苯-甲苯板式精馏塔的课程设计

目录

板式精馏塔设计任务书 (3)

设计题目： (3)

二、设计任务及操作条件 (3)

三、设计内容： (3)

一．概述 (5)

1.1 精馏塔简介 (5)

1.2 苯-甲苯混合物简介 (5)

1.3 设计依据 (5)

1.4 技术来源 (6)

1.5 设计任务和要求 (6)

二．设计方案选择 (6)

2.1 塔形的选择 (6)

2.2 操作条件的选择 (6)

2．2.1 操作压力 (6)

2.2.2 进料状态 (6)

2.2.3 加热方式的选择 (7)

三．计算过程 (7)

3.1 相关工艺的计算 (7)

3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7)

3.1.2 物料衡算 (8)

3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8)

3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9)

3.1.5逐板法求理论塔板数 (10)

3.1.6 全塔效率的估算 (11)

3.1.7 实际板数的求取 (13)

3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13)

3.2.1 精馏塔的物性计算 (13)

3.2.2 塔径的计算 (15)

3.2.3 精馏塔高度的计算 (17)

3.3 塔板结构尺寸的计算 (18)

3.3.1 溢流装置计算 (18)

3.3.2塔板布置 (19)

3.4 筛板的流体力学验算 (21)

3.4.1 塔板压降 (21)

3.4.2液面落差 (22)

3.4.3液沫夹带 (22)

3.4.4漏液 (22)

3.4.5 液泛 (23)

3.5 塔板负荷性能图 (23)

3.5.1漏夜线 (23)

3.5.2 液泛夹带线 (24)

3.5.3 液相负荷下限线 (25)

3.5.4 液相负荷上限线 (25)

3.5.5 液泛线 (26)

3.6 各接管尺寸的确定 (29)

3.6.1 进料管 (29)

3.6.2 釜残液出料管 (29)

3.6.3 回流液管 (30)

3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30)

四．符号说明 (30)

五．总结和设计评述 (31)

板式精馏塔设计任务书

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） 5万吨／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 0.2MPa

3、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。

5、辅助设备选型与计算

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

一．概述

1.1 精馏塔简介

精馏塔是一圆形筒体，塔内装有多层塔板或填料，塔中部适宜位置设有进料板。两相在塔板上相互接触时，液相被加热，液相中易挥发组分向气相中转移；气相被部分冷凝，气相中难挥发组分向液相中转移，从而使混合物中的组分得到高程度的分离。

简单精馏中，只有一股进料，进料位置将塔分为精馏段和提馏段，而在塔顶和塔底分别引出一股产品。精馏塔内，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高。

1.2 苯-甲苯混合物简介

化工生产中所处理的原料，中间产物，粗产品几乎都是由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几乎纯态的物质. 芳香族化合物是化工生产中的重要的原材料，而苯和甲苯是各有其重要作用。苯是化工工业和医药工业的重要基本原料，可用来制备染料，树脂，农药，合成药物，合成橡胶，合成纤维和洗涤剂等等；甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂，而且可以合成异氰酸酯，甲酚等化工产品，同时也可以用来制造三硝基甲苯，苯甲酸，对苯二甲酸，防腐剂，染料，泡沫塑料，合成纤维等。

1.3 设计依据

本设计依据《化工原理课程设计》的设计实例，对所提出的题目进行分析并做出理论计算。

1.4 技术来源

目前，精馏塔的设计方法以严格的计算为主，也有一些简化的模型，但是严格的计算对于连续精馏塔时最常采用的。

1.5 设计任务和要求

原料：苯～甲苯溶液，年产量时5万吨，

苯含量：50%（质量分数），原料液的温度：泡点温度

设计要求：塔顶产品组成99%（质量分数），塔底产品组成2%（质量分数）二．设计方案选择

2.1 塔形的选择

根据生产任务，若按年工作日300天，每天工作24小时，产品的流量是5555.56kg/h，因为苯～甲苯物系的黏度较小，流量较大，所以选用筛板塔，筛板塔结构简单，造价低，气体压降低，生产能力大。

