苯-甲苯分离过程板式精馏塔设计 (化学化工学院 2011级化学工程与工艺) 指导老师： 摘 要 本人设计了苯—甲苯分离过程板式精馏塔装置，分别是：首先选择和确定生产工艺流程和方案；生产的主要设备—板式塔工艺参数计算：精馏塔的物料衡算、塔板数的确定、精馏塔的工艺条件以及有关物性数据的计算、精馏塔的塔体工艺尺寸计算、精馏塔塔板的主要工艺尺寸的计算；绘制了精馏塔设计条件图及生产工艺流程图；对设计过程中的的问题进行了研究和评论。 关键词：苯—甲苯; 分离过程；精馏塔 1引言 1.1苯与甲苯 1.1.1苯的性质及其用途 苯是有机化合物，是组成结构最简单的芳香烃。在常温下是一种无色、有芳香气味的透明液体。易挥发且难溶于水，1L的水中最多溶于1.7g水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，苯的自身也是良好的有机溶剂。苯化学性质是易取代，难氧化，难加成。而且苯的产量和生产的技术水平是衡量一个国家石油化工水平的重要标志。 苯是常用溶剂，在化工企业上主要用于生产原料及合成其衍生物。主要用于金属脱脂。苯有减轻爆震的作用，因此而作为汽油的添加剂。此外，苯在工业上最重要的用途是做化工原料。 1.1.2甲苯的性质及其用途 甲苯是最普通的，最重要芳烃化合物之一。在空气中它并不能完全燃烧。有特殊芳香气味，几乎不溶于水，能和酒精以及乙醚任意比例混溶。甲苯很容易发生氧化和硝化。硝化反应生成的对硝基基甲苯和邻硝基甲苯是染料的原料。 1.1.3甲苯的危害 苯与甲苯性质很相试，是化工工业上很广的原料，其蒸汽有毒。对皮肤和粘膜有刺 激性，对中枢神经系统有麻醉作用。急性中毒的重症者可有躁动、抽搐、昏迷。 1.2苯与甲苯分离过程的工艺流程原理及设计 首先，苯与甲苯的性质很相试，分子间的相互作用力几乎相等，符合拉乌尔定律，属于理想溶液。采用连续精馏流程。 1板式塔简图与基础数据的搜集 1.1操作条件的确定 1.2 基础数据的搜集 表1苯与甲苯的密度（液相） 表2苯与甲苯的物理性质 表3苯与甲苯饱和蒸汽压 表4苯与甲苯的表面张力（液相） 1.3板式塔简图 图2 板式塔的简图 2精馏塔的物料衡算 2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 苯： 甲苯:MB =92.13Kg/Kmol XF ==0.658 XD==0.984 XW==0.0024 2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 MF=78.11×0.683+(1-0.683)×92.13=82.55Kg/Kmol MD=78.11×0.984+(1-0.984)×92.13=78.33 Kg/Kmol MW=78.11×0.0024+(1-0.0024)×92.13=92.10 Kg/Kmol 2.3塔顶、塔底的进料板精馏段的液相平均密 塔顶的质量分率αA==0.981 pLDM==977.5Kg/kmol 进料板液相平均密度计算： 进料板液相质量分率αA==0.68 pLFM== 833.3 Kg/kmol 塔底液相质量分率αA==0.0020 Plwm==769.23 Kg/kmol 精馏段液相平均的密度：pLM==905.4 提馏段液相平均密度p`LM==802.22 2.4物料衡算产品产量 W==98.22Kmol/h 总物料衡算 F=D+72.10(1) 苯物料衡算 F×0.658=0.984×D+0.0024(2) 解(1)(2)得 F=144.63 Kmol/h D=72.53Kmol/h 2.5 塔板数的计算与确定 常压下苯——甲苯的气液平衡数据 2.5.1理论塔板层数Nr的求取 因为苯-甲苯物系属于理想物系，可以选择用图解法来求精馏塔的理论板层数。 绘t-x-y图和x-y图根据苯—甲苯的相平衡数据，利用泡点和漏点方程求取x～y 由上述数据可绘出t-x-y图和x-y图 2.5.2最小回流比和操作回流比的确定 由图的则最小回流比为: Rmin==0.200 则操作回流比为： R=2Rmin=0.400 图3 苯-甲苯物系精馏分离理论塔板数的图 精馏塔气、液相负荷的确定 L=RD=0.4×72.53=29.012 V=(R+1)D=1.4×72.53=101.542 L`=L+F=29.012+144.63=173.642 V`=V=101.542(q=1) 操作线方程 精馏段操作线方程 y =D==0.286x+0.703 提馏段操作线方程 y`=w=1.710x-0.00232 图解法求理论板层数 采用图解法求理论板层数，图3所示，求解结果为 总理论塔板数为：NT =14（包括再沸器） 进料板位置第6板 2.6实际塔板数的求取 精馏段实际板层数N精=5/0.52=10 提馏段实际板层数N提=8/0.52=16 总塔板数N总=10+16=26 3精馏塔工艺条件及有关物性参数的计算 3.1操作压力计算 塔顶操作压力＝101.3+5=106.3kPa 塔底操作压力=119.4kPa 每层塔板压降 进料板压力PF=106.3+0.7×5=109.8 精馏段平均压力Pm=（106.3+109.8）/2=108.5kPa 提馏段平均压力Pm=（106.3+119.4）/2 =114.6kPa 3.2 操作温度计算 由计算可知，计算过程略。