年处理量18万吨苯—甲苯混合液的连续精馏塔的设计

苯-甲苯连续板式精馏塔的设计方案1.1精馏塔精馏塔是一圆形筒体，塔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，气、液两相的温度和压力自上而下逐渐增加，塔顶最低，塔底最高本设计为筛板塔，筛板的突出优点是结构简单、造价低、塔板阻力小且效率高。

但易漏液，易堵塞。

然而经长期研究发现其尚能满足生产要求，目前应用较为广泛。

1.2再沸器作用：用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，使塔气液两相间的接触传质得以进行。

本设计采用立式热虹吸式再沸器，它是一垂直放置的管壳式换热器。

液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化，由在壳程的载热体供热。

立式热虹吸特点：▲循环推动力：釜液和换热器传热管气液混合物的密度差。

▲结构紧凑、占地面积小、传热系数高。

▲壳程不能机械清洗，不适宜高粘度、或脏的传热介质。

▲塔釜提供气液分离空间和缓冲区。

1.3冷凝器以将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔气液两相间的接触传质得以进行，最常用的冷凝器是管壳式换热器。

1.4精馏设计方案的制定及说明1.5基础数据的搜集表1 苯和甲苯的物理性质L表8常压下苯——甲苯的气液平衡数据2.工艺计算2.1生产要求:原料液组成：苯34.5%（wt%）。

产品中：苯含量98.5% 残夜中：苯含量1%2.2塔的物料衡算：料液及塔顶.塔底产品含苯摩尔分数:011.013.92/9911.111.781987.013.925.111.785.9811.785.98383.013.925.6511.785.3411.785.34=+==+==+=w D f x x x平均摩尔质量:Mf=0.383⨯78.11+(1-0.383)⨯92.13=86.767kg/mol Md=0.987⨯78.11+(1-0.987)⨯92.13=78.29kg/mol Mw=0.011⨯78.11+(1-0.011) ⨯92.13=91.98kg/mol 物料衡算:总物料衡算 : D+W=F易挥发组分物料衡算 : D ×Xd+W ×Xw=F ×XfF=33.3*1038.03386.767=kmol/h D=14.497kmol/h W=23.536kmol/h设计成泡点进料后: min 0.6080.9871.680.3830.608F D F F y x R x y --===-- (查得Xf=0.383时Yf=0.608)2.3理论板层数NT 的求取min R =1.68由逐板计算法借助EXCEL 算出各个回流比下理论塔板数：y=0.686x+0.310 1.5100.00561 y'=1.510x-0.00561 y=0.702x+0.294 1.484 0.00533 y'=1.484x-0.00533 y=0.716x+0.280 1.461 0.00507 y'=1.461x-0.00507 y=0.729x+0.267 1.440 0.00484 y'=1.440x-0.00484 y=0.759x+0.238 1.392 0.00431 y'=1.392x-0.00431 y=0.751x+0.245 1.403 0.00444 y'=1.403x-0.00444 y=0.761x+0.235 1.387 0.00426 y'=1.387x-0.00426 y=0.771x+0.2261.372 0.00410 y'=1.372x-0.00410相平衡方程为: 2.47 1.47nn ny x y =-R NTR NT*(R+1) 1.2Rmin 21 2.016 63.3360 1.3Rmin 21 2.184 66.8640 1.4Rmin 19 2.352 63.6880 1.5Rmin 18 2.520 63.3600 1.6Rmin 17 2.688 62.6960 1.7Rmin 16 3.142 66.2656 1.8Rmin 16 3.024 64.3840 1.9Rmin 16 3.192 67.0720 2.0Rmin 16 3.360 69.7600图1 最优回流比的选择由图可得最优回流比R=1.6Rmin=2.688 由图得NT ＝17（包括再沸器）。

化原课程设计--苯-甲苯连续精馏塔的设计广州大学化工原理课程设计书专业：化学工程与工艺班级： 10精工学生：许哲淳学号： 1005200014完成时间：2012年1月1日指导老师：尚小琴老师化工原理课程设计任务书班级10精工姓名许哲淳学号1005200014设计题目：苯-甲苯连续精馏塔的设计一、设计任务：试设计一连续浮阀精馏塔以分离苯-甲苯混合物。

具体工艺参数如下：1、原料处理量：年处理76000 吨苯-甲苯混合液体。

2、原料液中苯含量：27.5 %（质量）。

3、产品要求：馏出液中的苯含量为97 %（质量）。

釜液中的苯含量不高于 2 %（质量）。

设备的年运行时间平均为300天。

二、设计条件：1、加热方式：间接蒸汽加热，蒸汽压力为1.0~2.5kg/cm2。

2、操作压力：常压。

3、进料状况：泡点进料。

4、冷却水进口温度：25 ℃，出口温度自定。

5、塔板形式：浮阀塔板。

三、应完成的工作量：1、确定全套精馏装置的流程，绘制工艺流程示意图，标明所需的设备、管线及有关控制或观测所需的主要仪表与装置。

2、精馏塔的工艺设计，塔的结构尺寸设计。

3、辅助装置的设计和选型；估算冷却水用量和冷凝器的换热面积、水蒸气用量和再沸器换热面积；。

4、编写设计说明书一份。

5、绘制精馏塔的装配图一张（一号图纸）。

目录前言 (4)设计说明 (7)（一）设计方案的确定 (10)1.操作压力（加压、常压、减压） (10)2.进料方式（热状况） (10)3.加热方式（直接或间接） (10)4.热能利用 (11)5.灵敏板位置的确定 (11)6.精馏流程的确定 (11)7.设计思路 (13)（二）精馏塔的工艺设计计算及结构设计 (14)1.原始液：苯——甲苯的混合物 (14)2.塔的物料衡算 (14)3.塔板数的确定 (15)4.塔的工艺条件及物性数据计算 (20)5.气液负荷计算 (23)6.塔和塔板主要工艺尺寸计算 (24)7.塔板负荷性能图 (35)8.塔的附属设备计算 (39)9.塔总体构型 (43)前言精馏的基本原理是根据各液体在混合液中的挥发度不同，采用多次部分汽化和多次部分冷凝的原理来实现连续的高纯度分离。