2.2 操作条件的选择

2．2.1 操作压力

由于苯～甲苯物系对温度的依赖性不强，常压下是液态，为降低塔的操作费用，操作压力选为常压。

其中塔顶的压力为101.33kpa。

塔底的压力为101.33+N×0.7kpa

2.2.2 进料状态

蒸馏虽有五种进料状态，但是饱和进料是进料温度不受季节，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，饱和液体进料时的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，都比较容易，所以本次设计中采取饱和液体进料，将原料液通过预热液加热到泡点后送入到精馏塔。

2.2.3 加热方式的选择

塔顶上升蒸汽采用全凝气冷凝，冷凝液在泡点的下一部分回流至塔内，塔釜采用间接加热，保证塔内足够的热量供应，塔底的产品冷却后送至储罐。

所以，设计方案确定：对于苯～甲苯二元混合物的分离，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到泡点后送入精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝气冷凝，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送至储罐。该物系属于易分离物系，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备。

三．计算过程

3.1 相关工艺的计算

3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率

苯的摩尔质量 A M = 78.11 kg/kmol 甲苯的摩尔质量 B M = 92.13 kg/kmol F x =13

.92/5.011.78/5.011

.78/5.0+=0.541 (公式3.1-1)

D x =13

.92/01.011.78/99.011

.78/99.0+=0.992

w x =

13

.92/98.011.78/02.011

.78/02.0+=0.024

原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

F M =0.541?78.11+（1-0.541）?92.13=84.55 kg/kmol (公式3.1-2) D M =0.992?78.11+ (1-0.992)?92.13=78.22 kg/kmol

W M =0.024?78.11+(1-0.024)?92.13=91.79 kg/kmol

由此可查得原料夜，塔顶和塔底混合物的沸点，以上计算结果见表3-1

表3－1

3.1.2 物料衡算

已年工作日为300天，每天工作24小时计，进料为：

原物料处理量： F=55

.847200

/1057?=82.13 kmol/h (公式3.1-3)

总物料衡算： 82.13=D+W (公式3.1-4) 苯的物料衡算： 82.13?0.541=D ?0.992+W ?0.024 联立解得： D=43.86 kmol/h W=38.27 kmol/h

3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定

由手册查得苯——甲苯物系的汽液平衡资料，绘出x —y 图（《化工原理》第三

版，王志魁）

苯—甲苯系在总压101.3kpa 下的t-x(y)关系

表3-2

Xq=0.541 代入图中方程得 yq=0.760

(公式3.1-5)

取操纵回流比是：

R=2Rmin=2×1.06≈2

3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程

L =RD=2?43.86=87.72 kmol/h V =(R+1)D=3?43.86=131.58 kmol/h L '=L+F=87.72+82.13=169.85 kmol/h V '=V =131.58 kmol/h 精馏段操作线方程为 y=

V L x+V

D

D x ==0.667x+0.331 (公式3.1-6) 提馏段操作线方程为:

06.1541

.0760.0760

.0992.0min

=--=--=q q q

D x y y x R

y '=

V L '

'

x '-W x V W '=1.291x '-0.007 3.1.5逐板法求理论塔板数

相对挥发度的求解：

C t 08.80=时

查得：015.28

.8079.220033

.121103055.6lg =+-

=θ

A

p (公式3.1-8)

kpa P A 53.103=θ

601.18

.80482.2198

.134407954.6lg =+-

=θ

B p

kpa P B 91.39=θ

594.2/0

01==?B A P P

同理得C t 03.108=时，kpa P A 51.225=θ k p a

P B 801.94=θ

3787.22=?∴， 484.22.1=??=?∴

相平衡方程 y=

X

X

)1(1-?+?

由y 1=x D =0.992代入上式得 x 1=0.980

同理算出

y 2=0.984 x 2=0.960 y 3=0.971 x 3=0.930 y 4=0.951 x 4=0.886 y 5=0.922 x 5=0.826 y 6=0.882 x 6=0.750 y 7=0.831 x 7=0.664

y 8=0.773 x 8=0.578

y 9=0.716 x 9=0.503

691.0007.0541.0291.110=-?=y

473.0484

.169.0484.2691

.010=?-=

x

y 11=0.603 x 11=0.379

y 12=0.484 x 12=0.272

y 13=0.344 x 13=0.174

y 14=0.217 x 14=0.100

y 15=0.114 x 15=0.049

y 16=0.056 x 16=0.023

总理论板数为N T =16，第9块为进料板。

3.1.6 全塔效率的估算

常压下苯和甲苯的气液平衡数据

全塔的平均温度：

0(80.894108.3)/394.37m t C =++= 在m t 温度下查得：

s Pa m A ..265.0=μ s m P a B ·322.0=μ

i i L x μμ∑= (公式3.1-7)