计算结果如下： 塔顶温度tw=82.7℃ 进料板温度tf=94.2℃ 塔底温度tw=105.1℃ 精馏段平均温度=（ 82.7＋94.2）/2=88.5℃ 提馏段平均温度=（94.2+105.1）/2=99.7℃ 3.3平均摩尔质量计算 塔顶平均摩尔质量计算 代入数据解得α=4.20,根据相平衡关系式 代入y1=0.984,得x1=0.935 MVDM=0.984×78.11+(1-0.984)×92.13=78.33Kg/Kmol MLDM=0.935×78.11+(1-0.935)×92.13=79.01KgK/mol 3.4进料板平均摩尔质量计算 xF=0.658, 带入的yF=0.890 MVFM=0.890×78.11+(1-0.890)×92.13=79.63Kg/Kmol MLFM=0.658×78.11+(1-0.658)×92.13=82.91Kg/Kmol 精馏段平均摩尔质量 MVM =(78.33+79.63)/2=78.98Kg/Kmol MLM=(79.01+82.91)/2=80.96Kg/Kmol 由理想气体状态方程计算，精馏段的平均气相密度即 Pv,m=Pm ×MV,m/RTm代入数据得2.85 提馏段的平均气相密度；P·v,m=Pm ×MV,m/RTm带入数据得2.98 3.5液体平均表面张力计算 塔顶液相平均表面张力计算 σA=20.94mN/m σB=21.39mN/m σlDm=0.98×20.94+(1-0.984)×21.39=20.95mN/m 进料板平均表面张力计算 σA=19.36mN/m σB=20.21mN/m σLFm=0.658×19.36+(1-0.658)×20.21=19.65mN/m 塔底液相平均表面张力计算 由tD=101.5℃查手册的σA=19.10mN/m σB=19.48mN/m σLwm=0.0014×19.10+(1-0.0024)×19.84=19.84mN/m 精馏段液相平均表面张力：σLm=(20.95+19.65)/2=20.30mN/m 提馏段液相平均表面张力：σLm=（19.65+19.84）/2=19.74mN/m 3.6液相平均粘度计算 塔顶平均粘度计算：由tD=82.7℃查化工原理附录11[4]的μA=0.300mPa.s μB=0.304mPa.s lgμLDm=0.984×lg0.300+(1-0.984)×lg0.304 解得μLDm=0.310mPa.s 塔底液相平均粘度：由tw=101.5℃查的μA=0.244mPa.s μB=0.213mPa.s lgμLwm=0.0024×lg0.0024+(1-0.0024)×lg0.213 解得μLwm=0.213mPa.s 精馏段液相平均粘度：μLm=(0.310+0.272)/2=0.219mPa.s 提馏段液相平均密度：μLm=（0.310+0.213）/2=0.262mPa.s 4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 4.1精馏塔塔径的计算 精馏段的汽、液相体积流率为： V=(R+1)D=1.4×72.53=101.542 Vs= L=RD=0.400×72.53=29.012 Lh=0.0072×3600=25.92 初选间距HT=0.45m, 板上液层高度hL=0.08m HT-hL=0.45-0.07=0.38 查书287页的C20[5]=0.0701 C=C20(σL/20)1/2=0.0706 代入数据的umax=1.35 取安全系数0.7 u=0.7umax=1.35×0.7=0.945 D===1.025 按标准塔径圆整后为： D=1.2m 塔截面积为：AT=2=1.130 实际空塔气速为： u==0.78÷1.130=0.690 4.2提馏段塔径的计算 提馏段气、液相体积流率为： Vs=0.803 L=qF+L=29.012+144.63=173.642 LS==0.0054 由，横坐标为： 代入数据的：0.110 取板间距HT=0.50，板上液高度hL=0.08m，则 C20=0.085 C=C20()0.2=0.085×()0.2=0.084 代入数据的umax = 1.38 取安全系数0.7，umax=0.7×1.38=0.966 D==0.841m 按标准塔径圆整后为： 塔截面积为： 实际空塔气速为：u===1.024m/s 4.3精馏塔高度的计算 精馏塔有效高度为： Z=(10-1)×0.45=4.05m 提馏段有效高度为： Z=(16-1)×0.5=7.5m 故精馏塔高度为：Z塔=4.05+7.5+0.8+2.0+1.5=15.85m 5塔板主要工艺尺寸的计算 5.1 溢流装置计算