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。

资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容摘要本设计为1.8万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯精馏工段工艺设计，工艺采用具有低活性、高选择性的氧化铁系列催化剂，参照鲁姆斯公司（Lummus）公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。

乙苯催化脱氢法是目前生产苯乙烯的主要方法，目前世界上大约90%的苯乙烯采用该方法生产。

它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱氢生成苯乙烯和氢气。

设计内容主要包括：工艺流程设计、工艺计算、设备设计等。

本设计主要是精馏工序的设计。

原料来自乙苯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的苯乙烯产品到成品库。

乙苯脱氢反应在绝热固定床反应器中进行，反应物送至精馏工序。

先经乙苯--苯乙烯分离出乙苯（含苯、甲苯）和粗苯乙烯（带重组分及焦油）。

乙苯馏分送苯—甲苯塔分成苯、甲苯馏分和回收乙苯，回收乙苯返回脱氢工序。

粗苯乙烯送精馏塔分成精馏苯乙烯和焦油。

关键词:苯乙烯精馏装置工艺设计AbstractThe design for the unnual production capacity of 1.8 Ethylbenzenne Dehydrogena-tion to Styrene process ,technology used with a law activity ,high selectivity of the iron oxide catalyst ,in the light of (Lummus) styrene production technology to ethylbenzene from Styrene production of hydrogen .Design elements include :process design ,process calculation ,equipment design .Designed for use mainly by the dehydrogenation reaction and distillation systems composed of two processes .Dehydrogenation of ethylbenzene in adiabatic fixed-bed reactor ,the reactant to the distillation process .Fist , by ethylbenzene –tower isolated ethylbenzene styrene(benzene,toluene) and the crude styrene (with the reorganization of sub-and tar ).Ethylbenzene benzene distillate delivery –Tap into toluene benzene ,toluene ethylbenzene distillate and recovery , the recovery process of ethylbenzene dehydrogenation to return .Send crude distillation column is divided into fine styrene and styrene tar .Keywords: ethylbenzene, dehydrogenation, Design element目录前言----------------------------------------------------------------------1一、绪论------------------------------------------------------------------21、原料的主要性质和用途------------------------------------------------22、苯乙烯的性质和用途--------------------------------------------------33、苯乙烯生产的各种比较------------------------------------------------34、本设计说明----------------------------------------------------------5二、生产工艺说明-----------------------------------------------------------81、原料、成品及半成品--------------------------------------------------82、主、副化学反应反应--------------------------------------------------83、生产步骤------------------------------------------------------------84、原理、化学组成及化学化学性质-----------------------------------------85、反应器设计依据-----------------------------------------------------116、主要工艺变量（参数）的选择与控制-------------------------------------117、流程叙述-----------------------------------------------------------12三、工艺计算及设备设计----------------------------------------------------16 （一）物料衡算------------------------------------------------------------161、粗苯乙烯塔---------------------------------------------------------162、精苯乙烯塔---------------------------------------------------------163、循环乙烯塔---------------------------------------------------------174、苯，甲苯塔----------------------------------------------------------17 （二）热量衡算------------------------------------------------------------181、粗苯乙烯塔---------------------------------------------------------182、循环乙苯塔---------------------------------------------------------193、精苯乙烯塔---------------------------------------------------------204、苯-甲苯塔----------------------------------------------------------21四、粗苯乙烯塔的一些物性参数----------------------------------------------221、塔的操作压力及温度-------------------------------------------------222、最小回流比R------------------------------------------------------23 min3、最小理论板数-------------------------------------------------------234、理论板数N的确定---------------------------------------------------24--------------------------------------245、全塔平均板效率及实际塔板数N实6、确定加料板的位置---------------------------------------------------24五、设备计算--------------------------------------------------------------25 （一）精馏段--------------------------------------------------------------251、操作气速-----------------------------------------------------------252、塔板的设计---------------------------------------------------------263、塔板适宜操作区的计算和分析-----------------------------------------28 （二）提馏段--------------------------------------------------------------311、操作气速-----------------------------------------------------------312、塔板的设计---------------------------------------------------------323、塔板适宜操作区的计算和分析-----------------------------------------34六、谢辞------------------------------------------------------------------37七、参考文献--------------------------------------------------------------38八、附图前言苯乙烯作为化工生产的基本原料，在国民经济中起到了越来越大的作用。

18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计苯乙烯是一种重要的有机化工产品，具有广泛的应用领域。

