苯-甲苯连续精馏塔设计
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。
苯甲苯精馏塔设计
化工原理课程设计常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计班级：化学工程系2011级1班姓名：学号：指导老师：贾鑫老师完成时间：2014年6月26日化工系常压、连续精馏塔分离苯-甲苯设计一、前言1.1设计任务及条件：泡点进料（q=1），塔顶进入全凝器，塔釜间接蒸汽加热，塔板压降:(0.5-0.7)KPa1.2物系用途及性质(1)苯的性质：摩尔质量78.11g/mol，密度0.8786 g/mL，相对蒸气密度(空气=1)：2.77，蒸汽压（26.1℃）：13.33kPa，临界压力：4.92MPa，熔点278.65 K (5.51 ℃)，沸点353.25 K (80.1 ℃)，在水中的溶解度 0.18 g/ 100 ml 水，标准摩尔熵So（298.15K）：173.26 J/mol·K，标准摩尔热容 Cpo：135.69 J/mol·K (298.15 K)，闪点 -10.11℃（闭杯），自燃温度 562.22℃，结构：平面六边形，最小点火能：0.20mJ，爆炸上限（体积分数）：8%，爆炸下限（体积分数）：1.2%，燃烧热：3264.4kJ/mol，溶解性：微溶于水，可与乙醇、乙醚、乙酸、汽油、丙酮、四氯化碳和二硫化碳等有机溶剂互溶。
它有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃，在常温下为一种无色、有甜味的透明液体，并具有强烈的芳香气味。
苯可燃，有毒。
苯难溶于水，易溶于有机溶剂，本身也可作为有机溶剂。
苯是一种石油化工基本原料。
苯的产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。
苯具有的环系叫苯环，是最简单的芳环。
（2）苯在工业上的用途：苯是工业上一种常用溶剂，主要用于金属脱脂。
苯有减轻爆震的作用而能作为汽油添加剂。
苯在工业上最重要的用途是做化工原料。
苯可以合成一系列苯的衍生物：苯与乙烯生成乙苯，后者可以用来生产制塑料的苯乙烯与丙烯生成乙丙烯，后者可以经乙丙苯法莱生产丙酮与制树脂和粘合剂的苯酚，制尼龙的环己烷，合成顺丁烯二酸酐，用于制作苯胺的硝基苯，用于农药的各种氯苯，合成用于生产洗涤剂和添加剂的各种烷基苯，合成氢醌、蒽醌等化工产品。
苯—甲苯
化工原理课程设计设计题目：苯—甲苯连续精馏塔的工艺设计学院石油化工学院专业03高分子材料与工程2班姓名徐峰沈阳工业大学化工原理课程设计苯—甲苯连续精馏塔的工艺设计计：说明书28页表格 2 个插图 4 幅完成日期：指导教师：设计成绩：教研室主任：沈阳工业大学化工原理课程设计任务书专业班级设计人一、设计题目苯—甲苯连续精馏塔的工艺设计二、原始数据及条件1．生产能力：14.5万吨/年（7800小时/年）2．进料温度：30℃3．进料组成：32 %（质量）4．分离要求：塔顶产品95%（质量），塔底产品 3.5 %（质量）。
5．操作条件：(1) 精馏塔顶压强 3×103Pa（表压）(2) 回流比自选(3) 单板压降≯8×102 Pa (浮阀塔)；≯7×102Pa (筛板塔)三、设备型式设备型式为筛板塔/ 浮阀塔（F1型）四、设计内容及要求编制一份设计说明书，主要内容包括：1．前言2．设计方案及工艺流程说明3．工艺计算及设备的结构计算4．设计结果一览表5．设计结果的讨论和说明6．符号说明7．参考文献8．结束语五、设计日期：2005 年12月19 日至2005年12 月23 日目录1.前言2.设计方案及流程说明3.工艺计算及设备结构计算塔的物料衡算3.1.1 料液及塔顶.塔产品含苯摩尔分率3.1.2 平均分子量3.1.3 物料衡算3.2 塔板数确定3.2.1 理论塔板数的确定3.2.2 塔板效率3.2.3 实际塔板数3.3 塔的工艺条件3.3.1 操作压强3.3.2 温度3.3.3 平均分子量3.3.4 平均密度3.3.5 表面张力3.3.6 液体粘度3.3.7 气液负荷3.4 塔体的工艺尺寸计算3.4.1 塔径计算3.4.2 塔的高度计算3.5 塔板的主要工艺尺寸3.5.1 溢流装置3.5.2 塔板布置3.5.3 塔板布置及浮阀数排列3.6 浮阀流体力学验算3.6.1 气体通过浮阀塔板时压降3.6.2 雾沫夹带量的验证3.6.3 液泛验算3.6.4 漏液验证3.7 塔板负荷性能图3.7.1 雾沫夹带线3.7.2 液泛线3.7.3 液相负荷上限线3.7.4 漏夜线3.7.5 液相负荷下限线4 计算结果一览表5 设计结果说明6 符号说明7 参考文献8 结束语9 附表、图1．前言1．1塔设备的类型随着化学工业的发展，研制了设备结构。
苯甲苯精馏塔的课程设计说明书
《化工原理》课程设计设计题目苯-甲苯精馏塔的设计学生指导教师讲师年级专业系部课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合液筛板精馏塔设计二、课题条件（原始数据）1、设计方案的选定原料：苯、甲苯原料苯含量：质量分率= 45.5%原料处理量：质量流量=20.5t/h产品要求：苯的质量分率：x D =98%，x W=1%2、操作条件常压精馏，泡点进料，塔顶全凝，泡点回流，塔底间接加热。
3、设备型式：筛板塔三、设计容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算（物料衡算、塔板数、工艺条件及物性数据、气液负荷等）3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔径（2）塔板（降液管、溢流堰、塔板布置等）（3）塔高4、流体力学验算与操作负荷性能图5、辅助设备选型（冷凝器、再沸器、泵、管道等）6、结果汇总表7、设计总结8、参考文献9、塔的设计条件图（A2）10、工艺流程图（A3）四、图纸要求1、带控制点的工艺流程图（2＃图纸）；2、精馏塔条件图（1＃图纸）。
