理论塔板数及理论加料位置 (5)2、6实际板数得计算 (5)3、精馏塔主要工艺尺寸得设计计算 (6)3、1物性数据计算 (6)3、1、1操作压力计算 (6)3、1、2操作温度 (7)3、1、3平均摩尔质量计算 (7)3、1、4平均密度计算 (8)3、1、5液体平均表面张力计算 (9)3、1、6液体平均黏度计算 (10)3、2精馏塔主要工艺尺寸得计算 (11)3、2、1精馏塔得塔体工艺尺寸计算 (11)3、2、2塔板主要工艺尺寸得计算 (13)3、3筛板流体力学验算 (15)3、3、1塔板压降 (15)3、3、2 液面落差 (16)3、3、3液沫夹带 (16)3、3、4漏液 (16)3、3、5液泛验算 (17)3、4塔板负荷性能图 (17)3、4、1漏液线 (17)3、4、2液沫夹带线 (18)3、4、3液相负荷下限线 (19)3、4、4液相负荷上限线 (19)3、4、5液泛线 (19)4、接管尺寸得确定 (21)5、板式塔得结构与附属设备 (22)筛板塔设计一览表 (23)参考文献 (25)主要符号说明 (26)致谢.................................................................................................................... 错误!未定义书签。
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。
精馏塔课程设计--苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计
第一章绪论1.1精馏的特点与分类精馏是分离液体混合物的典型单元操作。
它是通过加热造成气液两相物系，利利用物系中各组分挥发度的不同的特性来实现分离的。
按精馏方式分为简单精馏、平衡精馏、精馏和特殊精馏。
1.1.1蒸馏分离具有以下特点（1）通过蒸馏分离，可以直接获得所需要的产品。
（2）适用范围广，可分离液态、气态或固态混合物。
（3）蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离。
（4）蒸馏操作耗能较大，节能是个值得重视的问题。
1.1.2平衡蒸馏将混合液在压力p1下加热，然后通过减压阀使压力降低至p2后进入分离器。
过热液体混合物在分离器中部分汽化，将平衡的气、液两相分别从分离器的顶部、底部引出，即实现了混合液的初步分离。
1.1.3简单蒸馏原料液在蒸馏釜中通过间接加热使之部分汽化，产生的蒸气进入冷凝器中冷凝，冷凝液作为馏出液产品排入接受器中。
在一批操作中，馏出液可分段收集，以得到不同组成的馏出液。
1.1.4连续精馏操作流程化工生产以连续精馏为主。
操作时，原料液连续地加入精馏塔内，连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品（称为釜残液）；部分液体被汽化，产生上升蒸气，依次通过各层塔板。
塔顶蒸气进入冷凝器被全部冷凝，将部分冷凝液用泵（或借重力作用）送回塔顶作为回流液体，其余部分作为塔顶产品（称为馏出液）采出。
1－精馏塔 2－全凝器3－储槽 4－冷却器5－回流液泵 6－再沸器 7－原料液预热器图1连续精馏装置示意图1.2精馏塔的踏板分类1.2.1塔板的结构形式1.泡罩塔板泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管与泡罩构成。
泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。
泡罩有φ80mm、φ100mm和φ150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。
泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。
泡罩在塔板上为正三角形排列。
它的优点是操作弹性适中塔板不易堵塞。
缺点是生产能力与板效率较低结构复杂、造价高。
图2泡罩塔板（a)操作示意图 (b)塔板平面图 (c)圆形泡罩2.筛孔塔板筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。
分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计