为了满足市场需求，设计了一种年产量为18万吨的苯乙烯精馏工段工艺。

工艺流程如下：1. 原料准备：苯乙烯产物进入本工段前需要经过预处理工段，去除杂质和不纯度，以提高苯乙烯的纯度。

2. 精馏塔：设计使用一台精馏塔进行主要分离操作。

塔内分为苯乙烯顶部的精馏区和底部的回流区。

塔底部的液体回流含有苯乙烯以及其他难以分离的组分，经过加热再进入塔顶部，形成气相上升。

3. 温度控制：控制塔顶和底部的温度，以实现分离和回流的效果。

一般来说，温度逐层递减，塔底温度较低，塔顶温度较高。

4. 物料流动：通过控制液位和流程，使得物料在塔内流动。

较重的组分会向下沉降，较轻的组分则向上升。

5. 冷凝操作：对于塔顶的气相流出液体进行冷凝，将其中所含的苯乙烯液体回流至底部，确保苯乙烯产物的纯度。

6. 产品回收：通过冷凝操作，将纯度较高的苯乙烯收集起来，作为最终的产品。

工艺设计应注意以下几点：1. 优化温度和压力控制，以达到最佳的分离效果和能源利用效率。

2. 选择适当的塔板间距、塔板孔径和填料类型，以提高精馏效果和减少能量消耗。

3. 设计冷凝器的规格和运行参数，使得其能够满足回流液的冷凝需求。

4. 考虑废气的处理和废热的回收利用，以减少对环境的影响和提高能源利用效率。

综上所述，18万吨年苯乙烯精馏工段工艺设计应该综合考虑分离效果、能源消耗、产品质量和环境影响等因素，以实现效益最大化和可持续发展。

苯乙烯是一种重要的有机化工产品，广泛应用于塑料、橡胶、纺织、涂料、电子等行业。

为满足市场需求，设计一种年产量为18万吨的苯乙烯精馏工段工艺，确保产品质量，并考虑能源消耗和环境保护。

首先，进行原料准备。

苯乙烯产物经过预处理工段，去除杂质和不纯度，提高苯乙烯的纯度。

在预处理过程中，常见的方法包括冷却、过滤、析出等。

通过这些处理步骤，可以降低原料中杂质的含量，提高苯乙烯的纯度。

目录第1章前言 (3)1.1设计题目 (3)1.2精馏及精馏流程 (3)1.3精馏的分类 (4)1.4精馏操作的特点 (4)1.5塔板的类型与选择 (5)1.6相关符号说明 (5)第2章精馏塔的精馏段的设计计算 (7)2.1设计方案的确定 (7)2.2精馏塔的物料衡算 (7)2.2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (7)2.2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (7)2.2.3物料衡算 (8)2.3塔板数的确定 (8)2.3.1理论板层数的确定 (8)2.3.2实际板层数求取 (10)2.4精馏塔的精馏段工艺条件及有关物性数据的计算 (11)2.4.1精馏段的操作压力 (11)2.4.2精馏段的操作温度 (11)2.4.3精馏段气、液混合物的平均摩尔质量 (11)2.4.4精馏段气、液相的平均密度 (12)2.4.5精馏段液相平均表面张力 (12)2.5精馏段的塔体工艺尺寸计算 (13)2.5.1精馏段塔径和实际空塔气速的确定 (13)2.5.2精馏段精馏塔有效高度的求取 (15)2.6精馏段塔板主要工艺尺寸的计算 (15)2.6.1精馏段溢流装置性能参数的确定 (15)2.6.2精馏段塔板布置及浮阀的数目与排列 (16)2.7精馏段塔板流体力学验算 (18)2.7.1精馏段气相通过浮阀塔板的压降 (18)2.7.2精馏段降液管中清夜层高度的确定 (19)2.8精馏段塔板负荷性能图 (20)2.8.1精馏段雾沫夹带线 (20)2.8.2精馏段液泛线 (21)2.8.3精馏段液相负荷上限线 (22)2.8.4精馏段漏液线 (22)2.8.5精馏段液相负荷下限线 (22)第3章浮阀塔板工艺设计结果一览表 (24)第4章设计过程的评述和讨论 (25)4.1回流比的选择 (25)4.2塔高和塔径 (25)4.3精馏塔的操作和调节 (25)第5章塔附件设计 (26)5.1附件的计算 (26)5.1.1接管 (26)5.1.2筒体与封头 (27)参考文献 (29)课程设计心得 (30)第1章前言1.1 设计题目苯－甲苯连续精馏塔的工艺设计（浮阀塔）1.2 精馏及精馏流程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。

目录1. 流程和工艺条件的确定和说明 (1)2. 操作条件和基础数据 (1)2.1. 操作条件 (1)2.2. 基础数据 (1)3. 精馏塔的物料衡算 (1)3.1. 原料液及塔顶、塔顶产品的摩尔分率 (2)3.2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 (2)3.3. 物料衡算 (2)4. 塔板数的确定 (3)4.1. 理论塔板层数N T的求取 (3)4.1.1. 绘t-x-y图和x-y图 (3)4.1.2.最小回流比及操作回流比的确定 (3)4.1.3.精馏塔气、液相负荷的确定 (4)4.1.4. 求操作线方程 (4)4.1.5. 图解法求理论板层数 (4)4.2. 实际塔板数的求取 ...................................... 错误!未定义书签。

5. 精馏塔的工艺条件及有关物性的计算............... 错误!未定义书签。

5.1. 操作压力计算 .............................................. 错误!未定义书签。

5.2. 操作温度计算 .............................................. 错误!未定义书签。

6.设计实验评论 (11)7.参考文献 (12)8.附图（工艺流程简图、主体设备设计条件图） (12)摘要精馏塔作为一种工业生产使用的塔设备，在化工、医药、食品等行业得到广泛应用。

根据精馏原理可知，精馏塔实现精馏操作，必须同时拥有塔底再沸器和塔顶冷凝器，有时还有配原料液、预热器、回流液泵等附属设备。

本次设计根据实际操作条件，设计苯-甲苯连续精馏塔，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，需设计一个筛板式塔将其分离。

综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为11。

塔顶使用全凝器，部分回流。

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。

第二章设计任务书一、设计题目苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。

二、设计任务(1)原料液中苯含量：质量分率：w F＝35%(质量)，其余为甲苯。

(2)塔顶产品中苯含量：w D=95％。

(3)釜底苯含量：w D=8.5％。

(4)生产能力：20000t/a，年工作日300天。

三、操作条件(1)精馏塔顶压强：101.13kPa(常压) (2)进料热状态：泡点进料(3)回流比：R=1.3Rmin (4)单板压降压：0.7kPa四、设计内容及要求(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设计塔高、塔径以及塔板结构尺寸的确定；塔板的流体力学验算；塔板的负荷性能图。

(4)编制设计结果概要或设计一览表(5)辅助设备选型与计算(6)绘制塔设备结构图：采用绘图纸徒手绘制五、参考书目[1]王志奎、刘丽英、刘伟化工原理(第四版)下册•北京：化学工业出版社，2012.7[2]化工原理课程设计书第三章设计内容3.1 设计方案的确定及工艺流程的说明本设计任务为分离苯-甲苯混合物。