摘要：本设计对苯—甲苯分离过程筛板精馏塔装置进行了设计，主要进行了以下工作：1、对主要生产工艺流程和方案进行了选择和确定。
2、对生产的主要设备—筛板塔进行了工艺计算设计,其中包括：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物性数据的计算；④精馏塔的塔体工艺尺寸计算；⑤精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算。
3、绘制了生产工艺流程图和精馏塔设计条件图。
4、对设计过程中的有关问题进行了讨论和评述。
本设计简明、合理，能满足初步生产工艺的需要，有一定的实践指导作用。
关键词：苯—甲苯；分离过程；精馏塔目录目录 .......................................................................... 1 1 文献综述 .................................................................... 3 1.1概述 ....................................................................... 3 1.2方案的确定及基础数据 ....................................................... 3 2 塔物料衡算 .................................................................. 5 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 ........................................... 5 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 ....................................... 6 2.3物料衡算 ................................................................... 6 3 塔板数的确定 ................................................................ 6 3.1理论板层数T N 的求取 ........................................................ 6 3.2求精馏塔气液相负荷 ......................................................... 7 3.3操作线方程 ................................................................. 8 3.4逐板计算法求理论板层数 ..................................................... 8 3.5全塔效率T E 估算 (8)3.6际板数 ..................................................................... 9 4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 ......................................... 9 4.1操作压力计算 ............................................................... 9 4.2安托尼方程计算 ............................................................ 10 4.3平均摩尔质量计算 .......................................................... 10 4.4平均密度计算 .............................................................. 11 4.5液体平均表面力计算 ........................................................ 12 4.6液体平均粘度计算 .......................................................... 13 4.7气液负荷计算 .............................................................. 14 5 精馏塔塔体工艺尺寸的计算 .................................................... 15 塔径的计算 .................................................................... 15 6 塔板主要工艺尺寸的计算 ...................................................... 16 6.1溢流装置计算 .. (16)6.2塔板布置 (18)6.3筛孔数n与开孔率 ： (19)7 筛板的流体力学验算 (19)7.1气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（精馏段） (19)7.2气体通过筛板压强相当的液柱高度计算（提馏段） (21)8 塔板负荷性能图 (22)8.1精馏段： (22)8.2提馏段： (26)9 设备设计 (30)9.1塔顶全凝器的计算与选型 (30)9.2再沸器 (31)10 各种管尺寸确定 (31)10.1进料管 (31)10.2出料管 (31)d (32)10.3塔顶蒸汽管pd (32)10.4回流管Rd (32)10.5再沸返塔蒸汽管v11 塔高 (32)12.设计体会 (33)13.参考文献 (34)分离苯-甲苯混合液的筛板精馏塔1．文献综述1.1概述在常压操作的连续精馏塔分离苯-甲苯混合液，已知原料液的处理量为20.5t/h，组成为45.5%（苯的质量分率），要求塔顶馏出液的组成为98%（苯的质量分率）塔底釜的组成为1%。
