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连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物

课程设计任务书

课程名称综合课程设计1 课程代码80s06210

设计时间指导教师

专业班级

一、课程设计任务（题目）及要求

（一）设计任务：筛板塔设计

在一常压操作的连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物，原料液处理量为5500kg/h、组成为0.5(苯的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.01。

设计条件如下：

操作压力4kPa(塔顶表压)

进料热状况自选

回流比自选

单板压降≤0.7kPa

全塔效率E T=52%

气候条件忽略

试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。设计基本资料见主要参考资料。

（二）设计要求

1、学生应在老师指导下独立完成，题目不可更换。

2、查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。

3、最后提交的课程设计成果包括：

a) 课程设计说明书纸质文件。

b) 课程设计说明书电子文件。

c) 课程设计计算电子表格文件。

二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求）

1、分析课程设计题目的要求；

2、写出详细设计说明；

3、写出详细计算过程、经验值的取舍依据；

4、设计完成后提交课程设计说明书；

5、设计说明书应内容充实、写作规范、项目填写正确完整、书面整洁、版面编排符合要求。

6、计算过程使用的符号符合参考资料中的要求，设计内容按参考资料[2]121页设计示例执行。理论塔板数的求取用逐板计算法。A f和W d的求取按自己推导的公式进行。

三、主要参考资料

[1] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002年6月.

[2] 陈敏恒，潘鹤林.化工原理（少学时）.华东理工大学出版社，2008年8月.

指导教师（签名）：教研室主任（签名）：

安阳工学院

化工原理课程设计说明书

系别：化学与环境工程学院

专业： 09级有机化工生产技术2班

学生姓名：王馨锐

指导教师：黄建平

2011年 5月日

摘要

精馏是分离液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的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计内容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。

关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图

一设计方案的确定 (1)

二精馏塔的物料算 (1)

1、原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (1)

2、原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (1)

3、物料衡算 (1)

三塔板数的确定.......................................................................................................... .(2)

1、理论板层数N T的求取 (2)

1. 1求最小回流比及操作回流比 (2)

1. 2求精馏塔的气，液相负荷 (2)

1. 3求操作线方程 (2)

1. 4逐板法计算理论板数 (2)

2、实际板层数的求取 (3)

四精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（以精馏段为例） (4)

1、操作压力计算 (4)

2、操作温度计算 (4)

3、平均摩尔质量计算 (4)

4、平均密度计算 (5)

5、液体平均表面张力计算 (6)

6、液体平均粘度计算 (6)

五精馏塔塔体工艺尺寸计算 (7)

1、塔径的计算 (7)

2、精馏塔有效高度计算 (8)

六塔板主要工艺尺寸计算 (8)

1、溢流装置计算............................................................................................... . (8)

1. 1堰长l w. (8)

1. 2溢流堰高度 (8)

1. 3弓形降液管宽度W d和截面积A t (8)

1. 4降液管底隙高度h0 (9)

2、塔板布置 (9)

2.1塔板的分块 (9)

2.2边缘区宽度确定 (9)

3.3开孔区面积计算................................................................................ .. (9)

4.4筛孔计算及其排列 (9)

七筛板的流体力学验算 (10)

1、塔板压降 (10)

1.1干板阻力h c计算 (10)

1.2气体通过液层的阻力h1计算 (10)

1.3液体表面张力的阻力

h计算 (10)

2、液面落差 (11)

3、泡沫夹带 (11)

4、漏液 (11)

5、液泛 (12)

八塔板负荷性能图 (12)

1、漏液线 (12)

2、液沫夹带线 (14)

3、液相负荷下限线 (15)

4、液相负荷上限线 (15)

5、液泛线 (15)

九筛板塔设计计算结果 (17)

十参考资料 (19)

【设计计算】

（一）设计方案的确定

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。塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，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。

（二）精馏塔的物料衡算

1）原料液及塔顶，塔底产品的摩尔分率

苯的摩尔质量 M A =78.11 kg/kmol 甲苯的摩尔质量 M B =92.13 kg/kmol

0.5/78.11

0.5410.5/78.110.5/92.13

F x ==+ 0.96/78.11

=0.966

0.95/78.110.04/92.13

D x =+

0.01/78.110.0120.01/78.110.99/92.13

W x =

2）原料液及塔顶，塔底产品的平均摩尔质量 0.541*78.11(10.541)*92.1384.55F M =+-= kg/kmol 0.966*78.11(10.966)*92.1378.59D M =+-= kg/kmol

0.012*78.11(10.012)*92.1391.96

W M =+-= kg/kmol

3）物料衡算原料处理量

550065.05

84.55

m F

q F m =

总物料衡算 F=D+W 40.76=D+W 苯物料衡算 F D W

F x D x W x =+

65.05*0.541=0.966D+0.012W

联立解得 D=36.00kmol/h W=29.05kmol/h

（三）塔板数确定

1) 理论版层数T N 的求取

1.求最小回流比及操作回流比苯-甲苯的相对挥发度为

2.74

因q=1 所以F x = D x =0.541

混合物的相平衡方程为q

q x x y )1(1-+=

αα 0.747

q y = 故最小回流比为 min 0.9660.747 1.0630.7470.541

D q q q

x y R y x --=

=--

取操作回流比为 min 22*1.063 2.13R R ===

2.求精馏塔的气，液相负荷

2.13*36.0076.68L R D ===h kmol / (1)(2.13

1)*36.00V R D =+=+=h k m o l /

'76.68

65.05

14L L F =+=+=h k m o l /

'112.6V V ==h k m o l /

3.求操作线方程精馏段操作线方程为

2.130.9660.6810.3191

2.131

D n i n n n x R y x x x R R +=

=+++++

提馏段操作线方程 1//1

1.2580.258

n n w n R F D F D y x x x R R ++--

图解法求理论板层数，求解结果为T N =12.5，进料板位置F N =6

4．实际板层数的求取

精馏段实际板层数 5/0.521

N ==精提留段实际板层数 7.5/0.52N ==

提

（四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

1）操作压力计算

塔顶操作压力 k P a P D 3.10543.101=+=

每层塔板压降 k P a p 7.0=?