筛板式精馏塔设计目录第一部分概述一、设计题目 (3)二、设计任务 (3)三、设计条件 (3)四、工艺流程图 (3)第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定 (4)二、精馏塔的物料衡算 (4)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (4)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (4)3.物料衡算原料处理量 (4)三、塔板数的确定 (4)N的求取 (4)1.理论板层数T2.实际板层数的求取 (6)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (6)1.操作压力计算 (6)2.操作温度计算 (6)3.平均摩尔质量计算 (6)⑴塔顶摩尔质量计算 (6)⑵进料板平均摩尔质量计算 (6)⑶提馏段平均摩尔质量 (7)4.平均密度计算 (7)⑴气相平均密度计算 (7)⑵液相平均密度计算 (7)5.液相平均表面张力计算 (7)⑴塔顶液相平均表面张力计算 (7)⑵进料板液相平均表面张力计算 (7)6.液相平均粘度计算 (8)⑴塔顶液相平均粘度计算 (8)⑵进料板液相平均粘度计算 (8)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (8)1.塔径的计算 (8)2.精馏塔有效高度计算 (9)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (9)1.溢流装置计算 (9)l (9)⑴堰长Wh (9)⑵溢流堰高度W⑶弓形降液管宽度d W 和截面积f A ..........................9 2.塔板布置....................................................................................................9 ⑴塔板的分块.............................................9 ⑵边缘区宽度确定.........................................9 ⑶ 开孔区面积计算........................................9 ⑷筛孔计算及其排列 (10)七、筛板的流体力学验算 (11)1.塔板压降....................................................................................................11 ⑴干板阻力c h 计算........................................11 ⑵气体通过液层的阻力L h 计算..............................11 ⑶液体表面张力的阻力 h 计算..............................11 2.液面落差...................................................................................................12 3.液沫夹带...................................................................................................12 4.漏液...........................................................................................................12 5.液泛.. (12)八、塔板负荷性能图 (13)1.漏液线.......................................................................................................13 2.液沫夹带线...............................................................................................13 3.液相负荷下限线.......................................................................................14 4.液相负荷上限线.......................................................................................14 5.液泛线.......................................................................................................14 九、设计一览表.. (16)十、参考文献 (17)第一部分 概述一、设计题目：筛板式精馏塔设计二、设计任务：在一常压操作的连续精馏塔内分离苯—甲苯混合物。
苯--甲苯体系板式精馏塔设计
化工原理课程设计设计题目:苯-甲苯体系板式精馏塔设计化工原理课程设计任务书➢设计任务分离含苯35% ，甲苯65%的二元均相混合液，要求所得单体溶液的浓度不低于97% 。
（以上均为质量分率）物料处理量：20000吨/年。