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。
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计
化工原理课程设计--苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计湖南科技大学化工原理课程设计——苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计专业班级：应用化学二班姓名：李钰冰学号： 1006020221指导老师：杨明平、仇明华、刘和秀2012年12月24日~2013年1月4日10级应用化学专业板式精馏塔设计任务书一、设计题目：苯——甲苯连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件1 、进精馏塔料液含苯38% （质量），其余为甲苯2 、产品中苯含量不得少于96% （质量）3 、釜液中苯含量不得高于4% （质量）4 、生产能力：5.5 吨/ 小时5 、操作条件：(1) 精馏塔顶压强：4.5kPa （表压）(2) 进料热状态：自选(3) 加热蒸气：600kPa （表压）的饱和蒸气(4) 回流比：自选(5) 单板压降：≯0.7kPa三、设备型式：筛板塔四、厂址：湘潭地区（年平均水温20 ℃）五、设计内容（设计基础数据参见设计指导书）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计算⑴塔板、塔径及塔板结构尺寸的确定⑵塔板的流体力学验算⑶塔板的负荷性能图4 、设计结果概要或设计一览表5 、换热器的选型与计算6 、生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图及筛板布置图7 、对本设计的评述或有关问题的分析讨论六、按要求编制相应的设计说明书七、主要参考资料化工原理、化工原理课程设计指导书、化工工艺设计手册、物理化学手册八、指导老师组织人：刘和秀指导老师：杨明平、仇明华、刘和秀九、时间2012.12.24----2013.1.4前言化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品几乎都是有若干组分组成的混合物，而且其中大部分都是均相物质。
生产中为了满足储存、运输、加工和使用的需求，时常需要将这些混合物分离为较纯净或纯态的物质。
芳香族化合物是化工生产中的重要的材料，可用来制备染料、树脂、农药、合成药物、合成橡胶，合成纤维和洗涤等等；苯与甲苯都是重要的化工原料，苯- 甲苯混合溶液的分离技术一直是一个重要的课题。
完整化工原理课程设计_苯-甲苯精馏塔设计
武昌理工学院化工原理课程设计题目：产量24180t/a93.2%苯的筛板精馏塔的设计学院：生命科学学院专业：制药1101学号：20114790013学生姓名：柯永新指导教师：陈驰2013年6月28日目录一序言 (3)二化工原理课程设计任务书 (4)三设计计算 (5)3.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5)3.2 精馏塔的物料衡算 (8)3.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (11)3.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (16)3.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (17)3.6 筛板的流体力学验算 (20)3.7 塔板负荷性能图 (23)四设计结果一览表 (29)五板式塔得结构与附属设备 (30)5.1附件的计算 (30)5.1.1接管 (30)5.1.2冷凝器 (32)5.1.3 再沸器 (32)5.2 板式塔结构 (33)故全塔高为11.3m，另外由于使用的是虹吸式再沸器，可以在较低位置安置，所以裙板取了较小的1.5m。
六参考书目 (34)七附录 (35)一序言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），使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，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，需设计一板式塔将其分离。
二化工原理课程设计任务书设计题目板式精馏塔的设计主要内容1、设计方案简介：对给定或选定的工艺流程、主要设备进行简述；2、主要设备的工艺设计计算：工艺参数的选定、物料和能量衡算、筛板塔结构设计和工艺尺寸的设计计算；3、辅助设备的选型；4、绘流程图：以单线图的形式描绘，标出主体设备和辅助设备的物料方向、物流量、能流量；5、精馏塔的设备工艺条件图；6、编写设计计算说明书。
化工原理设计--苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计