查表可得X F =0.541 进料板温度t F =90.11oC

X D =0.992 塔顶温度t D =80.21oC X W =0.024 塔底温度tw=110.56oC

全塔的平均温度：

C m t ?=++=6.933/)56.11011.9021.80(

在m t 温度下查得：

s Pa m A ..265.0=μ s m P a B ·322.0=μ

i i L x μμ∑= (公式3.1-7)

s Pa m Lf ..291.0322.0)541.01(265.0541.0=?-+?=μ

同理可得：

s Pa m LD ..265.0322.0)992.01(256.0992.0=?-+?=μ

s Pa m L w ..321.0=μ

塔液全体的平均黏度：

292

.03/)321.0265.0291.0(=++=Lm

μ

全塔效率%0.53)292.0484.2(1

49.0)(49.0245

.0245.0=??

==-L T a E μ (公

式3.1-9)

3.1.7 实际板数的求取

全塔效率 T E =53.0%

精馏段实际板层数 精N =(9-1)/0.53≈16 提馏段实际板层数 提N =(16-9)/0.53≈14

3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 3.2.1 精馏塔的物性计算

3.2.1.1精馏段

操作压力计算

塔顶操作压力 D P =101.3 kpa 每层塔板压降 P ?=0.7 kpa

进料板压力 F P =101.3+0.7?16=112.5 kpa 精流段平均压力 m P =（101.3+112.5）/2=106.9 kpa 操作温度计算

平均温度 t m = （80.21+90.11）/2=85.16 0C 平均摩尔质量计算

854.02716

.0992.0291=+=+=y y y 742.02

503

.0980.0291=+=+=

x x X 精馏段平均摩尔质量为：

16.8013.92)854.01(11.78854.0)1(=?-+?=?-+?=B A Vm M y M y M kg/kmol

73.8113.92)742.01(11.78742.0)1(=?-+?=?-+?=B A Lm M x M x M kg/kmol 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得， 3/92.2)

15.27321.80(314.816

.809.106m kg RT M P m Vm m Vm =+??==

ρ kg/3m (公式3.2-1)

② 液相平均密度计算：

液相平均密度依下式计算，即

i

i

Lm

a

ρρ∑=

1

(公式3.2-2)

塔顶液相平均密度的计算：

由C t D 021.80=，查图（《化工原理》书）得，

3/73.815m kg A =ρ，3/18.810m kg B =ρ

3/45.806)

18.810/02.0()73.815/99,0(1

m kg M LD =+=

ρ

进料板液相的平均密度的计算： t F = 90.11 0C

查图得（《化工原理》 王志魁）

3

3/98.799/96.802m

kg m kg B A ==ρρ

3/00.80098

.799/)541.01()96.802/541.0(1

m kg M LF =-+=

ρ

精馏段液相平均密度为：

3/23.8032/)80045.806(m kg Lm =+=ρ 精馏段的气液相体积率： s m M V V Vm Vm S /003.192

.2360058

.13116.80.3600.3=??==

ρ

s m M L L Lm Lm S /0024.023

.803360073

.8172.87.3600..3=??==

ρ

表3－3 精馏段的气液相负荷

3.2.1.2 提馏段

同理计算提馏段数据

表3-4 提馏段的汽液相负荷

3.2.2 塔径的计算

取板间距m H T 45.0=，板上液层高度m h L 06.0=，则 m h H L T 39.006.045.0=-=- (公式3.2-3) 功能参数：

0396..0)92

.223.803(3600003.136000024.0)(2

/12/1=???=V L h h V L ρρ 20C 由史密斯关联图可查得，

查史密斯关联图得，074.020=C ，C=2.020)20

(

L

C σ， (公式3.2-4)