苯-甲苯连续精馏塔设计苯-甲苯连续精馏塔设计是一种涉及到化学工程、分离科学和工艺设计的复杂过程。

在设计这种精馏塔时，需要考虑到许多因素，包括原料的特性、产品的纯度、工艺流程的复杂性以及设备投资和运营成本等。

以下是设计苯-甲苯连续精馏塔的基本步骤：1.确定设计目标：首先，我们需要明确设计目标，例如，要得到高纯度的苯和甲苯产品。

2.收集原料和产品数据：我们需要收集关于苯和甲苯原料和产品的物理性质数据，包括沸点、相对挥发度、比热容、密度等。

3.确定理论板数：理论板数是精馏塔中的一种重要参数，可以根据原料和产品的沸点差来确定。

4.选择合适的塔盘：塔盘是精馏塔中的关键部件，其设计会影响到精馏效果和能耗。

在选择塔盘时，我们需要考虑到原料和产品的特性、流量和压力等参数。

5.确定进料位置：进料位置会影响到精馏效果和产品的质量，因此需要仔细选择。

在选择进料位置时，我们需要考虑到原料的特性和产品的质量要求。

6.确定回流比：回流比是影响精馏效果的重要参数，需要根据产品的纯度和能耗等因素来确定。

7.确定再沸器和冷凝器的热负荷：再沸器和冷凝器的热负荷是影响精馏效果和能耗的重要因素，需要根据产品的纯度和流量等因素来确定。

8.校核设备能力：在确定了各个参数之后，我们需要校核设备的能力，以确保它们能够满足工艺要求。

9.设计控制系统：最后，我们需要设计控制系统，以确保精馏过程能够稳定、高效地进行。

在具体设计时，还需要考虑到其他因素，例如设备投资和运营成本、操作便利性等。

同时，还需要进行模拟计算和优化，以得到最佳的设计方案。

此外，还需要注意遵守相关的环保和安全标准，以确保设计的安全性和可持续性。

总之，苯-甲苯连续精馏塔设计是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。

只有在充分了解整个工艺流程和相关设备的特性，并进行模拟计算和优化之后，才能得到最佳的设计方案。

苯一甲苯混合液常压连续精馏塔设计序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和《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最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石化等工业中得到广泛应用。

精馏过程是利用两组份挥发度的差异实现连续的高纯度分离。

本设计的题目是苯一甲苯混合液常压连续精馏塔设计，即设计一个精馏塔用来在常压下分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作。

精馏塔设计任务书一、设计题目苯一甲苯混合液常压连续精馏塔设计二、设计任务(1)原料液中苯含量：质量分数为41%，甲苯含量为59%。

(2)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%。

(3)生产能力：80t/d原料量，年开工310天，每天工作20小时。

(4)精馏方式：筛板塔常压精馏。

三、操作条件(1)精馏塔顶压强：4.0kpa(2)进料热状态：泡点进料(3)回流比：自选(4)单板压降：>0.7kpa四、设计内容(1)实际塔板数的确定，加料板位置的确定，塔高的计算，塔径的计算 (4)根据物料衡算和能量衡算，选择管路流动路线，管路尺寸，材料，管路中所需泵的型号。

一、工艺计算1.1设计方案的选定及基础数据的搜集该二元物系属易挥发物系，最小回流比小，故操作回流比取最小回流比的2倍。

表3常温下苯一甲苯气液平衡数据91.40 50.0 71.3 90.11 55.0 75.5 80.80 60.0 79.1 87.63 65.0 82.5 86.52 70.0 85.7 85.44 75.0 88.5 84.40 80.0 91.2 83.33 85.0 93.6 82.25 90.0 95.9 81.11 95.0 98.0 80.66 97.0 98.8 80.21 99.0 99.61 80.01100.0100.0=0.4500.966 0.047 X w1.2精馏塔的物料衡算a. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量仏=78.11枚/Awo / 甲苯的摩尔质量仏=92.13^/Awo /0.41/78.11 0.41/78.11 + 0.59/92.130.96/78.110.96/78.11 +0.04/92.130.04/78.110.04/78.11 + 0.96/92.13b. 原料及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F = 0.450x 78.11 + (1 -0.450) x 92.13 = 85.82 M D = 0.966x 78.11 + (1 -0.966)x 92.13 = 78.59 M W = 0.047x 78.11 + (1 - 0.047)x 92.13 = 91.47 c. 物料衡算 原料处理量F =80000= 46.61( kmol / h )85.82 x 20总物料衡算D +妒= 46.61 苯物料衡算 0.450F = 0.966D + 0.047妒 联立方程1和2得 D = 20.44 W = 26.17 式中F ------原料液流量D ------ 塔顶液流量 W ------塔底液流量1.3塔板数的确定采用逐板计算法求取理论塔板数％a .求最小回流比和操作回流比 利用恩特伍德方程q =1取^. =2.47则对二元物系a jy =1 解恩特伍德方程得 6= 1.487Rnn = 136取操作回流比R = 2x 1.36 = 2.72 b .求精馏塔的液、气相负荷 L = RD =2.72x 20.44 = 55.60V = (R +1) D = (2.72 +1) x 20.44 = 76.04h - -R +1 m务.Fi、i =\ a i 「6=1 - q 式中a ——相对挥发度V = (R + \)D - (1 - q)F = (2.72 +1) x 20.44 = 76.04 L = RD + qF = 2.72 x 20.44 +1 x 46.61 = 102.21 c.求操作线方程精馏段操作线方程y n+1RR+1 X n +XD =R+10.731x n +0.260提馏段操作线方程y n+1V1 X n V 1.344x n - 0.016 d.逐板法求理论板数相平衡方程 2.47 xy变形得x: y1 +1.47x 2.47-1.47y取精馏段操作线方程和相平衡方程作逐板计算y t = x D = 0.966 ，Xj y：0.9662.47 -1.47y t 2.47-1.47 x 0.9660.920y2 = 0.731x1 + 0.260 = 0.933，x2 = y3 = 0.731x2 + 0.260 = 0.880 ，x3: y4 = 0.731x3 + 0.260 = 0.807 ，x4 y5 = 0.731x4 + 0.260 = 0.719 ，x5y6 = 0.731x5 + 0.260 = 0.632 ，x6因为，x6 = 0.411 < XF = 0.450故精馏段理论塔板数为5y22.47 -1.47y20.848y32.47 -1.47y30.748y42.47 -1.47y40.629y52.47 -1.47y50.509y62.47 -1.47y60.411y 7 = 1.344x 6 -0.016 = 0.536X7y 72.47 -1.47y 70.319y 8 = 1.344x 7 - 0.016 = 0.413 , x 8y 82.47 -1.47y 80.221y 9 = 1.344x 9 - 0.016 = 0.282 , x 9y 92.47 -1.47y 90.137y 10 = 1.344x 9 - 0.016 = 0.168 , x 1Cy ：02.47-1.47y K0.076y ll = 1.344x 10 -0.016 = 0.086 , x ny：12.47 -1.47y … 0.037，得到 t F =93.4°C ，得到 t D = 80.88 °C 全塔平均温度用提馏段操作线方程和相平衡方程作逐板计算因为，x …= 0.037 <x w = 0.047提馏段所需理论踏板数为11 所需理论塔板数为11块。