进料板压力 105.30.7*10

112

F P k P a =+

= 精馏段平均压力(105.3112.3)/2108.8m P kPa =+=

2）操作温度计算

依据操作压力，有泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯、甲

苯的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下：塔顶温度 81.5D t =0C 进料板温度 99.0F t =0C

精馏段平均温度 (81.599)/290.25m t =+=0C

3）平均摩尔质量计算

由 10.966D x y == 查平衡曲线得

10.916

x =

0.96678.11(10.966)92.1V D m M =?+-?= kg/kmol 0.91678.11(1

0.916)92.L D m M =?

+-?= kg/kmol

进料板平均摩尔质量计算 0.692F y = 0.462F x =

0.692*78.11(10.692)*92.1382.43VFm M =+-= 0.462*78.11(10.462)*92.1385.65LFm M =+-= 精馏段平均摩尔质量

(785982.43)/280.51Vm M =+=。

(79.2985.65)/282.47Lm M =+= 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式计算，即 108.8*80.51 2.90

8.314*(90.25273.15)

m Vm Vm m

P M RT ρ=

2.液相平均密度计算

液相平均密度依 i i Lm a ρρ//1∑=计算塔顶液相平均密度计算由 81.5D t =0C ，查手册得

3/7.812m kg A =ρ 808.4B ρ= kg/3m 1

813.3

0.96/812.70.04/808.4

LD m ρ=

=+ kg/3m

进料板液相平均密度计算由 99F t =0C ，查手册得

1.793=A ρ kg/m 3 790.97B ρ= kg/m 3

进料板液相的质量分率 0.462*78.11

0.4210.462*78.110.538*92.13

A a ==+

791.90.42/793.10.58/790.8

LF m

ρ==+ kg/m

精馏段液相平均密度为

(813.3791.9)/2802.6Lm ρ=+= kg/m 3

5）液体平均表面张力计算

液相平均表面张力依i i Lm x σσ∑=计算

塔顶液相平均表面张力的计算

由 81.5D t =0

C 查图得

m mN A /24.21=σ m mN B /42.21=σ 0.966*21.24

0.034*21.4L D m σ=+= m

mN /

进料板液相平均表面张力的计算由 99F t =0C ，查手册得

m mN A /90.18=σ m mN B /0.20=σ 0.462*18.900.538*20.019.49LFm σ=+= m mN / 精馏段液相平均表面张力为 (21.25

19.49)/2Lm σ=+= m

mN /

6）液相平均年度的计算

液相平均粘度依i i Lm u x u ∑=lg 计算塔顶液相平均粘度的计算由 81.5D t =0C 查图得

0.302A μ= mPa ·s 0.306B μ= mPa ·s l g 0.966l g (0.302)0.034

L D m μ=+ 解出 302.0=LDm μ s mPa ? 进料板液相平均粘度的计算

有 99F t =0

C ，查手册得

256.0=A μs mPa ? 265.0=B μs mPa ? lg 0.462*lg(0.256)0.538lg(0.265)LFm μ=+ 解出 0.261LFm μ=s mPa ? 精馏段液相平均表面粘度为

282.02/)261

.0302.0(=+=Lm μs m P a ? （五）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

112.68*80.510.86936003600*2.90Vm s Vm VM V ρ=

76.68*82.470.0021836003600*802.6

Lm s Lm

LM L ρ=

由 V

max ρρρV

L C

u -=

式中C

由2

.02020?

??=L C C σ计算，其中的C 20由图查取

查取图的横坐标为1/2

1/2

0.00218*3600802.60.0417

0.869*3600 2.90h L h V L V ρρ??

??== ?

取板间距 m H T 40.0=,板上液层高度 m h L 06.0= 则 m h H L T 34.006.040.0=-=- 查书图的 072.020=C 0.2

0.2

2020.37(

)

0.072(

)

0.0723

2020

C C σ===

m a x 802.6

2.900.0723

1.201/

2.90

u m s -== 取安全系数为0.8，则空塔气速为

m a x 0.80.8*1.2010.96

u u

===s m / 44*0.869

1.07*0.841

V D u

ππ=

按标准塔径圆整后为m D 0.1= 塔截面积为2

785.00.1*4

D A T ==

=π

实际空塔气速为 0.869

1.1070.785

u =

=s m / 2）精馏塔有效高度的计算

精馏塔有效高度为

N 1(101)*0.4 3.6T Z H =

-=-=精精（）m 提馏段有效高度为

N 1(151)*0.4 5.6T Z H =

-=-=提提（）m 在进料板上方开一人孔，其高度为m 8.0 故精馏塔的有效高度为

Z Z 0.8 3.6 5.60.810Z =++=++=提精m （六）塔板主要工艺尺寸的计算 1）溢流装置计算

因塔径0

.1=D m ，可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项

计算如下： 1.堰长 W l

取 66.00.1*66.066.0===D l W m 2.溢流堰高度 W h 取 OW l W h h h -=

选用平直堰，堰上液层高度h ow =3

/2100084

.2???

??w h l L E 近似取E=1,则 2/3

2.840.00218*3600

*1*(

)

0.0131000

0.66

O W h =

塔板上清液层高度 60=L h mm 故 0.060.0130.047W h =-=m 3.弓形降液管宽度d W 和截面积f A

m l D D W W d 124.02222

2=??

??-???

??-

()2

0567.02122/22m

W D l l D l A D A d W W f =??? ??--???? ??=ππ

依据公式h

3600f T

A H L θ=

=10.40>5

故降液管设计合理。 4.降液管底隙高度 0h '

03600u

l L h w h =

取0u =0.1s m /

则 00.00218*3600

0.033

3600*0.66*0.1

h =

00.047

0.033

0.0140.006

W h h -=-=>m 故降液管底隙高度设计合理。

选用凹形受液盘，深度 50'

=W h mm

2）塔板布置

1.塔板的分块因800≥D mm ，故塔板采用分块式，查表得，塔板分为3块。

2.边缘区宽度确定

取m

W W

s s

065.0'

==，m W c 035.0=

3.开孔区面积计算

开孔区面积 ???