（按300天/年计）物料温度为常温（可按20℃计）。
➢设计内容设计一常压下连续操作的板式精镏塔，设计内容应包含：方案选择与流程设计；工艺计算（物料、热量衡算，操作方式与条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）；主体设备设计，塔板选型与布置，流体力学性能校核，操作负荷性能图，附属设备选型；绘制工艺流程示意图、塔体结构示意图、塔板布置图；（设计图纸可手工绘制或CAD绘图）➢计算机辅助计算要求物性计算①编制计算二元理想混合物在任意温度下热容的通用程序；②编制计算二元理想混合物在沸腾时的汽化潜热的通用程序。
气液相平衡计算①编制计算二元理想混合物在任意温度下泡点、露点的通用程序；②编制计算二元理想混合物在给定温度、任意组成下气液分率及组成的通用程序。
精馏塔计算①编制计算分离二元理想混合液最小回流比的通用程序；②编制分离二元理想混合液精馏塔理论塔板逐板计算的通用程序。
采用上述程序对设计题目进行计算➢报告要求设计结束，每人需提交设计说明书（报告）一份，说明书格式应符合毕业论文撰写规范，其内容应包括：设计任务书、前言、章节内容，对所编程序应提供计算模型、程序框图、计算示例以及文字说明，必要时可附程序清单；说明书中各种表格一律采用三线表，若需图线一律采用坐标纸（或计算机）绘制；引用数据与计算公式须注明出处（加引文号），并附参考文献表。
说明书前后应有目录、符号表；说明书可作封面设计，版本一律为十六开(或A4幅面)。
摘要化工生产与现在生活密切相关，人类的生活离不开各色各样的化工产品。
设计化工单元操作，一方面综合了化学，物理，化工原理等相关理论知识，根据课程任务设计优化流程与工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备与机械制图等软件对数据和图形进行处理。
程设计(苯—甲苯分离板式精馏塔)
课程设计任务书2009～2010学年第二学期学生姓名：_石华端专业班级：_07级应用化学_指导老师：_______ 工作部门：_______一．课程设计题目设计一台苯—甲苯分离板式精馏塔二．设计要求1、设计一座苯-甲苯连续精馏塔，具体工艺参数如下：原料苯含量(m/m)：（25+0.5）%原料处理量：2万t/a产品要求（m/m）：x D = 0.98，x W=0.022、操作条件塔顶压力：常压进料热状况：泡点进料回流比：自选单板压降：≤0.7kPa加热方式：间接蒸气加热冷凝方式：全凝器，泡点回流年操作时数：8000h3、塔板类型浮阀塔板（F1重阀）三．课程设计内容1、精馏塔的物料衡算及塔板数的确定2、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计3、精馏塔的塔体及塔板工艺尺寸计算4、塔板的流体力学验算5、塔板的负荷性能图的绘制6、精馏塔接管尺寸计算7、绘制带控制点的生产工艺流程图(A3 图纸)8、绘制主体设备图(A2图纸)四．进度安排1.课程设计准备阶段：收集查阅资料，并借阅相关工程设计书；2.设计分析讨论阶段：确定设计思路，正确选用设计参数，树立工程观点，小组分工协作，较好完成设计任务；3.计算设计阶段：物料衡算，热量衡算，主要设备工艺尺寸计算，塔盘工艺尺寸计算及流体力学计算;4.课程设计说明书编写阶段：整理文字资料计算数据，用简洁的文字和适当的图表表达自己的设计思想及设计成果。
1. 课程设计的目的化工原理课程设计是一个综合性和实践性较强的教学环节，也是培养学生独立工作的有益实践，更是理论联系实际的有效手段。
通过课程设计达到如下目的： 1．巩固化工原理课程学习的有关内容，并使它扩大化和系统化；2．培养学生计算技能及应用所学理论知识分析问题和解决问题的能力；3．熟悉化工工艺设计的基本步骤和方法；4．学习绘制简单的工艺流程图和主体设备工艺尺寸图；5．训练查阅参考资料及使用图表、手册的能力；6．通过对“适宜条件”的选择及对自己设计成果的评价，初步建立正确的设计思想，培养从工程技术观点出发考虑和处理工程实际问题的能力；7．学会编写设计说明书。
苯-甲苯板式精馏塔设计
合肥学院Hefei University化工原理课程设计题目: 板式精馏塔设计系别: 生物与环境工程系专业:_ 生物工程学号: 0902012008姓名: 黄洋指导教师: 王杏文老师目录一、设计方案的确定 (5)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原理液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (6)2.原料夜及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (6)3.物料衡算 (6)三、塔板数的确定 (8)1.理论塔板层数NT的求取 (8)1.1求最小回流比及操作回流比 (8)1.2求操作线方程 (8)1.3图解法求理论板层数 (8)2.塔板效率的估算 (8)3.