2008级化工原理课程设计化工原理课程设计设计题目：常压、连续精馏分离苯—甲苯混合体系目 录一、化工原理课程设计任务书 ................................................................................................... 1 二、设计计算 . (2)（一）确定设计方案的原则 ........................................................................................................... 2 （二）操作条件的确定 ................................................................................................................... 3 （三）.设计方案的选定及基础数据的搜集 ............................................................... 4 （四） 精馏塔的物料衡算 ........................................................................................... 8 （五） 塔板数的确定 (8)（一）理论板层数N T 的求取 ............................................................................... 8 (1)最小回流比的求取； ....................................................................................... 8 （2）求精馏塔的气、液相负荷 ........................................................................... 9 （3）求操作线方程 ............................................................................................... 9 （二）实际板层数的求取 .. (10)（六） 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)（1）操作压力计算 ............................................................................................. 10 （2）操作温度计算 ............................................................................................. 11 （3）平均摩尔质量计算 ..................................................................................... 11 （4）平均密度计算 (11)（七） 气液负荷计算 ................................................................................................. 13 （八） 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 . (13)(1) 塔径的计算 ................................................................................................... 13 （2）塔高的计算 . (14)（九） 塔板主要工艺尺寸的计算 (14)(1) 溢流装置计算 ............................................................................................... 14 （2）塔板布置 .. (15)（十） 筛板的流体力学验算 (16)(1) 气体通过筛板压强相当的液柱高度σh h h h l c p ++= (16)(2) 液面落差 (17)(3) 液沫夹带 (17)(5) 液泛 (17)塔板负荷性能图 (18)（1）漏液线 (18)(2) 液沫夹带线 (18)(3)液相负荷下限线 (19)(4)液相负荷上限线 (19)(5) 液泛线 (19)设计结果一览（表9） (21)三、个人心得体会及改进意见 (22)四、参考文献 (22)附录（符号说明） (23)2008级化工原理课程设计一、化工原理课程设计任务书板式精馏塔设计任务书（一）设计题目：设计分离苯―甲苯连续精馏筛板塔（二）设计任务及操作条件1、设计任务：原料处理量： f= 5300kg/h进料组成： X F=0,55（轻组分苯的摩尔分率，下同）塔顶产品组成: X D=0.91分离要求：回收率η=0.95全塔效率： 58%2、操作条件：平均操作压力：101.3 kPa回流比： R=1.8Rmin单板压降： <=0.7kPa工时：年开工时数7200小时泡点进料：q=1 Xq=Xe=X F（三）设计方法和步骤：1、设计方案简介根据设计任务书所提供的条件和要求，通过对现有资料的分析对比，选定适宜的流程方案和设备类型，初步确定工艺流程。
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苯-甲苯连续精馏塔设计苯-甲苯连续精馏塔设计设计任务书(一)设计题目试设计一座苯－甲苯连续精馏塔，要求年产纯度为95%的苯2.952万吨/年，塔顶馏出液中含苯不得低于95%，塔釜馏出液中含苯不得高于2%，原料液中含苯39%（以上均为质量分数）(二)操作条件1)塔顶压力常压2)进料热状态自选3)回流比自选4)塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压）5)单板压降≤0.7kPa6)塔顶操作压力4kPa(三)塔板类型自选(四)工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行(7200小时)。