? ?

?+-=-r x r x r x A a 1

2sin

1802π 其中()()m W W D x s d 311.0065.0124.05.02=+-=+-=

W D r C 465.0035.05.02

=-=-=

故 ()2

222532.0465.0311.0sin 465.0311.0465.0311.02m A a =??

? ?

+-=- 4.筛孔计算及其排列

本题所处理的物系无腐蚀性，可选用3=δmm 碳钢板，取筛孔板直径50=d mm 。

筛孔板按正三角形排列，取孔中心距t 为 155*330===d t mm 筛孔数目为 2731015

.0532

.0*155.1155.12

A n 个

开孔率

%1.10015.0005.0907.0907.02

0=???

??=??

? ??=t d φ

气体通过阀孔的气速为

0.869

11.56

0.101*0.532

s V u A =

=m/s (七）筛板的流体力学验算 1）塔板压降

1.干板阻力c h 计算

干板阻力 c h 由式???

? ?????

? ??=L V c c

u h ρρ2

051.0

由 67.13/5/0==δd ，查图得，772.00=c

故 2

16.17 2.900.051*0.01500.772802.6c h ????

== ? ?????

m 液柱

2.气体通过液层的阻力1h 计算

气体通过液层的阻力1h 由式 L l h h β=计算，-

0.8690.829

1.130

0.0816

s a T f

V u A A =

=--m/s 00.829*

2.901.41F == kg 1/2

/(s ?m 1/2

)

查图得 0.61β=。

故

1()0.61*(0.0470.013)0.0366

L W O W

h h h h ββ==+=+=m 液柱 3.液体表面张力的阻力σh 计算液体表面张力所产生的阻力σh

044*20.37*100.0021802.6*9.81*0.005

L h gd σσρ-=== m

液柱

气体通过每层塔板的液柱高度p h 10.01500.0366

0.00210.0537

p c h h h h σ=++=++= m 液柱气体通过每层塔板的压降为 0.0537*802.6*9.81p p L

P h g ρ

?===< 0.7

kP 设计允许)

2）液面落差

对于筛板塔，液面落差很小，且本例的塔径和液流量均不大，故可忽略液面

落差的影响。

3）液沫夹带液沫夹带量计算

v e =

σ6

7.5-?2

.3???

??-f T a h

H u

f h =2.5h L =m 15.006.05.2=? 故 3.2

5.7*10

0.8290.01320.37*10

0.400.15V e --??=

= ?-??

kg 液/kg 气<0.1kg 液/kg

气

故在本设计中液沫夹带量v e 在允许范围内。

4）漏液

对筛塔板，漏液点气速min

,0u

()V L L h h C u ρρσ/13.00056.04.40min ,0-+=

=()4.4*0.7720.00560.13*0.060.0021802.6/2.90 6.007+-=m/s 实际孔速min ,00/56.11u s m u >= 稳定系数为 00,m in

11.56 1.92 1.56.007

u K u =

==>

故在本设计中无明显漏液。 5）液泛

为防止塔内发生液泛，降液管内液层高d H 应服从 d H ≤?（T H +W h ）

苯—甲苯物系属一般物系，取?=0.5，则

()0.5(0.40.047)0.224

T W H h φ+=+=m 而 d H =P h +L h +d h 板上不设进口堰，d h 可有

d h =2

0)(153.0u =()2

0.1530.10.00153=m 液柱

0.0537

0.06

0.0015

d H =++=m 液柱 ()W T d h H H +≤? 故在本设计中不会发生液泛现象

（八）塔板负荷性能图

1）漏液线由min 0,u =4.40C V L L h h ρρσ/)13.00056.0(-+

m i n 0,u =

min s,A V

L h =OW W h h + OW

h =100084

.2E 3

/2?

??W h l L

得 m i n s,V =V L W h W h l L E h A C ρρσ/}]100084

.2[13.00056.0{4.43

/200-????

??+?+

=532.0*101.0*772.0*4.4

36002.84*0.00560.130.047*1*0.0021802.6/2.9010000.66s L ??????

??++-???? ?

?????????

整理得

在操作范围内，任取几个s L 值，计算出s V 值，计算结果列如表

L s ,m 3/s 0.0006 0.0015 0.0030 0.0045 V s ,m 3/s

0.311

0.321

0.333

0.343

由上表数据即可作出漏液线1。 2）液沫夹带线

以V e =0.1kg 液/kg 气为限，求s V —s L 关系如下：

由 V e =2

.36

7.5?

??? ??-?-f T

a L

h H u σ

a u =

T s A A V -=

s s

V V 373.10567

.0785.0=-

f h =2.5h L =2.5（h w +h ow ) W h =0.047 OW

h =3

/23

/288.066.036001100084

.2s

s L L =???

????

故f h =0.118+3

/22.2s

L T H -f h =0.282-3

/22.2s L

V e =

2/3

2/31.3735.710

0.120.3710

0.282 2.2s

s V L --???=???-??

整理得 s V =231.2910.06s L -

在操作范围内，任取几个s L 值，计算出s V 值，计算结果如表

Ls,m 3/s 0.0006 0.0015 0.0030 0.0045 Vs,m 3/s

1.218

1.158

1.081

1.016

由上表数据即可作出液沫夹带线2。

3）液相负荷下限线

对于平直堰，取堰上液层高度OW h =0.006m 作为最小液体负荷标准，由公式得 OW h =006

.03600100084

.23

/2=????

??W

s l L E

取E=1，则 m

i n s,L =s m /00056.03600

66.084.21000006.02

/3=??

???

据此可作出与液体流量无关的垂直液相负荷下限线3。

4）液相负荷上限线

以θ=4s 作为液体在降液管中停留时间的下限， θ=

L T f H A =4

故 m i n s,L =

f H A =

m /00567.04

.0005672

据此可作出与气体流量无关的垂直液相负荷上限线4。

5）液泛线

令d H =?（T H +W h ）

由 d H =P h +L h +d h ；P h =c h +l h +σh ；l h =βL h ；L h =w h +OW h 联立得 T H ?+（?-β-1）W h =（β+1）OW h +c h +d h +σh

忽略σh ，将OW h 与s L ，d h 与s L ，c h 与s V 的关系式代入上式，并整理得

'a 2

s V =3

/2'2''s s L d L c b --

'a =

???