苯一甲苯混合液常压连续精馏塔设计序言化工原理课程设计是综合运用《化工原理》课程和《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最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石化等工业中得到广泛应用。

精馏过程是利用两组份挥发度的差异实现连续的高纯度分离。

本设计的题目是苯一甲苯混合液常压连续精馏塔设计，即设计一个精馏塔用来在常压下分离易挥发的苯和不易挥发的甲苯，采用连续操作。

精馏塔设计任务书一、设计题目苯一甲苯混合液常压连续精馏塔设计二、设计任务(1)原料液中苯含量：质量分数为41%，甲苯含量为59%。

(2)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%。

(3)生产能力：80t/d原料量，年开工310天，每天工作20小时。

(4)精馏方式：筛板塔常压精馏。

三、操作条件(1)精馏塔顶压强：4.0kpa(2)进料热状态：泡点进料(3)回流比：自选(4)单板压降：>0.7kpa四、设计内容(1)实际塔板数的确定，加料板位置的确定，塔高的计算，塔径的计算 (4)根据物料衡算和能量衡算，选择管路流动路线，管路尺寸，材料，管路中所需泵的型号。

一、工艺计算1.1设计方案的选定及基础数据的搜集该二元物系属易挥发物系，最小回流比小，故操作回流比取最小回流比的2倍。

表3常温下苯一甲苯气液平衡数据91.40 50.0 71.3 90.11 55.0 75.5 80.80 60.0 79.1 87.63 65.0 82.5 86.52 70.0 85.7 85.44 75.0 88.5 84.40 80.0 91.2 83.33 85.0 93.6 82.25 90.0 95.9 81.11 95.0 98.0 80.66 97.0 98.8 80.21 99.0 99.61 80.01100.0100.0=0.4500.966 0.047 X w1.2精馏塔的物料衡算a. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量仏=78.11枚/Awo / 甲苯的摩尔质量仏=92.13^/Awo /0.41/78.11 0.41/78.11 + 0.59/92.130.96/78.110.96/78.11 +0.04/92.130.04/78.110.04/78.11 + 0.96/92.13b. 原料及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量M F = 0.450x 78.11 + (1 -0.450) x 92.13 = 85.82 M D = 0.966x 78.11 + (1 -0.966)x 92.13 = 78.59 M W = 0.047x 78.11 + (1 - 0.047)x 92.13 = 91.47 c. 物料衡算 原料处理量F =80000= 46.61( kmol / h )85.82 x 20总物料衡算D +妒= 46.61 苯物料衡算 0.450F = 0.966D + 0.047妒 联立方程1和2得 D = 20.44 W = 26.17 式中F ------原料液流量D ------ 塔顶液流量 W ------塔底液流量1.3塔板数的确定采用逐板计算法求取理论塔板数％a .求最小回流比和操作回流比 利用恩特伍德方程q =1取^. =2.47则对二元物系a jy =1 解恩特伍德方程得 6= 1.487Rnn = 136取操作回流比R = 2x 1.36 = 2.72 b .求精馏塔的液、气相负荷 L = RD =2.72x 20.44 = 55.60V = (R +1) D = (2.72 +1) x 20.44 = 76.04h - -R +1 m务.Fi、i =\ a i 「6=1 - q 式中a ——相对挥发度V = (R + \)D - (1 - q)F = (2.72 +1) x 20.44 = 76.04 L = RD + qF = 2.72 x 20.44 +1 x 46.61 = 102.21 c.求操作线方程精馏段操作线方程y n+1RR+1 X n +XD =R+10.731x n +0.260提馏段操作线方程y n+1V1 X n V 1.344x n - 0.016 d.逐板法求理论板数相平衡方程 2.47 xy变形得x: y1 +1.47x 2.47-1.47y取精馏段操作线方程和相平衡方程作逐板计算y t = x D = 0.966 ，Xj y：0.9662.47 -1.47y t 2.47-1.47 x 0.9660.920y2 = 0.731x1 + 0.260 = 0.933，x2 = y3 = 0.731x2 + 0.260 = 0.880 ，x3: y4 = 0.731x3 + 0.260 = 0.807 ，x4 y5 = 0.731x4 + 0.260 = 0.719 ，x5y6 = 0.731x5 + 0.260 = 0.632 ，x6因为，x6 = 0.411 < XF = 0.450故精馏段理论塔板数为5y22.47 -1.47y20.848y32.47 -1.47y30.748y42.47 -1.47y40.629y52.47 -1.47y50.509y62.47 -1.47y60.411y 7 = 1.344x 6 -0.016 = 0.536X7y 72.47 -1.47y 70.319y 8 = 1.344x 7 - 0.016 = 0.413 , x 8y 82.47 -1.47y 80.221y 9 = 1.344x 9 - 0.016 = 0.282 , x 9y 92.47 -1.47y 90.137y 10 = 1.344x 9 - 0.016 = 0.168 , x 1Cy ：02.47-1.47y K0.076y ll = 1.344x 10 -0.016 = 0.086 , x ny：12.47 -1.47y … 0.037，得到 t F =93.4°C ，得到 t D = 80.88 °C 全塔平均温度用提馏段操作线方程和相平衡方程作逐板计算因为，x …= 0.037 <x w = 0.047提馏段所需理论踏板数为11 所需理论塔板数为11块。