需先求表面张力

液体平均表面张力计算

精馏段

液相平均表面张力依下式计算，即i i Lm x σσ∑= (公式3.2-5) 塔顶液相平均表面张力的计算：

由C t D 021.80=，查手册（《化学方程手册》第一卷）得， m mN A /2.21=σ，

m mN B /67.21=σ

B D A D L D m x x σσσ·)1·-+=（=0.992 ?21.2+（1-0.992）

?21.67=21.2m mN /

进料板液相平均表面张力的计算：

由C t F 011.90=，查手册得， m mN A /97.19=σ， m mN B /59.20=σ

m

mN x x B F A F LFm /25.2059.20541.0197.19541.0·)1·=?-+?=-+=）（（σσσ塔底液相平均表面张力

由t W 110.56℃,查手册得，m mN A /42.17=σ，m mN B /34.18=σ

m

mN wm

L /32.1834.18)024.01(024.042.17=?-+?=σ

精馏段液相平均表面张力为：

m mN LFm LD m Lm /73.202/)25.202.21(2/)(=+=+=σσσ 0727.0)20

32.18(

074.0)20

(

2

.02.020=?==L

C C σ 由 V

V

L C

ρρρμ-=max ， (公式3.2-6) 式得 s m /203.192

.292

.223.8030727.0max =-?=μ

取安全系数为0.7，则空塔气速为

s m /842.0203.17.07.0max =?==μμs m / (公式3.2-7)

m V D S

232.1842

.014.3003

.144=??=

=πμ

提馏段

功能参数：

0711

.0)28

.363.790(3600589.036000027.0)(2

/12/1=???=V L h h V L ρρ 20C 由史密斯关联图可查得，

查史密斯关联图得，068.020=C ，C=2.020)20

(

L

C σ， (公式3.2-4) 需

先求表面张力。 提馏段液相平均表面张力为

m mN W m

F m

L L Lm /28.192/)32.1825.20(2/)('=+=+=σσσ

0675.0)20

28.19(068.0)20(

2

.02.020=?==L

C C σ s

m /046.128

.328

.363.7900675

.0max '

=-=μ

取安全系数为0.7，则 m V D S

0124.1732

.014.3589

.044=??=

=

πμ

根据塔径选择规定，对于相差不大的二塔径取较大的。则塔径D=1.3m. 塔截面积为：

222327.1)3.1(4

4

m D A T =?=

=

π

π

实际空塔气速为：

s m A V T S /756.0327

.1003

.1===

μ 3.2.3 精馏塔高度的计算

精馏段可以由下式计算：

B D P p F F T F H H H n H n H n n n Z p ++++--=)( (公式3.2 -8) 已知实际塔板数为n=30块，H T =0.45m, 由于料液较清洁，无需经常清洗，可每隔6块设一个人孔，则人孔的数目:

n p =30/6-1= 4

(公式3.2-9)

取人孔的高度H p =0.8m ，塔顶空间H D =1.0m ，塔底空间H B =2.0m ，进料板的高度

H F =0.6m 则，全塔高度：

m Z 210.20.18.046.01645.0)16430(=++?+?+?--=

3.3 塔板结构尺寸的计算 3.3.1 溢流装置计算

因塔径D=1.3m ，由溢流类型与液体负荷及塔径的经验关系，因此可采用单溢流弓形降液管，采用凹型受液盘。计算如下：

3.3.1.1堰长W l

m D l w 845.03.165.065.0=?== (公式3.3-1)

3.3.1.2溢流堰高度W h

由 ow L w h h h -=

(公式3.3-2)

选用平直堰，堰上液层高度ow h 可由弗兰西斯公式计算，即 3

/2)(100084.2w

h ow l L E h =

(公式3.3-3) 近似取E=1，则

m h ow 0139.0)78

.036000024.0(1100084.23

/2=???=

取板上清夜层高度m h L 06.0= 故

m h w 0461.00139.006.0=-=

3.3.1.3 弓形降液管宽度d W 和截面积f A

由 65.03.1845.0==D l w 5，查图，得， 0733.0=T f A A ，136.0=D W d 故

20973.0327.10733.0m A f =?=

21768.03.1136.0m W d =?=

由式 33600≥=h

T

f L H A θ～5验算液体在降液管中停留时间，即

52.183600

0024.045

.00972.03600>=???=

θ s (公式3.3-4)

故降液管设计合理。

3.3.1.4降液管底隙高度0h

'

=

03600u l L h w h (公式3.3-5)

取液体通过降液管底隙的流速s m u /1.00='

，则

0284.01

.0845.0360036000024.00=???=h

m h h w 006.00177.00284.0046.00>=-=-

故降液管高度设计合理。 受液盘

选用凹形受液盘，不设进堰口，深度mm h w 60='