??L s c A ρρ200)(051.0 'b =W T h H )1(--+β?? 'c =2)/(153.0O W h l

'd =3

/23

3600)1(1084.2???

? ??+?-W

E β

将有关的数据代入，得

'a =

20.051

2.900.107(0.1010.5320.772)802.6??

?????

'b ==?--+?047.0)16.05.0(40.05.00.148 'c =

0.153(0.660.033)

=?322.53

'd =23

36002.84101(10.61)0.66-??

???+= ?

1.421

故 2

30.1070.148

322.531.42

s s

V L L =-- 或 22

1.38301413.2

8s s s V L L =-- 在操作范围内，任取几个s L 值，计算出V S 值计算结果如表

由上表数据即可作出液泛线5

根据以上各线方程，可作出筛板塔的负荷性能图，

在负荷性能图上，作出操作点A,连接OA ，即可作出操作线。由图可

看出，该筛板的操作上限为液泛控制，下限为漏液控制。由图查得 m a x s,V = 1.075s m /3 m i n s,V =0.317s m /3 故操作弹性为

i n

s,max s,V V =

391.3317

.0075.1=

（九）所设计的筛板的主要结果汇总于表

序号

项目

数值 1 平均温度 t m ，℃ 90.25 2 平均压力P m ,kPa 108.8 3 气相流量 V s ,(m 3/s) 0.869 4 液相流量 L s ,(m 3/s) 0.00218 5 实际塔板数 25 6 有效段高度Z ,m 10 7 塔径m 1.0 8 板间距m 0.4 9 溢流形式单溢流 10 降液管形式弓形 11 堰长m

0.66

Ls,m 3/s 0.0006 0.0015 0.0030 0.0045 Vs,m 3/s

1.284

1.199

1.077

0.957

12 堰高m 0.047

13 板上液层高度m 0.06

14 堰上液层高度m 0.013

15 降液管底隙高度m 0.033

16 安定区宽度m 0.065

17 边缘区宽度m 0.035

18 开孔区面积m20.532

19 筛孔直径m 0.005

20 筛孔数目2731

21 孔中心距m 0.015

22 开孔率 % 10.1

23 空塔气速m/s 1.107

24 筛孔气速m/s 11.56

25 稳定系数 1.92

26 每层塔板压降Pa 422.8

27 负荷上限液泛控制

28 负荷下限漏液控制

29 液沫夹带e v,(kg液/kg气) 0.013

30 气相负荷上限 m3/s 1.075

31 气相负荷下限 m3/s 0.317

32 操作弹性 3.391

（十）参考资料

1）贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002年6月。

2）陈敏恒，潘鹤林.化工原理（少学时）.华东理工大学出版社，2008年8月。

苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计说明

课程设计说明书设计题目：分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计学号： 0812024057 学生姓名：郭博元杨逍孙娟专业班级：生工 082 指导教师： 2010 年 11月 15 日

课程设计任务书一、课题名称分离苯—甲苯筛板式精馏塔的设计二、课题条件（原始数据）一、设计方案的选定原料：苯、甲苯年处理量： 100000t(十万吨)/年——进料量原料组成（甲苯的质量分率）：、0.65——0.4 料液初温： 30℃ 操作压力、回流比、单板压降：自选进料状态：饱和液体进料塔顶产品浓度： 98.5%——98% 塔底釜液含甲苯量不低于97%——99%（质量分率）塔顶采用全凝器，泡点回流塔釜：饱和蒸汽间接/直接加热塔板形式：筛板生产时间：330天/年，每天24h运行冷却水温度：20℃～35℃ 设备形式：筛板塔厂址：沿海某城市（大气压：760mmHg）三、设计内容（包括设计、计算、论述、实验、应绘图纸

等根据目录列出大标题即可） 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）或填料曾的高度计算（填料塔） 4主要设备工艺尺寸设计 1）塔径及提留段塔板结构尺寸的确定 2）总塔高总、压降 5附属设备选型 6设计结果汇总 7工艺流程图及精馏塔装配图 8设计评述四图纸要求 1 工艺流程图（在说明书上画草图） 2 精馏塔装配图

目录摘要 (1) Abstract .......................... 错误!未定义书签。第一章文献综述. (1) 第二章设计方案的确定 (3) 2.1 操作条件的确定 (3) 2.2 确定设计方案的原则 (4) 第三章塔体计算 (6) 3.1 设计方案的确定 (6) 3.2 精馏塔的物料衡算 (6) 第四章塔板计算 (8) 4.1 塔板数的确定 (8) 4.2 精馏段的计算 (12) 4.3提留段的计算 (28) 第五章塔附件设计 (44) 5.1附件的计算 (44) 5.2 附属设备设计 (48) 设计小结 (51) 附录 (52)

苯-甲苯精馏塔课程设计报告书

课程设计任务书一、课题名称苯——甲苯混合体系分离过程设计二、课题条件（原始数据） 1、设计方案的选定原料：苯、甲苯年处理量：108000t 原料组成（甲苯的质量分率）：0.5 塔顶产品组成：%99>D x 塔底产品组成：%2

设计容摘要：精馏是分离液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的应用。本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计。在确定的工艺要求下，确定设计方案，设计容包括精馏塔工艺设计计算，塔辅助设备设计计算，精馏工艺过程流程图，精馏塔设备结构图，设计说明书。关键词：板式塔；苯--甲苯；工艺计算；结构图一、简介塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设备。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。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。板式塔大致可分为两类：（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。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升水中最多溶解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0．866克／厘米3，对光有很强的折射作用（折射率：1,4961）。甲苯