实际板层数的求取 (9)四、精馏塔的工艺条件以及有关物性数据的计算 (10)1.精馏段体积流量 (10)1.1平均摩尔质量计算 (10)1.1.1塔顶平均摩尔质量计算 (10)1.1.2进料板平均摩尔质量计算 (10)1.1.3精馏段平均摩尔质量 (10)1.2平均密度的计算 (10)1.2.1气相平均密度计算 (10)1.2.2液相平均密度计算 (10)1.2.3精馏段液相平均密度 (11)2.提馏段的体积流量 (11)2.1平均摩尔质量计算 (11)2.1.1塔底平均摩尔质量计算 (11)2.1.2提馏段平均摩尔质量计算 (12)2.2平均密度 (12)2.2.1气相平均密度 (12)2.2.2液相平均密度 (12)2.2.3提馏段液相平均密度 (12)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (13)1.塔径的计算 (13)2.精馏塔有效高度的计算 (14)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.溢流装置计算 (15)1.1堰长lw (15)1.2溢流堰高度how (15)1.3弓形降液管宽度Wd和截面积Af (15)1.4降液管底隙高度h0 (15)2.塔板布置 (15)2.1塔板的分块 (16)2.2边缘区宽度确定 (16)2.3开孔区面积计算 (16)2.4筛孔计算及其排列 (16)七、筛板的流体力学验算 (16)1.塔板压降 (16)1.1干板阻力hc计算 (16)1.2气体通过液层的阻力h1计算 (17)1.3液体表明张力的阻力hσ计算 (17)2.液面落差 (17)3.液沫夹带 (17)4.漏液 (17)5.液泛 (18)八、塔板符合性能图 (19)1.漏液线 (19)2.液沫夹带线 (19)3.液相负荷下限线 (20)4.液相负荷上限线 (20)5.液泛线 (20)九、各接管尺寸的确定 (23)1．进料管 (23)2. 釜残液出料管 (23)3.回流液管 (23)4.塔顶上升蒸汽管 (24)十、主要符号说明 (25)十一、总结 (26)十二、参考资料 (27)十三、附图 (27)板式精馏塔设计任务书一、设计题目：苯―甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量） 4万吨／年操作周期 7200 小时／年进料组成 50% （质量分率，下同）塔顶产品组成 99%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 0.2MPa3、设备型式筛板塔4、厂址安徽省合肥市三、设计内容：1、概述2、设计方案的选择及流程说明3、塔板数的计算(板式塔)( 1 ) 物料衡算;( 2 ) 平衡数据和物料数据的计算或查阅;( 3 ) 回流比的选择;( 4 ) 理论板数和实际板数的计算;4、主要设备工艺尺寸设计( 1 ) 塔内气液负荷的计算;( 2 ) 塔径的计算;( 3 ) 塔板结构图设计和计算；( 4 )流体力学校核；( 5 )塔板负荷性能计算；( 6 )塔接管尺寸计算；( 7 )总塔高、总压降及接管尺寸的确定。
苯―甲苯精馏分离板式塔设计
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、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力：（进料量）90000吨／年操作周期：7200小时/年进料组成：苯含量为40%(质量分数)塔顶产品组成: 98％(质量分数)塔底产品组成: 2%(质量分数)2、操作条件操作压力常压进料热状态泡点进料单板压降：≤0.7 kPa3、设备形式板式精馏塔：筛板4、厂址大连三、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）塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定（2）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图6、设计评述及感想四、参考资料[1].陈敏恒，丛德兹等.化工原理（上、下册）（第二版）.北京：化学工业出版社，2000[2].柴诚敬，刘国维，李阿娜.化工原理课程设计.天津：天津科学技术出版社，1995五、格式基本要求（1）纸型：A4纸，单面打印或双面打印均可；（2）页边距：上3.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2.5cm；（3）页眉：2.5cm，页脚：2cm，左侧装订；（4）字体：正文全部宋体、小四（5）行距：多倍行距：1.25，段前、段后均为0，取消网格对齐选项。