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毕业设计（论文）--苯--甲苯分离过程板式精馏塔设计

毕业设计（论文）--苯--甲苯分离过程板式精馏塔设计

38%的苯和甲苯混合溶液原料储存原料预热冷凝精馏分配再沸冷却冷却99.8%的甲苯储存98%的苯储存1板式塔简图与基础数据的搜集1.1操作条件的确定塔顶压强回流比单板压降塔釜加热蒸汽年工作日进料状况压力4kp2Rmin0.7kPa0.50mPa7400h泡点进料1.2基础数据的搜集22011届本科生毕业设计苯-甲苯分离过程中板式精馏塔设计表1苯与甲苯的密度（液相）温度8090100110120ρA，kg/m3814805791778763ρB，kg/m3809801791780768表2苯与甲苯的物理性质临界压强项目分子式分子量M沸点（）临界温度tc()PC(kPa)苯C6H678.1180.1288.56833.4甲苯C6H5CH392.13110.6318.574107.7表3苯与甲苯饱和蒸汽压项目1234567温度80859095100105110.6PA0,mmg101.33116.9135.5155.7179.2204.2240PB0,mmg4046.054.063.374.386.0240表4苯与甲苯的表面张力（液相）项目12345温度8090100110120σA,mN/m21.22018.817.516.2σB,mN/m21.720.619.518.417.31.3板式塔简图32011届本科生毕业设计苯-甲苯分离过程中板式精馏塔设计图2板式塔的简图2精馏塔的物料衡算2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数苯：78.11/AMKgKmol甲苯:MB=92.13Kg/Kmol11.78/62XF=13.92/3

课程设计论文苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计

苯甲苯精馏分离板式塔设计

设计题目：苯甲苯精馏分离板式塔设计设计一座苯氯苯连续精馏塔，要求年产纯度为99.8%氯苯28000吨，塔顶馏出液中含氯苯不高于2%，原料液中含氯苯30%（以上均为质量分数） 设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（氯苯）20000吨/年塔顶馏出液含氯苯2%塔顶馏出液含苯%98塔底釜残液含氯苯%8.99塔底釜残液含苯%2.0产品纯度99.8%操作周期7200小时/年进料组成50%塔效率60%2、操作条件操作压力常压（表压）进料热状态泡点进料回流比2塔底加热蒸气压力（表压）单板压降：0.7kPa3、塔板类型筛板4、工作日每年300天每天24小时连续运行5、厂址 设计内容：1、精馏塔物料衡算；2、塔板数确定；3、精馏塔工艺条件及有关物性数据计算；4、精馏塔塔体工艺尺寸计算；5、塔板主要工艺尺寸计算；6、塔板流体力学验算；7、塔板负荷性能图；8、精馏塔接管尺寸计算；9、绘制生产工艺流程图；10、绘制精馏塔设计条件图；11、绘制塔板施工图（可根据实际情况选作）；12、对设计过程评述和有关问题讨论。根据塔内汽液接触构件结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。板式塔内设置一定数量塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层，进行汽液及传热。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，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流而上（有时也采用并流向下）流动，汽液两相密切接触进行传质及传热。 设计标准HG/T20569-94《机械搅拌设备》GB150-1998《钢制压力器》TCEDS8-90《压力容器强度计算书统一格式》CD130A20-86《化工设备设计文件编制规定》《压力容器安全技术监察规程》《压力容器压力管道设计单位资格许可及管理规则》GB150《钢制压力容器》 设计方案分析和拟订工业上，塔设备主要用于蒸馏和吸收传质单元操作，根据任务书知，板式塔生产能力低，要求分离效率也不高，且填料塔结构要求高，造价高，而板式塔结构简单，制造、维修方便，所以选用板式塔。各部分结构尺寸确定和设计计算.设计方案确定精馏装置有精馏塔、原料预热器、再沸器、冷凝器、釜液冷却器和产品冷却器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分气化及部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中冷却介质将余热带走。苯氯苯混合液原料经预热器加热到露点温度后送入精馏塔进料板，在进料板上及自塔上部下降回流液体汇合后，逐板溢流，最后流入塔底。在每层板上，回流液体及上升蒸汽互相接触，进行热和质传递过程。操作时，连续从再沸器取出部分液体作为塔底产品，部分液体气化，产生上升蒸汽，一起通过各层塔板。 设计小结塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要设备之一,它可以使气(或汽)或液液两相紧密接触，达到相际传质及传热目。在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备性能对于整个装置产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。塔设备中常见单元操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体冷却和回收、气体湿法净制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热增湿和减湿等。最常见塔设备为板式塔和填料塔两大类。作为主要用于传质过程塔设备，首先必须使气（汽）液两相能充分接触，以获得高传质效率。此外，为满足工业生产需要，塔设备还必须满足以下要求：1、生产能力大；2、操作稳定，弹性大；