粗苯工艺流程

1.装置概况及工艺过程 1.1装置概况粗苯加氢装置由制氢、加氢精制、萃取蒸馏、酸性水处理、酸性气处理、公用工程系统等单元组成。年处理焦化粗苯原料10万吨。其主要工艺过程是将粗苯原料经过脱重组分塔脱除C9以上重组分后经两级加氢处理（预加氢和加氢净化）。原料通过预反应器催化剂床层逆流向上，使双烯烃、苯乙烯、二硫化碳进行加氢脱除和双烯饱和，再通过主反应器催化剂床层进行加氢处理，使烯烃发生饱和反应生成饱和烃。硫、氧、氮等化合物被加氢转化烃类、硫化氢、水及铵盐被脱除，芳烃转化被抑制。处理后的物料经稳定塔除去溶解于物料中的硫化氢后进入萃取蒸馏系统。在环丁砜的作用下将芳烃和非芳烃分离。分离出的混合芳烃经苯塔、甲苯塔、二甲苯塔精馏分离，生产纯度极高的苯、甲苯、混合二甲苯产品及少量的C8—、C8+溶剂油。生产过程中产生的酸性水经酸性水汽提处理后送至污水处理厂，酸性气经酸性气处理装置脱除硫化氢制取硫磺。 1.2工艺流程简述 1.2.1加氢工艺流程自罐区泵送来的焦化粗苯原料经过滤器FT-1101/A、B，再经主反应产物/脱重组分塔进料换热器E-1101（管程）换热后入脱重组分塔C-1101，在塔内进行轻、重组分分离，塔顶汽相经脱重组分塔顶冷却器E-1102（壳程）冷凝冷却后进入塔顶回流罐V-1101，不凝气经真空机组排放至火炬燃烧。液体经脱重塔回流泵P-1101/A、B加压后部分回流，部分送入加氢进料缓冲罐V-1102。塔底重苯经塔底泵P-1103/A、B 加压后送入脱重组份塔底冷凝器E-1104（管程）冷却后送往罐区。脱重塔底设两台再沸器E-1103/A、B和两台塔底循环泵P-1102/A、B 强制循环。再沸器热源采用导热油。为防止物料聚合结焦在脱重塔进料线注入阻聚剂。加氢进料缓冲罐V-1102的轻苯经反应进料泵P-1104/A、B 加压后入轻苯预热器E-1105（管程）预热后与K-1101/A、B送来的循环氢气混合后依次进入轻苯蒸发器E-1106/A、B、C（管程），在轻苯蒸发器内被加热蒸发的轻苯和

1苯-甲苯工艺设计

引言 1.1 塔设备的分类塔设备是能够实现蒸馏的气液传质设备，广泛应用于化工、石油化工、石油等工业中，其结构形式基本上可以分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射的方式穿过板上的液层，进行传质于传热。在正常操作下，气相为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属于逐级接触逆流操作过程。填料塔内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(有时也采用并流向下)流动，气体两相密切接触进行传热与传质。在正常操作过程中，气相为连续相，液相为分散相，气相组成呈连续变化，属于微分接触逆流操作过程。 1.2 塔设备在化工生产中的作用和地位精馏过程的实质是利用混合物中各组分具有不同的挥发度。即在同一温度下，各组分的饱和蒸汽压不同这一性质，使液相中的轻组分转移到汽相中，汽相中的重组分转移到液相中，从而达到分离的目的。因此精馏塔操作弹性的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。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。 1.3 设计条件进料量每小时160千摩尔，原料中含苯55%（摩尔分率），以沸点状态送入塔内。要求塔顶馏出物含苯96%（摩尔分率），塔釜残液中含苯不大于4%，操作回流比取最小回流比的2.5倍。 1.4 问题研究本设计是针对苯—甲苯的分离而专门设计的塔设备。根据设计条件以及给出的数据描述出塔温度的分布，求得最小回流比以及塔顶的相对挥发度、塔釜的相对挥发度、全塔平均相对挥发度，又根据物料平衡公式分别计算出精馏段和提馏段的汽、液两相的流量。之后，计算塔板数、塔径等。根据这些计算结果进行了塔板结构的设计等。计算和设计这些之后进行了有关的力学性能计算和一系列的校核。 2．板式塔的设计 2.1 工业生产对塔板的要求： ①通过能力要大，即单位塔截面能处理的气液流量大。 ②塔板效率要高。

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：方案选择和流程设计；工艺计算（物料、热量衡算，操作方式和条件确定等），主要设备的工艺尺寸计算（塔高、塔径）；主体设备设计，塔板选型和布置，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；引用数据和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)。摘要化工生产和现在生活密切相关，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和工艺，另一方面也要结合计算机等辅助设备和机械制图等软件对数据和图形进行处理。本次设计旨在分离苯和甲苯混合物，苯和甲苯化学性质相同，可按理想物系处理。通过所学的化工原理理论知识，根据物系物理化学特性及热力学参数，对精馏装置进行选型和优化，对于设备的直径，高度，操作条件（温度、压力、流量、组成等）对其生产效果，如产量、质量、消耗、操作费用