苯与甲苯混合物精馏塔设计方案一、概述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。

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，石油化工等工业得到广泛应用。

精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使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。

实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。

本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔，实现苯——甲苯的分离。

苯——甲苯体系比较容易分离，待处理料液清洁。

因此用筛板塔。

筛板塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。

与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点：生产能力（20%——40%）塔板效率（10%——50%）而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装，维修都较容易。

二、设计方案的确定本设计任务为分苯—甲苯的混合物，对于二元混合物的分离，应采用连续常压精馏流程。

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器冷却后送至贮罐。

该物系属于易分离物系，故操作回流比取为2.7。

塔底采用直接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至贮罐。

三、精馏塔的物料衡算⒈ 原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率苯的摩尔质量为： 78.11/kg kmol甲苯的摩尔质量为： 92.13/kg kmol 0.55/78.110.590.55/78.110.45/92.13F x ==+ 0.995D x =0.01W x =⒉ 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量 0.5978.11(10.59)92.1383.86/F M kg kmol =⨯+-⨯=0.99578.11(10.995)92.1378.18/D M kg kmol =⨯+-⨯=0.0178.11(10.01)92.1391.99/W M kg kmol =⨯+-⨯=⒊物料平衡原料处理量 600071.55/83.86F kmol h ==总物料衡算 71.55D W =+苯物料衡算 71.550.590.9950.01D W ⨯=+联立解得 42.13/D kmol h =29.42/W kmol h =四、塔板数的确定⒈ 理论板层数N T 的求取①因为苯—甲苯属于理想物系，可采用图解法求解理论板层数②操作回流比 1.8R =③求精馏塔的气、液相负荷1.842.1375.83/L RD kmol h ==⨯=(1) 2.842.13117.96/V R D kmol h =+=⨯=75.8371.55147.38/L L qF L F kmol h =+=+=+= 117.96/V V kmol h ==④求操作线方程精馏段操作线方程为75.8342.130.9950.6430.357117.96117.96D LDy x x x x V V =+=+⨯=+提馏段操作线方程为 147.3829.420.01 1.2490.0025117.96117.96W LWy x x x x V V ''''=-=-⨯=-⑤图解法求理论塔板层数采用图解法求理论板层数，求解结果为总理论板层数 18.5T N =(包括再沸器)进料板位置 10F N =⒉ 理论板层数T N 的求取精馏段实际板层数 9/70%12.8613N ==≈精提馏段实际板层数 9.5/70%13.6714N ==≈提五、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算⒈ 操作压力的计算操作为常压操作，所以 101.3P KPa =⒉ 操作温度的计算依据安托因方程苯 1206.35log 6.023220.24o A P t =-+甲苯 1343.94log 6.078219.58o B P t =-+又 o oA AB B P P x P x =+所以 塔顶温度 80.3D t =℃进料板温度 91.0F t =℃塔底温度 110.2W t =℃精馏段平均温度 80.391.085.652m t +==℃提馏段平均温度 91.110.2'100.62m t +==℃⒊ 平均摩尔质量的计算塔顶平均摩尔质量计算由10.995D x y ==查平衡曲线得 10.985x =0.99578.11(10.995)92.1378.18/VDm M kg kmol=⨯+-⨯= 0.98578.11(10.985)92.1378.32/LDm M kg kmol=⨯+-⨯= 进料板平均摩尔质量计算由0.742F y = 查平衡曲线得 0.535F x =0.74278.11(10.742)92.1381.73/VFm M kg kmol =⨯+-⨯=0.53578.11(10.535)92.1384.63/LFm M kg kmol=⨯+-⨯= 塔底平均摩尔质量计算由20.01W x y == 查平衡曲线得 20.004x =0.0178.11(10.01)92.1391.99/VWm M kg kmol =⨯+-⨯=0.00478.11(10.004)92.1392.07/LWm M kg kmol=⨯+-⨯= 精馏段平均摩尔质量 78.1881.7379.96/2Vm M kg kmol +== 78.3284.6381.48/2Lm M kg kmol +==提馏段平均摩尔质量81.7391.99'86.86/2Vm M kg kmol +== 84.6392.07'88.35/2Lm M kg kmol +==⒋ 平均密度的计算⑴气相平均密度计算由理想气体状态方程计算，即精馏段气相平均密度3101.379.962.72/8.3145(85.65273.15)m VmVm m P M kg m RT ρ⨯===⨯+提馏段气相平均密度3'101.386.86' 2.83/'8.314(100.6273.15)m Vm Vm m PM kg m RT ρ⨯===⨯+⑵液相平均密度计算液相平均密度依下式计算，即 1i Lm ia ρρ=∑塔顶液相平均密度的计算由80.3D t =℃，查手册得3814.7/A kg m ρ= 3809.7/B kg m ρ= 31814.67/(0.995/814.80.005/809.7)LDm kg m