课程设计论文--苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计

周迪苯甲苯分离过程板式精馏塔设计论文

化工原理课程设计--分离苯-甲苯筛板式精馏塔的设计

化工原理课程设计--分离苯-甲苯筛板式精馏塔的设计

程设计苯—甲苯分离板式精馏塔

苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计

苯甲苯分离过程浮阀板式精馏塔设计

化工原理课程设计苯-甲苯板式精馏塔设计(DOC36页)

(完整word版)苯-甲苯分离精馏塔课程设计

(完整word版)苯-甲苯分离精馏塔课程设计

由手册查得苯-甲苯物系的气液平衡数据，绘出x-y图x00.0580.1550.2560.3760.5080.6590.831y00.1280.3040.4530.5960.720.830.943110.90.80.70.60.50.40.30.20.1000.20.40.60.81求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比。在图中对角线上，自点e（0.440，0.440）做垂线，ef即为进料线（q线），该线与平衡线的交点坐标为：=0.660 =0.440故最小回流比为：=取操作回流比为：求精馏塔的气、液相负荷Kmol/hKmol/hKmol/h6烟台大学化学工程与工艺课程设计Kmol/h求操作线方程精馏段操作线方程提馏段操作线方程图解法求理论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，进料板位置2.实际板层数的求取查图得：塔顶T=81.7塔釜T=109.5==95.6时相对挥发度a=塔顶与塔底平均温度下的粘度mPas·全板效率精馏段实际板层数：提馏段实际板层数：11板进料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kPa每层塔板压降kPa进料板压力kPa 塔釜压力kPa 精馏段平均压力kPa精馏段平均压力kPa7烟台大学化学工程与工艺课程设计2.操作

苯-甲苯分离过程筛板精馏塔的设计

(完整word版)10万吨年苯-甲苯分离板式精馏塔设计

10 万吨年苯-甲苯分离板式精馏塔设计苯-甲苯分离板式精馏塔的设计1.概述11.1设计题目11.2操作条件12.设计内容12.1本设计任务为分离苯甲苯混合物12.2 精馏塔的物料衡算12.2.1原料液及塔顶、塔底的摩尔分率12.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量22.2.3 物料衡算22.3塔板数的确定22.3.1 理论板层数的求取22.3.2实际板层数的求取32.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算32.4.1操作压力的计算32.4.2 操作温度计算32.4.3 平均摩尔质量计算42.4.4平均密度计算42.4.4.1气相平均密度计算42.4.4.2液相平均密度计算42.4.5 液体平均表面张力的计算52.4.6液体平均粘度52.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算62.5.1塔径的计算62.5.2精馏塔有效高度的计算72.6塔板主要工艺尺寸的计算72.6.1溢流装置计算72.6.1.1堰长72.6.1.2溢流堰高度72.6.1.3弓形降液管宽度和截面积82.6.1.4降液管底隙高度82.6.2塔板布置82.6.2.1塔板的分块82.6.2.2边缘区宽度确定82.6.2.3开孔区面积计算82.6.2.4筛孔计算及排列.92.7 塔板的流体力学验算92.7.1塔板压降92.7.1.1干板阻力计算92.7.1.