氯苯的工艺流程

5.工艺路线叙述从上述生产机理知工艺路线：苯与氯气在FeCl3催化下连续氯化得氯化液,再经水洗、中和、，粗馏、精馏除去过量苯和多氯苯而得到成品氯化苯.反应放出的氯化氢用水吸收制成盐酸;多氯苯回收为邻，对位二氯苯。具体工艺流程为： A：原料的干燥氯气由氯干燥系统（或液氯液化后的废气）送来，经氯气缓冲器,并跨过一定的高度经阀门控制从下部进入氯化反应器。氯气缓冲器的作用有①缓冲作用,可减少氯压的波动，保证氯气平稳进塔；②分离作用，氯气进入系统常带有一定杂质，缓冲器内设挡板，可使氯气系统中的分散的细微颗粒受撞击而被捕集下来,达到净化氯气消除杂质的作用，确保氯气质量和管道畅通. 纯苯首先进入原苯计量槽，经苯干燥器脱去其中水分进入干苯贮槽，由干苯泵打入干苯高位槽，利用位差，经转子流量计控制从下部进入氯化反应器。苯的干燥曾使用过两种方法：①共沸蒸馏法；②食盐﹑氯化钙，固碱干燥法，共沸蒸馏法,即利用苯中少量水可在沸腾同时汽化蒸出釜内存留物中含苯较低的原理进行脱水干燥的。此法可加苯后进行间断蒸馏,也可中部进料连续蒸馏,预馏出的苯水混合物经过冷凝后进入苯水分离器沉降分离，苯返回原苯贮槽，干苯含水可达0。02％以下，此法所得干苯质量好，其特点是耗蒸汽，需一套设备，操作麻烦，而且回收苯不能进行干燥。因此现同行均采用食盐,氯化钙，固碱干燥法,利用某些无机盐及金属氧化物有从苯中回收水分的能力,它是根据干燥剂只溶于水不溶于苯的性质,将需要干燥的苯按序从充满干燥剂的容器中通过，苯的含水被干燥剂表面吸附，干燥剂溶解后聚积成盐水颗粒，盐水颗粒比重远大于苯,沉降至容器底部被间断排放,使经干燥后的苯中含水显著降低. B:苯的氯化苯的氯化为高温沸腾连续氯化，自苯高位槽下来的干苯,经苯转子流量计进入氯化器之底部；通过缓冲器的氯气，经π型管进入氯化器底部与苯并流而上,通过铁环层，进行氯化反应。氯化器内苯和氯气有三氯化铁催化剂（苯中的三氯化铁浓度达到0。01%，就可达到氯化反应的需要）的催化作用发生取代反应生成氯化液含苯,氯苯,氯化氢和少量的多氯苯，保持苯过量以使氯化反应完全并抑制多氯苯的生成。氯化器为钢制，内衬瓷砖，装带铁环作触媒（约7m），氯化为放热反应，氯化器自下而上，温度逐渐升高，液相温度控制在70~ 85oC 之间,反应温度的调节，借助于干苯流量的调节而实现，热量由蒸发出苯的汽化潜热带出，从而实现温度的控制,生成物氯化液由氯化器上部侧面溢流出来，进入液封（此液封高度约5m）。其目的是阻止盐酸气体随氯化液带出，一般情况下，氯化液的密度控制在0.03~0.95/15oC范围内,重量组成约含氯化苯25~35％，每班并定期从氯化器底部放酸水至缓冲器.生成的氯化氢气体连同蒸汽从氯化器顶部的升气管引出，经过一段，二段，三段石墨冷凝器，冷凝下来的苯经酸苯分离器返回氯化器重新反应,为使苯完全脱除，进一步使用深冷降膜吸收脱去气相中的苯，最后尾气中氯化氢气体经水吸收转化为盐酸，其余气体经水流喷射泵抽吸放空. C：尾气的吸收

气相色谱法分离苯和甲苯

气相色谱法分离苯和甲苯姓名：曲连发学号：2011302110074 院系：动科动医学院一．实验内容 1.熟悉气相色谱仪的构造； 2.了解HP-6890N型气相色谱仪的使用方法； 3.进行苯和甲苯的气相色谱分析，并通过保留时间对组分定性。二．实验目的 1.通过实验熟悉气相色谱仪的主要构造，掌握基本使用方法，了解氢火焰例子化监测器的工作原理和应用范围，掌握利用保留时间对物质定性的方法； 2.掌握归一化法的原理以及定量分析方法； 3.掌握外标法和外标工作曲线法在气相色谱定量分析中的应用。三．实验原理 ◆气相色谱仪的一般流程： 1.气路系统由载气源、载气压力盒流速控制装置、载气压力盒流速显示三部分组成。 ?黑色外表的高压钢瓶内装氮气，作为载气； ?绿色外表的高压钢瓶内装氢气、氧气，作为燃气。 ?转子流量计显示的是柱前流速，不能反映色谱柱内真实的流速。 2.进样系统 ?进样器：分为手动进样针和自动进样器。

?气化室：“20℃法”即其内温度要高于样品沸点的20℃。 3.分离系统 ?分为填充柱和毛细管柱，现在多用弹性石英的毛细管柱，其渗透性大，速度快，柱效高。 4.检测系统 ?热导池检测器：通用型、浓度型； ?氢火焰离子化检测器：通用型、质量型； ?氮-磷检测器：选择型、质量型； ?电子俘获检测器：选择型、质量型、 5.记录和数据处理 6.温度控制系统 ◆气相色谱分离原理：试样中的各组分在色谱分离柱中的两相（固定相和流动相）间反复进行分配，由于各组分在性质和结构上的差异，使其被固定相保留的时间不同，随着流动相的移动，各组分按一定次序流出色谱柱。四．色谱条件仪器型号：Agilent 6890 N型气相色谱仪；色谱柱：HP-5弹性石英毛细管柱(30mx0.32mmx0.5μm)；检测器：FID(氢火焰离子化检测器)；检测器温度：250℃；