(五)设计说明书的内容1.设计内容(1)流程和工艺条件的确定和说明(2)操作条件和基础数据(3)精馏塔的物料衡算；(4)塔板数的确定；(5)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；(6)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；(7)塔板主要工艺尺寸的计算；(8)塔板的流体力学验算；(9)塔板负荷性能图；(10)主要工艺接管尺寸的计算和选取（进料管、回流管、釜液出口管、塔顶蒸汽管、人孔等）(11)塔板主要结构参数表(12)对设计过程的评述和有关问题的讨论。
2.设计图纸要求：1)绘制生产工艺流程图（A3号图纸）；2)绘制精馏塔设计条件图（A3号图纸）。
目录1.流程和工艺条件的确定和说明12.操作条件和基础数据12.1.操作条件12.2.基础数据13.精馏塔的物料衡算13.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率13.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量23.3.物料衡算24.塔板数的确定24.1.理论塔板层数NT的求取24.1.1.绘t-某-y图和某-y图24.1.2.最小回流比及操作回流比的确定44.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定44.1.4.求操作线方程44.1.5.图解法求理论板层数44.2.实际塔板数的求取45.精馏塔的工艺条件及有关物性的计算45.1.操作压力计算55.2.操作温度计算55.3.平均摩尔质量计算55.4.平均密度计算55.4.1.气相平均密度计算55.4.2.液相平均密度计算65.5.液体平均表面张力计算65.6.液体平均黏度计算75.7.全塔效率计算75.7.1.全塔液相平均粘度计算75.7.2.全塔平均相对挥发度计算85.7.3.全塔效率的计算86.精馏塔的塔体工艺尺寸计算86.1.塔径的计算86.2.精馏塔有效高度的计算97.塔板主要工艺尺寸的计算107.1.溢流装置计算107.1.1.堰长lW107.1.2.溢流堰高度hW107.1.3.弓形降液管宽度Wd和截面积Af107.1.4.降液管底隙高度h0117.2.塔板布置117.2.1.塔板分布117.2.2.边缘区宽度确定117.2.3.开孔区面积计算117.2.4.筛孔计算及其排列118.筛板的流体力学验算128.1.塔板压降128.1.1.干板阻力hc 计算128.1.2.气体通过液层的阻力h1计算128.1.3.液体表面张力的阻力hσ计算128.2.液面落差138.3.液沫夹带138.4.漏液148.5.液泛149.塔板负荷性能图149.1.漏液线149.2.液沫夹带线159.3.液相负荷下限线169.4.液相负荷上限线169.5.液泛线1610.主要工艺接管尺寸的计算和选取1810.1.塔顶蒸气出口管的直径dV1810.2.回流管的直径dR1910.3.进料管的直径dF1910.4.塔底出料管的直径dW1911.塔板主要结构参数表1912.设计实验评论2013.参考文献2114.附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图）211.流程和工艺条件的确定和说明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，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。
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。
2.操作条件和基础数据2.1.操作条件塔顶压力常压4kPa进料热状态泡点进料回流比1.759倍塔底加热蒸气压力0.5Mpa（表压）单板压降≤0.7kPa。
2.2.基础数据进料中苯含量（质量分数）39%塔顶苯含量（质量分数）95%塔釜苯含量（质量分数）2%生产能力（万吨/年） 2.9523.精馏塔的物料衡算3.1.原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率甲醇的摩尔质量MA=78.11kg/kmol水的摩尔质量MB=92.13kg/kmol某F==0.430某D==0.957某W==0.0243.2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量MF=0.430某78.11+（1-0.430）某92.13=86.10kg/kmolMD=0.957某78.11+（1-0.957）某92.13=78.71kg/kmolMW=0.024某78.11+（1-0.024）某92.13=91.79kg/kmol3.3.物料衡算生产能力F==47.62kmol/h总物料衡算47.62=D+W苯物料衡算47.62某0.430=0.957D+0.02W联立解得D=20.72kmol/hW=26.90kmol/h4.塔板数的确定4.1.理论塔板层数NT的求取苯—甲苯属理想物系，可采用图解法求理论板层数。
4.1.1.绘t-某-y图和某-y图由手册[1]查的甲醇-水物系的气液平衡数据表一苯—甲苯气液平衡[苯（101.3KPa）/%（mol）]沸点/℃110.56105.71101.7898.2595.2492.43气相组成0.020.837.250.761.971.3液相组成0.010.020.030.040.050.0沸点/℃89.8287.3284.9782.6181.2480.01气相组成79.185.791.295.998.0100.0液相组成60.070.080.090.095.0100.0由上数据可绘出和t-某-y图和某-y图。
图一图二4.1.2.最小回流比及操作回流比的确定采用作图法求最小回流比。