。

3.3.2塔板布置

3.3.2.1 塔板的分块

因D ≥1200mm ，故塔板采用分块式。查表可知 （《化工原理课

程设计》，贾绍义P109），塔板分为4块。 3.3.2.2 边缘区宽度确定

由于小塔边缘区宽度取30~50mm ，所以取m W c 04.0=安定区宽

度。

由于D=1.3m<1.5m,故mm W S 75~60=取m W S 06.0= 3.3．2.3 开孔区面积计算

开孔区面积a A 按公式计算，即 )s i n

180

(21

2

2

2

r

x

r x

r

x A a -+

-=π (公式3.3-6) 其中 m W D r c 61.004.02

3.12=-=-=

(公式3.3-7) 414.0)06.01768.0(2/3.1)(2/=+-=+-=s d W W D x

212

2

2721.0))61

.0414

.0(

sin 180

)61.0()414.0()61.0(414.0(2m A a =?+

-??=-π 3.3.2.4 筛孔计算和排列

苯和甲苯物系是无腐蚀性，可选用3=σ㎜的碳钢板

取筛孔直径d 0 =5㎜

筛孔按三角形排列，取中心距t 为：

mm t 1553=?=

筛孔数目为n:

3711721.015101158101158n 2

3

23=??=?=αA t 个 开孔率

1.10)5

15/(907.0)/t 907.0/22

00====Φd A A （α% (公式3.3-8)

每层板上的开孔面积A 0 =ΦαA =10.1% ×0.721=0.073 气孔通过阀孔的气速为： 74.13073

.0003.100===

A V u s m/s

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

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

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

化工原理课程设计 苯-甲苯精馏塔设计

化工原理课程设计------------苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计 专业年级： 08级化学工程与工艺姓名：孙可（0804040118）指导老师：陈明燕 2011年7 月

目录 一序言 (3) 二板式精馏塔设计任务书五 (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 (7) 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 (16) 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 (20) 1.7 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) 六参考书目 (35) 七设计心得体会 (35) 八附录 (37)

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-甲苯板式精馏塔的课程设计

目录 板式精馏塔设计任务书 (3) 设计题目： (3) 二、设计任务及操作条件 (3) 三、设计内容： (3) 一．概述 (5) 1.1 精馏塔简介 (5) 1.2 苯-甲苯混合物简介 (5) 1.3 设计依据 (5) 1.4 技术来源 (6) 1.5 设计任务和要求 (6) 二．设计方案选择 (6) 2.1 塔形的选择 (6) 2.2 操作条件的选择 (6) 2．2.1 操作压力 (6) 2.2.2 进料状态 (6) 2.2.3 加热方式的选择 (7) 三．计算过程 (7) 3.1 相关工艺的计算 (7) 3.1.1 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 (7) 3.1.2 物料衡算 (8) 3.1.3 最小回流比及操作回流比的确定 (8) 3.1.4精馏塔的气、液相负荷和操作线方程 (9) 3.1.5逐板法求理论塔板数 (10) 3.1.6 全塔效率的估算 (11) 3.1.7 实际板数的求取 (13) 3.2 精馏塔的主题尺寸的计算 (13) 3.2.1 精馏塔的物性计算 (13) 3.2.2 塔径的计算 (15) 3.2.3 精馏塔高度的计算 (17) 3.3 塔板结构尺寸的计算 (18) 3.3.1 溢流装置计算 (18) 3.3.2塔板布置 (19) 3.4 筛板的流体力学验算 (21) 3.4.1 塔板压降 (21)

3.4.2液面落差 (22) 3.4.3液沫夹带 (22) 3.4.4漏液 (22) 3.4.5 液泛 (23) 3.5 塔板负荷性能图 (23) 3.5.1漏夜线 (23) 3.5.2 液泛夹带线 (24) 3.5.3 液相负荷下限线 (25) 3.5.4 液相负荷上限线 (25) 3.5.5 液泛线 (26) 3.6 各接管尺寸的确定 (29) 3.6.1 进料管 (29) 3.6.2 釜残液出料管 (29) 3.6.3 回流液管 (30) 3.6.4塔顶上升蒸汽管 (30) 四．符号说明 (30) 五．总结和设计评述 (31)