ρ==+进料板液相平均密度的计算由91.0F t =℃，查手册得3802.8/A kg m ρ= 3799.2/B kg m ρ=进料板液相的质量分率0.53578.110.4940.53578.110.46592.13A a ⨯==⨯+⨯31800.97/(0.494/802.80.506/799.2)LFm kg m ρ==+塔底液相平均密度的计算由110.2W t =℃，查手册得3780.1/A kg m ρ= 3780.1/B k g m ρ=塔底液相的质量分率0.00478.110.00340.00478.110.99692.13AW a ⨯==⨯+⨯31780.1/(0.0034/780.10.9966/780.1)LWm kg m ρ==+精馏段液相平均密度为 3814.67800.97807.82/2Lm kg m ρ+==提馏段液相平均密度为 3800.97780.1'790.54/2Lm kg m ρ+==⒌ 液体平均表面张力的计算液相平均表面张力依下式计算 即Lm i i x σσ=∑塔顶液相平均表面张力的计算由80.3D t =℃，查手册得21.23/A mN m σ= 21.66/B mN m σ=0.99521.230.00521.6621.23/LDm mN mσ=⨯+⨯= 进料板液相平均表面张力的计算由91.0F t =℃，查手册得19.94/A mN m σ= 20.53/B mN m σ=0.53519.940.46520.5320.21/LFm mN m σ=⨯+⨯=塔底液相平均表面张力的计算由110.2W t =℃，查手册得17.65/A mN m σ= 18.4/B mN m σ=0.0117.650.9918.418.39/LWm mN m σ=⨯+⨯=精馏段液相平均表面张力 21.2320.2120.72/2Lm mN m σ+==提馏段液相平均表面张力20.2118.39'19.30/2Lm mN m σ+==⒍ 液体平均粘度的计算液相平均粘度依下式计算 即lg lg Lm i i x μμ=∑塔顶液相平均粘度的计算由80.3D t =℃，查手册得0.307A mPa s μ=⋅ 0.310B mPa s μ=⋅lg 0.995lg0.3070.005lg0.310LDm μ=⨯+⨯解出 0.307LDm mPa s μ=⋅进料板平均粘度的计算由91.0F t =℃，查手册得0.277A mPa s μ=⋅ 0.284B mPa s μ=⋅lg 0.494lg0.2770.506lg0.284LFm μ=⨯+⨯解出 0.280LFm mPa s μ=⋅由110.2W t =℃，查手册得0.232A mPa s μ=⋅ 0.252B mPa s μ=⋅lg 0.01lg0.2330.99lg0.252LWm μ=⨯+⨯解出 0.252L W m m P a s μ=⋅精馏段平均粘度0.3070.2800.2942Lm mPa s μ+==⋅提馏段平均粘度0.2800.252'0.2662Lm mPa s μ+==⋅六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算由上面可知精馏段 75.83/L kmol h =117.96/V kmol h =⒈ 塔径的计算精馏段的气、液相体积流率为3117.9679.960.963/36003600 2.72Vms Vm VM V m s ρ⨯===⨯ 375.8381.480.00212/36003600807.82Lm s Lm LM L m sρ⨯===⨯由max u =式中，负荷因子0.220()20L C C σ=由史密斯关联图查得20C ，图的横坐标为1/21/20.002123600807.82()()0.03790.9633600 2.72s L s V L V ρρ⨯=⨯=⨯ 取板间距0.40T H m =，板上清液层高度取0.06L h m =，则0.34T L H h m -=由史密斯关联图，得知 200.072C =气体负荷因子 0.20.22020.72()0.072()0.07252020LC C σ==⨯=max 0.0725 1.250/u m s == 取安全系数为0.7，则空塔气速为max 0.70.7 1.2500.875/u u m s ==⨯=1.184D m === 按标准塔径圆整后为 1.2D m =塔截面积为 221.134T A D m π==实际空塔气速为 0.9630.852/1.13u m s == 提馏段的气、液相体积流率为3117.9686.86' 1.006/36003600 2.83Vm s Vm VM V m s ρ⨯===⨯ 3147.3888.35'0.00458/36003600790.54Lm s Lm LM L m s ρ⨯===⨯由max u =式中，负荷因子0.220()20L C C σ=由史密斯关联图查得20C ，图的横坐标为1/21/2'0.004583600790.54()()0.0761' 1.0063600 2.83s L s V L V ρρ⨯=⨯=⨯ 取板间距0.45T H m =，板上清液层高度取0.06L h m =，则0.39T L H h m -=由史密斯关联图，得知 200.081C =气体负荷因子 0.20.22019.30()0.081()0.08042020L C C σ==⨯=max 0.0804 1.34/u m s == 取安全系数为0.7，则空塔气速为max 0.70.7 1.340.938/u u m s ==⨯=1.17D m === 按标准塔径圆整后为 1.2D m =塔截面积为 221.134T A D m π==实际空塔气速为 1.0060.89/1.13u m s == ⒉ 精馏塔有效高度的计算精馏段有效高度为 (1)(131)0.4 4.8T Z N H m =-=-⨯=精精提馏段有效高度为 (1)(141)0.45 5.85T Z N H m =-=-⨯=提提在进料板上方开一个人孔，其高度为0.55m故精馏塔有效高度为0.5511.2Z Z Z m =++=精提七、塔板主要工艺尺寸的计算⒈ 溢流装置计算精馏段：因塔径 1.2D m =，所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。

苯-甲苯的分离过程连续板式精馏塔设计书第一章绪论1.1 精馏塔设计任务常压操作的连续板式精馏塔分离苯-甲苯混合物，间接蒸汽加热，生产时间为300/年，每天24小时，生产能力为18万吨/年，原料组成为0.46，塔顶组成为0.98，塔底组成为0.02 [1]。

1.1.1 操作条件塔顶压力：常压冷却水入塔温度：25℃冷却水出塔温度：45℃回流比：2.268单板压降：0.7KPa水蒸汽加热温度：120～160℃设备形式：筛板浮阀塔厂址：地区1.2 精馏与筛板塔简介在工业生产中，广泛应用精馏方法分离液体混合物，从石油工业、酒精工业直至焦油分离，基本有机合成，空气分离等等，特别是大规模的生产中精馏的应用更为广泛。