（6）包括封面、任务书、目录等，内容大概15—20页六、主要基础数据1.苯和甲苯的物理性质2.常压下苯—甲苯的气液平衡数据温度，℃80.1 85 90 95 100 105 110.6 苯P A°，kPa 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.040.0 46.0 54.0 63.3 74.3 86.0 101.33 甲苯P B°，kPa以上为实验数据，也可用Antoine公式计算：组分 A B C苯 6.023 1206.35 220.24甲苯 6.078 1343.94 219.583、液相密度，温度，℃80 90 100 110 120苯815 803.9 792.5 780.3 768.9甲苯810 800.2 790.3 780.3 770.04、液体的表面张力，10-3N/m温度，℃80 90 100 110 120苯21.27 20.06 18.85 17.66 16.49甲苯21.69 20.59 19.94 18.41 17.315、液体粘度，10-3Pa s温度，℃80 90 100 110 120苯0.308 0.279 0.255 0.233 0.215甲苯0.311 0.286 0.264 0.254 0.288温度，℃80 90 100 110 120苯394.1 386.9 379.3 371.5 363.2甲苯379.9 378.8 367.6 361.2 354.6。
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0.112
- =0.4-0.06=0.34m，由史密斯关联图查得 =0.069
C= =0.069× =0.0677
=1.034m/s
取安全系数为0.7，则空塔气速为u=0.7 =0.7×1.034=0.724m/s
D= =1.45m
为和精馏段塔径保持一致，圆整后取为1.4m。
则 =0.0722 =0.111 ， =0.124D=0.174m
0.456
0.130
0.262
0
0表4纯组分的表面张力温度 Nhomakorabea80
90
100
110
120
苯，mN/m
甲苯，Mn/m
21.2
21.7
20
20.6
18.8
19.5
17.5
18.4
16.2
17.3
表5组分的液相密度
温度(℃)
80
90
100
110
120
苯,kg/
甲苯,kg/
814
809
805
801
791
791
778
苯的摩尔质量 =78.11kg/mol甲苯的摩尔质量 =92.13kg/mol
F=
原料组成：
塔顶组成：
塔底组成：
2.1.2
2.
F=133.32kmol/h
总物料衡算F=W+D133.32kmol/h=W+D
苯物料衡算 133.32koml/h 0.501=D 0.983+W 0.012
联立得D=67.14kmol/hW=66.1kmol/h
由 =91.79℃查表4得
=19.628mN/m， =19.929mN/m
= +（1- ） =19.769mN/m
精馏段液相平均表面张力计算
=（ + ）/2=（19.769+21.020）/2=20.395mN/m
塔底液相平均表面张力计算
由 =109.99℃查表4得
=17.9654mN/m， =18.7938mN/m
塔截面积 =1.539
实际空塔气速为 0.781m/s
（2）精馏塔有效高度的计算
精馏段有效高度 =（ -1） =（17-1）×0.4=6.4m
提馏段有效高度 =（ -1） =（21-1）×0.4=8m
在进料板上方开1个人孔，高度为0.8m，塔顶处开一人孔，
精馏塔的效高度为Z= + +0.8=15.2m
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:**********
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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、设计任务及操作条件
1.设计任务
生产能力（进料量）85000吨/年
（5）提馏段平均摩尔质量计算
=（ + ）/2=（91.80+82.02）/2=86.91kg/Kmol
=（ + ）/2=（92.08+87.19）/2=89.635kg/Kmol
3.1.4平均密度计算
（1）气相平均密度计算
由理想气体状态方程计算
= =2.88
= =3.37
（2）液相平均密度计算
塔顶液相平均密度计算
最小回流比
取操作回流比
2.4精馏段和提馏段操作线方程
2.4.1求精馏塔的气液相负荷
L=RD=100.71Kmol/h
V=(R+1)D=167.85Kmol/h
=L+qF=281.09Kmol/h
=V=167.85Kmol/h
2.4.2求操作线方程
精馏段:y=
提馏段 - 1.308
2.5
由苯——甲苯气液平衡线x-y图，进料板NF=10，精馏段9块，提馏段11块。
780
763
768
表6液体粘度µ
温度(℃)
80
90
100
110
120
苯（mP .s）
甲苯（mP .s）
0.308
0.311
0.279
0.286
0.255
0.264
0.233
0.254