化工原理课程设计 苯-甲苯浮阀精馏塔共19页

3．课程设计报告内容 3.1 流程示意图 冷凝器→塔顶产品冷却器→苯的储罐→苯 ↑↓回流 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓ 再沸器← → 塔底产品冷却器→甲苯的储罐→甲苯 3.2 流程和方案的说明及论证 3.2.1 流程的说明 首先，苯和甲苯的原料混合物进入原料罐，在里面停留一定的时间之后，通过泵进入原料预热器，在原料预热器中加热到泡点温度，然后，原料从进料口进入到精馏塔中。因为被加热到泡点，混合物中既有气相混合物，又有液相混合物，这时候原料混合物就分开了，气相混合物在精馏塔中上升，而液相混合物在精馏塔中下降。气相混合物上升到塔顶上方的冷凝器中，这些气相混合物被降温到泡点，其中的液态部分进入到塔顶产品冷却器中，停留一定的时间然后进入苯的储罐，而其中的气态部分重新回到精馏塔中，这个过程就叫做回流。液相混合物就从塔底一部分进入到塔底产品冷却器中，一部分进入再沸器，在再沸器中被加热到泡点温度重新回到精馏塔。塔里的混合物不断重复前面所说的过程，而进料口不断有新鲜原料的加入。最终，完成苯与甲苯的分离。 3.2.2 方案的说明和论证

本方案主要是采用浮阀塔。 精馏设备所用的设备及其相互联系，总称为精馏装置，其核心为精馏塔。常用的精馏塔有板式塔和填料塔两类，通称塔设备，和其他传质过程一样，精馏塔对塔设备的要求大致如下： 一：生产能力大：即单位塔截面大的气液相流率，不会产生液泛等不正常流 动。 二：效率高：气液两相在塔内保持充分的密切接触，具有较高的塔板效率或传质效率。 三：流体阻力小：流体通过塔设备时阻力降小，可以节省动力费用，在减压操作是时，易于达到所要求的真空度。 四：有一定的操作弹性：当气液相流率有一定波动时，两相均能维持正常的流动，而且不会使效率发生较大的变化。 五：结构简单，造价低，安装检修方便。 六：能满足某些工艺的特性：腐蚀性，热敏性，起泡性等。而浮阀塔的优点正是： 而浮阀塔的优点正是： 1．生产能力大，由于塔板上浮阀安排比较紧凑，其开孔面积大于泡罩塔板，生产能力比泡罩塔板大 20%～40%，与筛板塔接近。 2．操作弹性大，由于阀片可以自由升降以适应气量的变化，因此维持正常操作而允许的负荷波动范围比筛板塔，泡罩塔都大。

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)

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

苯与甲苯精馏塔课程设计

《化工原理课程设计》报告 年处理5.4万吨苯-甲苯精馏装置设计 学院：化学化工学院 班级：应用化学101班 姓名：董煌杰 学号：10114308（14） 指导教师：陈建辉 完成日期：2013年1月17日

序言 化工原理课程设计是化学工程与工艺类相关专业学生学习化工原理课程必 修的三大环节之一，起着培养学生运用综合基础知识解决工程问题和独立工作能力的重要作用。 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。

目录 一、化工原理课程设计任书 (1) 二、设计计算 (3) 1）设计方案的选定及基础数据的搜集 (3) 2) 精馏塔的物料衡算 (7) 3) 塔板数的确定 (9) 4) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (15) 5) 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (21) 6) 塔板主要工艺尺寸的计算 (23) 7) 塔板负荷性能图 (27) 三、个人总结 (36) 四、参考书目 (37)

化工原理课程设计-苯-甲苯精馏塔设计

资料 前言 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的，精馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。前者的代表是板式塔，后者的代表则为填料塔。 筛板塔和泡罩塔相比较具有下列特点：生产能力大于%，板效率提高产量15%左右；而压降可降低30%左右；另外筛板塔结构简单，消耗金属少，塔板的造价可减少40%左右；安装容易，也便于清理检修。本次课程设计为年处理含苯质量分数36%的苯-甲苯混合液4万吨的筛板精馏塔设计，塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。它可使气(或汽)液或液液两相之间进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。 在设计过程中应考虑到设计的精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求，另外还要有一定的潜力。节省能源，综合利用余热。经济合理，冷却水进出口温度的高低，一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响，因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 |