蒸馏按操作可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏、特殊精馏等多种方式。

按原料中所含组分数目可分为双组分蒸馏及多组分蒸馏。

按操作压力则可分为常压蒸馏、加压蒸馏、减压（真空）蒸馏。

此外，按操作是否连续分为连续蒸馏和间歇蒸馏。

工业生产中的蒸馏多为多组分精馏，本设计着重讨论常压下的双组分精馏，即苯-甲苯体系。

在化学工业和石油工业中广泛应用的诸如吸收，解吸，精馏，萃取等单元操作中，气液传质设备必不可少。

塔设备就是使气液两相通过紧密接触达到相际传质和传热目的的气液传质设备之一。

塔设备一般分为阶跃接触式和连续接触式两大类。

前者代表是板式塔，后者代表则为填料塔。

筛板塔在十九世纪初已应用于工业装置上，但由于对筛板的流体力学研究很少，被认为操作不易掌握，没有被广泛采用。

五十年代来，由于工业生产实践，对筛板塔作了较充分的研究并且经过了大量的工业生产实践，形成了较完善的设计方法。

筛板塔板简称筛板，结构持点为塔板上开有许多均匀的小孔。

根据孔径的大小，分为小孔径筛板（孔径为3-8mm）和大孔径筛板（孔径为10-25mm）两类。

工业应用以小孔径筛板为主，大孔径筛板多用于某些特殊场合（如分离粘度大、易结焦的物系）。

筛板的优点足结构简单，造价低；板上液面落差小，气体压降低，生产能力较大；气体分散均匀，传质效率较高。

摘要本次设计是针对二元物系的精馏问题进行分析、选取、计算、核算、绘图等，是较完整的精馏设计过程。

我们对此塔进行了工艺设计，包括它的辅助设备及进出口管路的计算，画出了塔板负荷性能图，并对设计结果进行了汇总。

此次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。

此设计的精馏装置包括精馏塔，再沸器，冷凝器等设备，热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化与部分冷凝进行精馏分离，由塔顶产品冷凝器中的冷却介质将余热带走。

本次设计是精馏塔及其进料预热的设计，分离质量分数为20％的苯-甲苯溶液，使塔顶产品苯的质量分数达到95%，塔底釜液质量分数为2%。

综合工艺操作方便、经济及安全等多方面考虑，本设计采用了筛板塔对苯-甲苯进行分离提纯，塔板为碳钢材料，按照逐板计算求得理论板数为12。

根据经验式算得全塔效率为0.5386。

塔顶使用全凝器，部分回流。

精馏段实际板数为10，提馏段实际板数为13。

实际加料位置在第11块板。

精馏段弹性操作为2.785，提馏段弹性操作为2.864。

塔径为1.4m。

通过板压降、漏液、液泛、液沫夹带的流体力学验算，均在安全操作范围内。

确定了操作点符合操作要求。

关键词：苯-甲苯；精馏；负荷性能图；精馏塔设备结构AbstractThis design is in two yuan of the distillation analysis, selection, calculation, calculation and drawing, is a complete distillation design process. This tower was process design, including its auxiliary equipment and import and export pipeline calculation, draw plate load performance diagram, and the design results are summarized.The design of the sieve plate tower is the chemical industry in the production of gas-liquid mass transfer equipment. The design of rectifying device comprises a distillation column reboiler, condenser and other equipment, heat from the reactor input, material in the column after repeated partial gasification and partial condensation distillation separation by top product condenser cooling medium to heat away. The design of distillation column and its feed preheating design, separation and mass fraction of 20% benzene - toluene solution, so that the top product of quality score reaches 95%, the bottom of the tower kettle liquid quality fraction of 2%.Integrated process has the advantages of convenient operation, economy and safety and other aspects to consider, this design used the sieve plate column for benzene toluene by separating and purifying tower plate for carbon steel materials, according to the calculation of theoretical plate number by the board for 12. According to the experience type called full-tower efficiency is 0.5386. The use of full condenser, partial reflux. Rectifying section of actual plate number is 10, a stripping section actual plate number is 13. Practical feeding position on eleventh boards. Rectifying section elastic operation is 2.785，Stripping section elastic operation is 2.864. The tower diameter is 1.4m. Through the plate pressure drop, leakage, flooding and the entrainment of fluid mechanics calculation, is within the safe operating range. Determining an operating point into conformity with the operation requirements.Key words: Benzene- Toluene；Rectification；Load performance diagram；Distillation equipment structure前言课程设计是化工原理课程的一个非常重要的实践教学内容。

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生姓名: _____________学号: __________专业班级: __指导教师: __________目录摘要 (I)第 1 章绪论 (1)1.1设计流程 (1)1.2 设计思路 (1)第 2 章精馏塔的工艺设计 (3)2.1产品浓度的计算 (3)2.2 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 (4)2.3 物料衡算 (4)2.4精馏段和提馏段操作线方程 (5)2.5 逐板法确定理论板数及进料位置（编程） (5)2.6 全塔效率、实际板数及实际加料位置 (6)第 3 章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 (8)3.1 物性数据计算 (8)3.2 精馏塔主要工艺尺寸的计算 (10)3.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (12)3.4 塔板流体力学校核 (15)3.5 塔板符合性能图 (17)第 4 章热量衡算 (21)4.1 热量衡算示意图 (21)4.2 热量衡算 (21)第 5 章塔附属设备的计算 (25)5.1筒体与封头 (25)5.2 除沫器 (25)5.3 裙座 (25)5.4 塔总体高度的设计 (25)5.5 换热器（进料预热器或产品冷却器）的设计计算 (26)5.6 进料管的设计 (27)5.7 泵的选型 (27)5.8 贮罐的计算 (28)第 6 章结论 (29)6.1 结论 (29)6.2 主要数据结果总汇 (29)结束语 (30)参考文献............................................................................................................... 错误!未定义书签。

附录1主要符号说明 .. (31)附录2 程序框图.............................................................................................. 错误!未定义书签。