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

ABSTRACT Currently，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

粗苯加工工艺流程图

第一节粗苯精制苯基本原理精苯车间加工的原料是外购粗苯和轻苯。其主要组分是苯及同系物、苯、甲苯、二甲苯等占80％—95％，此外还有脂肪烃、环烷烃、不饱合化合物以及少量硫化物、吡啶碱类、酸类如洗油的低沸点馏份。粗苯的各种主要组份皆在180℃前馏出。由于粗苯、轻苯是一种比较复杂的混合物，故其本身用途不大、但经加工以后所得的多和纯产品的却是重要的化工原料，具有很高的经济价值。粗苯精制的目的在于获得尽可能多的苯族纯产品，同时对其它组份尽可能加以综合得用。（一）硫酸洗涤净化法基本原理粗苯中含有5—12％的不饱合化合物及其它杂质，并主要分布在14℃以后和79℃以前馏出物中。粗苯经两苯塔是除去140℃以后重苯中的不饱合化合物，以获得轻苯和重苯两种产品。轻苯初馏的目的是切除79℃以前不饱合化合物及二硫化碳。所得混合馏份还含有与苯族产品沸点相接近不饱合化合物及硫化物杂质，可以采用化学方法加以净化。 1、经常使用的是硫酸洗涤净化法，其主要化学方法如下： (1)不饱合化合物的聚合反应不饱合化合物在硫酸作用下很容易发生聚合反应，低沸点化合物易生成粘度大，不溶于混合份及硫酸的极深度的聚合物。引起化合物的夹带损失。所以必须先经过初馏除去低沸点不饱合化合物。高沸点不饱合化合物聚合程度较差，一般只生成可溶混合份的二聚物，三聚物。 (2)加成反应硫酸各不饱合化合物还能生成酸式脂和中式脂，前者溶于硫酸中，后者溶于混合份中。低沸点不饱合化合物与硫酸生成中性脂，在吹苯中，中性脂加热分解，放出腐蚀设备的酸性物质，故初馏时尽可能地把低沸点物质清除。（3）清除噻吩反应噻吩在浓硫酸的催化作用下能和高沸点不饱合化合物共聚生成溶于混合物的共聚物，反应迅速完全，噻吩还能直接溶于硫酸中，但溶解速度很慢。（4）苯族烃和不和化合物共聚反应苯族烃在浓酸的催化作用下和不饱合化合物发生共聚反应生成能溶解于混合物的共聚物。（5）苯族烃的磺化反应苯族烃与浓硫酸作用能发生磺化反应而造成苯族烃的损失。 2、影响硫酸洗涤的方要因素（1）反应温度最适宜的反应温度为35—45℃，温度过低反应缓慢而达不到净化要求，温度过高苯族烃磺化反应以及不饱合化合物的共聚反应加剧，因而使苯族烃损失增加。（2）硫酸浓度硫酸浓度过低达不到净化要求，浓度过高磺化反应加剧，苯族烃损失增加，因此先择较适宜的硫酸浓度为93—95％。（3）硫酸和混合份的比例在保证洗涤质量要求的前提下，酸油比例愈小愈好。不仅降低酸耗，而且可以减轻苯族烃的磺化反应。（4）反应时间酸洗净化反应所需时间与反应温度、硫酸浓度、酸油化、搅拌合程度等因素有关。一般反应时间为十分左右，时间过短，反应效果差，势必增加酸耗，时间过长，磺化反应加剧，苯族烃损失增加，所以反应器必须立即加水，使浓硫酸反应终止。

苯甲苯分离过程浮阀板式精馏塔设计

化工原理课程设计院系：化学化工学院专业：化学工程与工艺班级： 11级化工2班姓名：李钊学号：2011321216 指导教师：武芸 2013年12月15日——2014年01月3日

课程设计任务书一、设计题目苯-甲苯分离过程浮阀板精馏塔设计二、设计任务 1.原料名称:苯-甲苯二元均相混合物； 2.原料组成：含苯42%（质量百分比）； 3.产品要求：塔顶产品中苯含量不低于97%，塔釜中苯含量小于1.0%； 4.生产能力：年产量5万吨/年； 5.设备形式：浮阀塔； 6.生产时间：300天/年，每天24h运行； 7.进料状况：泡点进料； 8.操作压力：常压； 9.加热蒸汽压力：270kPa 10.冷却水温度：进口20℃，出口45℃；三、设计内容 1.设计方案的选定及流程说明 2.精馏塔的物料衡算 3.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算（加热物料进出口温度、密度、粘度） 4.塔板数的确定 5.精馏塔塔体工艺尺寸的计算 6.塔板主要工艺尺寸的计算 7.塔板的流体力学验算

8.塔板负荷性能图 9.换热器设计 10.馏塔接管尺寸计算 11.绘制生产工艺流程图（带控制点、机绘，A2图纸） 12.绘制板式精馏塔的总装置图（包括部分构件，A1图纸） 13.撰写课程设计说明书一份四、设计要求 1.工艺设计说明书一份 2.工艺流程图一张，主要设备总装配图一张（采用AutoCAD绘制）五、设计完成时间 2013年12月16日～2014年01月01日

目录概述 (6) 第一章塔板的工艺设计 (7) 第一节精馏塔全塔物料衡算 (7) 第二节基本数据 (8) 第三节实际塔板数计算 (15) 第四节塔径的初步计算 (16) 第五节溢流装置 (17) 第六节塔板布置及浮阀数目与排列 (19) 第二章塔板的流体力学计算 (21) 第一节气体通过浮阀塔的压降 (21) 第二节液泛 (21) 第三节雾沫夹带 (22) 第四节塔的负荷性能图 (23) 第三章塔附件设计 (28) 第一节接管 (28) 第二节筒体与封头 (30) 第三节塔的总体高度 (31) 第四章附属设备设计 (33) 第一节原料预热器 (33) 第二节塔顶冷凝器 (34)

苯甲苯精馏塔课程设计说明书

西北师大学化工原理课程设计学院: 化学化工学院专业: 化学工程与工艺年级:2011 题目: 苯—甲苯精馏塔设计

前言课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学容，是在学习过基础课程和化工原理理论与实践后，进一步学习化工设计的基础知识、培养化工设计能力的重要环节。通过该设计可初步掌握化工单元操作设计的基本程序和方法、得到化工设计能力的基本锻炼，更能从实践中培养工程意识、健全合理的知识结构。此次化工原理设计是精馏塔的设计。精馏塔是化工生产中十分重要的设备，它是利用两组分挥发度的差异实现连续的高纯度分离。在精馏塔中，料液自塔的中部某适当位置连续的加入塔，塔顶设有冷凝器将塔顶蒸汽冷凝为液体。冷凝液的一部分（称回流液）回入塔顶，其余作为塔顶产品（称馏出液）连续排出。塔釜产生的蒸汽沿塔板上升，来自塔顶冷凝器的回流液从塔顶逐渐下降，气液两相在塔实现多次接触，进行传质传热过程，使混合物达到一定程度的分离。精馏塔的分离程度不仅与精馏塔的塔板数及其设备的结构形式有关，还与物料的性质、操作条件、气液流动情况等有关。该过程是同时进行传热、传质的过程。为实现精馏过程，必须为该过程提供物流的贮存、输送、传热、分离、控制等的设备、仪表。由这些设备、仪表等构成精馏过程的生产系统，即本次所设计的精馏装置。课程设计是让同学们理论联系实践的重要教学环节，是对我们进行的一次综合性设计训练。通过课程设计能使我们进一步巩固和加强所学的专业理论知识，还能培养我们独立分析和解决实际问题的能力。更能培养我们的创新意识、严谨认真的学习态度。当代大学生应具有较高的综合能力，特别是作为一名工科学生，还应当具备解决实际生产问题的能力。课程设计是一次让我们接触实际生产的良好机会，我们应充分利用这样的时机认真去对待每一项任务，为毕业论文等奠定基础。更为将来打下一个稳固的基础。虽然为此付出了很多，但在平常的化工原理课程学习中总是只针对局部进行计算，而对参数之间的相互关联缺乏认识，所以难免有不妥之处，望垂阅者提出意见，在此表示深切的意。作者 2013年12月