0.215
0.228
3
3.1物性数据计算
3.1.1操作压力计算
（1）塔顶操作压力
（2）每层塔板压降 P=0.7Kpa
（3）进料板压力
= - =0.06-0.0297=0.0303m
弓形降液管宽度 和截面积
精馏段：
由 =0.66，查弓形降液管参数图得 =0.0722， =0.124
则 =0.0722 =0.111 ， =0.124D=0.174m
验算液体在降液管中停留时间
= =17.284s﹥3～5s
故降液管设计合理
提馏段：
由 =0.66，查弓形降液管参数图得 =0.0722， =0.124
3.2.2塔板主要工艺尺寸的计算
（1）溢流装置计算
塔径D=1.4m，选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘
堰长
取 =0.66D=0.66×1.4=0.924m
堰高
选用平直堰，堰上液层高度 计算如下
，取 ，
=0.0143
精馏段：
= - =0.06-0.0143=0.0457m
提馏段：
= =0.0297m
由 =80.54℃查表5得
=812.4 ， =807.6
= =812.32
进料板液相平均密度计算
由 =91.79℃查表5得
=796.5 ， =794.9
进料板质量分率 = =0.477
=795.66
精馏段液相平均密度计算
=（ + ）/2=（812.32+795.66）/2=803.99
塔底液相平均密度计算
= +（1- ） =0.004×17.9654+（1-0.004）×18.7938=18.790mN/m
提馏段液相平均表面张力计算
=（ + ）/2=（19.769+18.790）/2=19.280mN/m
3.1.6液体平均黏度计算
依式㏒ 计算
塔顶液相平均黏度计算
由 =80.54℃查表4得
=0.303mPa s， =0.307mPa s
=0.078，则C= =0.078×( =0.0783
=0.0783 =1.313m/s
取安全系数为0.7，则空塔气速为u=0.7 =0.7×1.313=0.9191 m/s
按表准塔径圆整后为D=1.4m
塔截面积
实际空塔气速为 0.843m/s
提馏段塔径的计算
= = =1.202
= = =0.00869
相同条件下，筛板塔生产能力比泡罩塔高10%—15%，板效率亦约高10%—15%，而每板压力降则低30%左右，适用于真空蒸馏；塔板效率较高，但稍低于浮阀塔。具有较高的操作弹性，但稍低于泡罩塔。其缺点是小孔径筛板易堵塞，不适宜处理脏的、粘性大的和带固体粒子的料液。流程参见附图：
2
2.1
2.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
=0.263mPa s
提馏段液相平均黏度计算
=（ + ）/2=（0.263+0.269）/2=0.266mPa s
3.2
3.2.1精馏塔的塔体工艺尺寸计算
（1）塔径的计算
精馏段塔径的计算
气、液相体积流率
= =1.298
= =0.00289
由 ，式中C= ， 由史密斯关联图查取，图的横坐标为
取板间距 =0.4m，板上液层高度 =0.06m，则 - =0.4-0.06=0.34m，由史密斯关联图查得
㏒ = ㏒ +（1- ）㏒ =0.930㏒（0.303）+（1-0.930）㏒（0.307）
得 =0.302mPa s
进料板液相平均黏度计算
由 =91.79℃查表6得
=0.264mPa s， =0.273mPa s
㏒ = ㏒ +（1- ）㏒ =0.530㏒（0.264）+（1-0.530）㏒（0.273）
关键词：笨 甲苯 精馏筛板塔
1
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。塔釜采用间接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
=（ + ）/2=（78.35+82.02）/2=80.19kg/Kmol
=（ + ）/2=（79.09+87.19）/2=83.14kg/kmol
（4）塔底平均摩尔质量计算
=0.024， =0.004
=0.024×78.11+（1-0.024）×92.13=91.80kg/Kmol
=0.004×78.11+（1-0.004）×92.13=92.08kg/Kmol
2.塔的工艺计算
3.主要设备工艺尺寸设计
（1）塔径、塔高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、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.工艺流程图及精馏工艺条件图
7.设计评述
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。通过筛板塔的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。同时还对精馏塔的辅助设备进行了选型计算。