因为是泡点进料，则某F=某q，在图二中对角线上，自点（0.430，0.430）作垂线即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为yq=0.654某q=0.430336故最小回流比为Rmin===1.353则操作回流比为R=1.3Rmin=1.3某1.353=1.7594.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定L=RD=1.759某20.72=36.45kmol/hV=(R+1)D=（1.759+1）某20.72=57.17kmol/hL′=L+F=36.45+47.62=84.07kmol/hV′=V=57.17kmol/h4.1.4.求操作线方程相平衡方程精馏段操作线方程为提馏段操作线方程为4.1.5.求理论板层数1)采用图解法求理论板层数，如图二所示。
求解结果为总理论塔板数NT=16（包括再沸器）进料板位置NF=92)逐板计算求理论塔板数某y某y10.9010.95790.3640.58620.8270.922100.3080.52430.7380.875110.242 0.44140.6450.818120.1760.34550.5600.759130.1170.24760.4910.70414 0.0720.16170.4400.660150.04060.09580.4060.628160.01980.048某8<某q换提馏段方程逐板计算进料板在NF=8某16<某w总理论塔板数NT=164.2.实际塔板数的求取全塔效率假设0.54塔内实际板数N=(16-1)/0.54=28实际进料板位置Nm=NR+1=16精馏段实际板层数N精=8/0.54=15提馏段实际板层数N提=7/0.54=135.精馏塔的工艺条件及有关物性的计算5.1.操作压力计算塔顶操作压力PD=101.30+4=105.30kPa每层塔板压降ΔP=0.70kPa进料板压力PF=101.30+0.70某15=115.80kPa精馏段平均压力Pm=(105.30+115.80)/2=110.60kPa5.2.操作温度计算1）由图二得出塔顶温度tD=82.2ºC进料板温度tF=99.6ºC精馏段平均温度tm=（82.2+99.6）/2=90.9ºC2）示差法计算依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯、甲苯的饱和蒸气压由安托尼方程计算，计算过程略。
计算结果如下：塔顶温度tD＝82.2℃进料板温度tF＝99.6℃精馏段平均温度tm＝（82.2＋99.6）/2=90.9℃5.3.平均摩尔质量计算1）塔顶平均摩尔质量计算由某D=y1=0.957，逐板计算得某1=0.901MVDm=0.957某78.11+（1-0.957）某92.13=78.71kg/kmolMLDm=0.901某78.11+（1-0.901）某92.13=79.51kg/kmol2）进料板平均摩尔质量计算由逐板计算解理论板，得yF=0.628某F=0.406MVFm=0.628某78.11+（1-0.628）某92.13=83.32kg/kmolMLFm=0.406某78.11+（1-0.406）某92.13=86.44kg/kmol3）精馏段平均摩尔质量MVm=（78.71+83.32）/2=81.02kg/kmolMLm=（79.51+86.44）/2=82.98kg/kmol5.4.平均密度计算5.4.1.气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即Vm=kg/m35.4.2.液相平均密度计算液相平均密度依下式计算，即1/Lm=塔顶液相平均密度的计算有tD=82.2ºC，查手册[2]得A=812.7kg/m3B=807.9kg/m3LDm=kg/m3进料板液相平均密度计算有tF=99.6ºC，查手册[2]得A=793.1kg/m3B=790.8kg/m3进料板液相的质量分率αA=LFm=kg/m3精馏段液相平均密度为Lm=（812.49+791.64）/2=802.07kg/m35.5.液体平均表面张力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有tD=82.2ºC，查手册[2]得A=21.24mN/mB=21.42mN/mLDm=0.957某21.24+0.043某21.42=21.25mN/m进料板液相平均表面张力的计算有tF=99.6ºC，查手册[2]得A=18.90mN/mB=20.04mN/mLFm=0.406某18.90+0.594某20.04=19.58mN/m精馏段液相平均表面张力为Lm=（21.25+19.58）/2=20.42mN/m5.6.液体平均黏度计算液相平均粘度依下式计算，即塔顶液相平均粘度的计算由tD=82.2ºC，查手册[2]得μA=0.302mPa·μB=0.306mPa·解出LDm=0.302mPa·进料板液相平均粘度的计算由tF=99.6ºC，查手册[2]得A=0.256mPa·B=0.265mPa·解出LFm=0.261mPa·精馏段液相平均粘度为Lm=（0.302+0.261）/2=0.2825.7.全塔效率计算5.7.1.全塔液相平均粘度计算塔顶液相平均粘度为LDm=0.302mPa·塔釜液相平均粘度的计算由tW=117.2ºC，查手册[2]得A=0.22mPa·B=0.24mPa·解出LWm=0.24mPa·全塔液相平均粘度为L=（0.302+0.24）/2=0.27mPa·5.7.2.全塔平均相对挥发度计算相对挥发度依下式计算，即（理想溶液）塔顶相对挥发度的计算由tD=82.2ºC，查手册[2]得PA°=104.80KPaPB°=40KPa由tW=117.2ºC，查手册[2]得PA°=250KPaPB°=100.60KPa全塔相对挥发度为5.7.3.全塔效率的计算查精馏塔全塔效率关联图[3]得全塔效率E0＇=0.50筛板塔校正值为1.1故E0=1.1E0＇=1.1某0.50=0.55与假定值相当接近，计算正确。