化工原理课程设计_分离苯-甲苯筛板精馏塔的设计

分离苯甲苯筛板式精馏塔设计

苯-甲苯板式精馏塔的设计--化工原理课程设计

设计题目试设计一座苯-甲苯连续精馏塔，要求年产纯度为96.5%的苯8.5万吨，塔釜馏出液中含苯不得高于2%，原料液中含苯38%（以上均为质量分数）。 操作条件1、塔顶压力4kPa（表压）2、进料热状态泡点进料3、回流比34、塔底加热蒸气压力0.5MPa（表压）5、单板压降0.7 kPa。 塔板类型筛板。 工作日每年300天，每天24小时连续生产。 厂址厂址为万州地区。 设计内容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其有关物性数据的计算；4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5、塔板主要工艺尺寸的计算；6、塔板的流体力学验算；7、塔板负荷性能图；8、精馏塔接管尺寸计算；9、绘制生产工艺流程图；10、绘制精馏塔设计条件图；11、对设计过程的总结。 物性数据可查有关手册。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。（2）操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于苯和氯苯这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。（3）塔板形式：筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降教低，在苯和氯苯这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。（4）加料方式和加料热状态：设计采用泡点进料，将原料通过预热器加热至泡点后送入精馏塔内。（5）由于蒸汽质量不易保证，采用间接蒸汽加热。（6）再沸器，冷凝器等附属设备的安排：塔底设置再沸器，塔顶蒸汽完全冷凝后再冷却至泡点下一部分回流入塔，其余部分经产品冷却器冷却后送至储灌。

苯—甲苯--精馏分离板式塔设计

一设计题目：苯甲苯精馏分离板式塔设计二、设计任务及操作条件1、设计任务：生产能力（进料量）7000吨年操作周期300天年进料组成35%（质量分率，下同）塔顶产品组成99.8%塔底产品组成0.2%2、操作条件操作压力4kPa（表压）进料热状态泡点进料单板压降0.7kPa回流比：R=2Rmin由设计者自选塔顶采用全凝器泡点回流塔釜采用间接饱和水蒸气加热全塔效率为0.63、设备型式筛板精馏塔4、厂址荆门地区三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）塔和塔板主要工艺结构的设计计算（2）塔板的流体力学校核（3）塔板的负荷性能图（4）总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。四、设计要求1、设计程序简练清楚，结果准确并有汇总表。2、计算公式、图表正确并注明来源，符号和单位要统一。1五、设计时间：四周注意事项：1、写出详细计算步骤，并注明选用数据的来源；塔设备按其结构

化工原理设计--苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计

化工原理课程设计_苯-甲苯筛板精馏塔分离

化工原理课程设计苯-甲苯分离精馏塔设计

化工原理课程设计苯-甲苯分离精馏塔设计

苯甲苯精馏分离板式塔设计

设计题目：苯甲苯精馏分离板式塔设计 设计任务及操作条件1、设计任务:生产能力:(进料量)90000吨/年操作周期:7200小时/年进料组成：苯含量为40%(质量分数)塔顶产品组成:98%(质量分数)塔底产品组成:2%(质量分数)2、操作条件操作压力常压进料热状态泡点进料单板压降：0.7kPa 3、设备形式板式精馏塔:筛板4、厂址大连 设计内容1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计(1)塔径及提馏段塔板结构尺寸的确定(2)总塔高、总压降及接管尺寸的确定4、设计结果汇总5、工艺流程图及精馏塔工艺条件图6、设计评述及感想 参考资料[1].陈敏恒,丛德兹等.化工原理(上、下册)(第二版).北京:化学工业出版社, 2000 [2].柴诚敬,刘国维,李阿娜.化工原理课程设计.天津:天津科学技术出版社,1995 格式基本要求(1)纸型:A4纸,单面打印或双面打印均可;(2)页边距:上3.5cm,下2.5cm,左2.5cm,右2.5cm;(3)页眉:2.5cm,页脚:2cm,左侧装订;(4)字体：正文全部宋体、小四(5)行距:多倍行距:1.25,段前、段后均为0,取消网格对齐选项。

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