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目录 第一章绪论 (1) 精馏条件的确定 (1) 精馏的加热方式 (1) 精馏的进料状态 (1) 精馏的操作压力 (1) 确定设计方案 (1) 工艺和操作的要求 (2) 满足经济上的要求 (2) 保证安全生产 (2) 第二章设计计算 (3) 设计方案的确定 (3) 精馏塔的物料衡算 (3) 原料液进料量、塔顶、塔底摩尔分率 (3) 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (3) 物料衡算 (3) 塔板计算 (4) 理论板数NT的求取 (4) 全塔效率的计算 (6) 求实际板数 (7) 有效塔高的计算 (7) 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (8) 操作压力的计算 (8) 操作温度的计算 (8) 平均摩尔质量的计算 (8) 平均密度的计算 (10) 液体平均表面张力的计算 (11) 液体平均黏度的计算 (12) 气液负荷计算 (13)

苯-甲苯连续精馏浮阀塔课程设计

设计任务书 设计题目： 苯－甲苯连续精馏浮阀塔设计 设计条件： 常压： 1p atm = 处理量： 100Kmol h 进料组成： 0.45f x = 馏出液组成： 98.0=d x 釜液组成： 02.0=w x （以上均为摩尔分率） 塔顶全凝器： 泡点回流 回流比： min (1.1 2.0)R R =- 加料状态： 0.96q = 单板压降： 0.7a kp ≤ 设 计 要 求 ： (1) 完成该精馏塔的工艺设计（包括物料衡算、热量衡算、筛板塔的设计算）。 (2) 画出带控制点的工艺流程图、塔板负荷性能图、精馏塔工艺条件图。 (3) 写出该精馏塔的设计说明书，包括设计结果汇总和设计评价。

目录 摘要 ........................................................................................................................................................................... I 绪论 (1) 设计方案的选择和论证 (3) 第一章塔板的工艺计算 (5) 1.1基础物性数据 (5) 1.2精馏塔全塔物料衡算 (5) 1.2.1已知条件 (5) 1.2.2物料衡算 (5) 1.2.3平衡线方程的确定 (6) 1.2.4求精馏塔的气液相负荷 (7) 1.2.5操作线方程 (7) 1.2.6用逐板法算理论板数 (7) 1.2.7实际板数的求取 (8) 1.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (9) 1.3.1进料温度的计算 (9) 1.3.2操作压力的计算 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 1.3.3平均摩尔质量的计算 (9) 1.3.4平均密度计算 (10) 1.3.5液体平均表面张力计算 (11) 1.3.6液体平均粘度计算 (12) 1.4 精馏塔工艺尺寸的计算 (12) 1.4.1塔径的计算 (12) 1.4.2精馏塔有效高度的计算 (14) 1.5 塔板主要工艺尺寸的计算 (14) 1.5.1溢流装置计算 (14) 1.6浮阀数目、浮阀排列及塔板布置 (15) 1.7塔板流体力学验算 (16) 1.7.1计算气相通过浮阀塔板的静压头降h f (16) 1.7.2计算降液管中清夜层高度Hd (17) 1.7.3计算雾沫夹带量e V (18) 1.8塔板负荷性能图 (19) 1.8.1雾沫夹带线 (19) 1.8.2液泛线 (19) 1.8.3 液相负荷上限线 (21) 1.8.4漏液线 (21) 1.8.5液相负荷下限线 (21) 1.9小结 (22) 第二章热量衡算 (23) 2.1相关介质的选择 (23) 2.1.1加热介质的选择 (23) 2.1.2冷凝剂 (23) 2.2热量衡算 (23) 第三章辅助设备 (28)

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)

苯-甲苯精馏塔设计

西北师范大学 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 学生姓名: 卢东升 学号: 201173020228 2014年1月3日

前言 课程设计是化工原理课程的一个重要的实践教学内容，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内，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，气液两相在塔内实现多次接触，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，在此表示深切的谢意。 作者 2013年12月

苯-甲苯筛板式精馏塔设计终结版

化工原理 课程设计说明书 筛板式精馏塔设计 姓名高江超 班级化工102 学号2010012075

指导老师朱宪荣 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) ⑴堰长W l (9) ⑵溢流堰高度W h (9) 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)