连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物

课程设计任务书课程名称综合课程设计1 课程代码80s06210 设计时间指导教师专业班级一、课程设计任务（题目）及要求（一）设计任务：筛板塔设计在一常压操作的连续精馏塔内分离苯、甲苯混合物，原料液处理量为5500kg/h、组成为0.5(苯的质量分数，下同)，要求塔顶馏出液的组成为0.96，塔底釜液的组成为0.01。设计条件如下：操作压力4kPa(塔顶表压) 进料热状况自选回流比自选单板压降≤0.7kPa 全塔效率E T=52% 气候条件忽略试根据上述工艺条件作出筛板塔的设计计算。设计基本资料见主要参考资料。（二）设计要求 1、学生应在老师指导下独立完成，题目不可更换。 2、查阅相关资料，自学具体课题中涉及到的新知识。 3、最后提交的课程设计成果包括： a) 课程设计说明书纸质文件。 b) 课程设计说明书电子文件。 c) 课程设计计算电子表格文件。二、对课程设计成果的要求（包括课程设计说明书、图纸、图表、实物等软硬件要求） 1、分析课程设计题目的要求； 2、写出详细设计说明； 3、写出详细计算过程、经验值的取舍依据； 4、设计完成后提交课程设计说明书； 5、设计说明书应内容充实、写作规范、项目填写正确完整、书面整洁、版面编排符合要求。 6、计算过程使用的符号符合参考资料中的要求，设计内容按参考资料[2]121页设计示例执行。理论塔板数的求取用逐板计算法。A f和W d的求取按自己推导的公式进行。三、主要参考资料 [1] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津大学出版社,2002年6月. [2] 陈敏恒，潘鹤林.化工原理（少学时）.华东理工大学出版社，2008年8月. 指导教师（签名）：教研室主任（签名）：

化工原理课程设计苯-甲苯板式精馏塔设计

化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏板式塔的设计专业年级：11级化工本2 姓名：申涛指导老师：代宏哲 2014年7月

目录一序言 (3) 二板式精馏塔设计任务书 (4) 三设计计算 (5) 1.1 设计方案的选定及基础数据的搜集 (5) 1.2 精馏塔的物料衡算 (8) 1.3 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (12) 1.4 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (18) 1.6 筛板的流体力学验算 (21) 1.7 塔板负荷性能图 (24) 四设计结果一览表 (30) 五板式塔得结构与附属设备 (31) 5.1附件的计算 (31) 5.1.1接管 (31) 5.1.2冷凝器 (33) 5.1.3 再沸器 (33) 5.2 板式塔结构 (34) 六参考书目 (36) 七设计心得体会 (36) 八附录......................................................................................... 错误!未定义书签。

一序言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》，《化工制图》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。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。

苯甲苯分离装置设计解析

中南民族大学化学工程与工艺专业化工原理课程设计苯—甲苯分离装置设计设计者: 田源学号: 10081220 班级: 10级3班指导老师: 刘冰设计时间:2013.11.18—2013.12.22

课程设计任务书指导教师（签名）：教研室主任（签名）：

目录 1概述 (5) 1.1 与物性有关的因素 ............................................................................................................ 5 1.2 与操作条件有关的因素 .................................................................................................... 5 2流程的确定及说明 (5) 2.1塔板形式 ........................................................................................................................... 5 2.2精馏方式 ........................................................................................................................... 5 2.3进料状态 ........................................................................................................................... 6 2.4冷凝方式 ........................................................................................................................... 6 2.5加热方式 ........................................................................................................................... 6 2.6加热器 ............................................................................................................................... 6 2.7操作压力 ........................................................................................................................... 7 2.8 回流方式 ........................................................................................................................... 7 3精馏塔的设计计算 ................................................................................................................ 7 3.1基础数据 ........................................................................................................................... 7 3.2物料衡算 . (7) 3.3塔顶气相、液相，进料和塔底的温度分别为： VD t 、LD t 、F t 、 W t (8) 3.4平均相对挥发度α ................................................................................................... 9 3.5回流比的确定 ..................................................................................................................... 9 3.6热量衡算 .. (9) 3.6.1加热介质的选择 ...................................................................................................... 9 3.6.2冷却剂的选择 ........................................................................................................ 10 3.6.3热量衡算 ................................................................................................................ 10 3.7理论塔板数计算 (12) 3.7.1板数计算 ................................................................................................................ 12 3.7.2塔板效率 ................................................................................................................ 13 3.8精馏塔主要尺寸的设计计算 . (14) 3.8.1流量和物性参数的计算 ........................................................................................ 14 3.8.2塔径设计计算 .. (16) 4附属设备及主要附件的选型计算 (19) 4.1．冷凝器 ............................................................................................................................ 19 4.2再沸器 ............................................................................................................................... 20 4.3塔内其他构件 . (20) 4.3.1.塔顶蒸汽管 ............................................................................................................ 20 4.3.2.回流管 .................................................................................................................... 21 4.3.3.进料管 .................................................................................................................... 21 4.3.4.塔釜出料管 ............................................................................................................ 21 4.3.5除沫器 .................................................................................................................... 22 4.3.6液体分布器 ............................................................................................................ 22 4.3.7液体再分布器 ........................................................................................................ 23 4.3.8填料支撑板的选择 (24)

分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计[优秀]

食品工程原理课程设计说明书筛板式精馏塔设计

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 T 2.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 W h (9) ⑵溢流堰高度 W

⑶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)