苯-甲苯精馏塔课程设计

* 化工原课程设计* 换热器工艺初步设计 学生：学号： 专业：班级： 成绩： 指导教师： 设计时间：年月日至年月日 环境与生命科学系

目录 绪论 (3) 塔板的工艺设计 (4) 一、精馏塔全物料衡算 (4) 二、常压下苯-甲苯气液平衡组成（摩尔）与温度关系 (4) 三、理论塔板的计算 (8) 四、塔径的初步计算 (9) 五、溢流装置 (11) 六、塔板分布、浮阀数目与排列 (12) 塔板的流体力学计算 (14) 一、气相通过浮阀塔板的压降 (14) 二、淹塔 (14) 三、雾沫夹带 (15) 四、塔板负荷性能图 (16) 塔附件设计 (19) 一、接管 (19) 二、简体与封头 (20) 三、除沫器 (20) 四、裙座 (21) 五、手孔 (21) 塔总体高度的设计 (21) 一、塔顶部空间高度 (21) 二、塔的底部空间高度 (21) 三、塔总体高度 (21) 附属设备设计 (21)

绪论 1、工艺流程简介 连续精馏装置主要包括精馏塔，蒸馏釜（或再沸器），冷凝器，冷却器，原料预热器及贮槽等． 原料液经原料预热器加热至规定温度后，由塔中部加入塔．蒸馏釜（或再沸器）的溶液受热后部分汽化，产生的蒸汽自塔底经过各层塔上升，与板上回流液接触进行传质，从而使上升蒸汽中易挥发组分的含量逐渐提高，至塔顶引出后进入冷凝器中冷凝成液体，冷凝的液体一部分作为塔顶产品，另一部分由塔顶引入塔作为回流液，蒸馏釜中排出的液体为塔底的产品． 2、主要设备的型式 塔的类型选择板式塔，板式塔的主要构件有塔体，塔板及气液进、出口等塔板的选择。 塔板选择浮阀塔板。浮阀塔板结构简单，即在塔板上开若干个孔，在每个孔的上方装上可以上下浮动的阀片，操作时，浮阀可随上升气量的变化自动调节开度，当气量较小时，阀片的开度亦较小，从而可使气体能以足够的气速通过环隙，避免过多的漏液，当气量较大时，阀片浮起，开度增大，使气速不致过高。浮阀塔板的优点是生产能力大，操作弹性大，气液接触状态良好，塔板结构简单，安装容易，压强小，塔板效率高，液面梯度小，使用周期长等。 3、操作压力的确定 采用操作压力为常压，即P＝4 kPa (表压)。 4、进料状态与塔板数，塔径，回流量及塔的热量负荷都有密切的关系. 蒸汽加热，其优点是可以利用压力较低的蒸汽加热，在釜只须安装鼓泡管，不须安置宠大的传热面。这样在设计费用上可节省许多。5、加热方式的确定 6、热能的利用 蒸馏过程的特征是重复地进行汽化和冷凝，因此，热效率很低，所以塔顶蒸汽和塔底残液放出的热量利用要合理，这些热量的利用，要考虑这些热量的特点，此外，通过蒸馏系统的合理设置，也可以节能。

苯-甲苯精馏塔顶冷凝器设计

目录 一、苯-甲苯板式精馏塔的工艺设计任务书———————————————2 （一）设计题目———————————————————————————2 （二）操作条件———————————————————————————2 （三）设计容———————————————————————————2 二、苯-甲苯板式精馏塔的工艺计算书（精馏段部分）—————————— 3 （一）设计方案的确定及工艺流程的说明————————————————4 （二）全塔的物料衡算————————————————————————4 （三）塔板数的确定—————————————————————————4 （四）塔的精馏段操作工艺条件及相关物性数据的计算——————————6 （五）精馏段的汽液负荷计算—————————————————————7 三、苯立式管壳式冷凝器的设计（标准系列）——————————————8 四、苯立式管壳式冷凝器的设计—工艺计算书（标准系列）————————8 （一）确定流体流动空间———————————————————————9 （二）计算流体的定性温度，确定流体的物性数据————————————9 （三）计算热负荷——————————————————————————10 （四）计算有效平均温度差——————————————————————11 （五）选取经验传热系数K值—————————————————————12 （六）估算换热面积—————————————————————————12 （七）初选换热器规格————————————————————————13 （八）核算总传热系数K0———————————————————————13