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《苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计 课程设计》.doc 52页
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荆楚理工学院
课程设计成果
学生姓名学号设计地点（单位）
完成日期：
指导教师评语
成绩(五级记分制)教师签名设计题目：
学生姓名 课程名称 专业班级 地
点 起止时间
设计内容及要求
要求 ,kPa 101.33 116.9 135.5 155.7 179.2 204.2 240.0
，kPa 40.0 46.0 54.0 63.3 74.3 86.0
苯和甲苯的液相密度
温度(℃) 80 90 100 110 120
苯,kg/ 815 803.9 792.5 780.3 768.9
甲苯,kg/ 810 800.2 790.3 780.3 770.0
液体表面张力
温度 80 90 100 110 120
苯，mN/m 21.27 20.06 18.85 17.66 16.49
甲苯，mN/m 21.69 20.59 19.94 18.41 17.31
温度(℃) 80 90 100 110 120
苯（mPa·s） 0.308 0.279 0.255 0.233 0.215
甲苯（mPa·s） 0.311 0.286 0.264 0.254 0.228
苯—甲苯物系在总压101.3kPa下的关系
t/℃ 80.1 84 88 92 96 100 104 108 110.6
x 1 0.816 0.651 0.504 0.373 0.256 0.152 0.057 0
y 1 0.919 0.825 0.717 0.594 0.455 0.300 0.125 0
常压下苯——甲苯的气液平衡数据
℃ 液相中苯的摩尔分率
x 气相中苯的摩尔分率
110.56 0.00 0.00
109.91 1.00 2.50
108.79 3.00 7.11
107.61 5.00 11.2
105.05 10.0 20.8
102.79 15.0 29.4
100.75 20.0 37.2
98.84 25.0 44.2
97.13 30.0 50.7
95.58 35.0 56.6
94.09 40.0 61.9
92.69 45.0 66.7
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
80.01 100.0 100.0
3.2 精馏塔的物料衡算
原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率
苯的摩尔质量
甲苯的摩尔质量
原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
原料处理量
总物料衡算
苯物料衡算
3.3 塔板数的确定
理论板层数的求取
苯一甲苯属理想物系，可采逐板计算求理论板层数
求最小回流比及操作回流比
查得苯—甲苯物系的气、液平衡数据（表6），绘出图，
采用作图法求最小回流比。泡点进料，在图中对角线上，自点(0.541,0.541)作垂线即为进料线(线)，该线于平衡线的交点坐标为：(0.541，0.7442)，
故最小回流比为：
故操作回流比为：
求精馏塔的气、液相负荷
求操作线方程
精馏段操作线方程为：
提馏段操作线方程为：
逐板计算法求理论板层数
相平衡方程，即 ，
精馏段用精馏段操作线方程和相平衡方程进行逐板计算，
提馏段用提馏段操作线方程和相平衡方程进行逐板计算，
因此，理论板数为（包括再沸器），进料板位置为第七层板，
实际板层数的求取
板效率可用奥康奈尔公式计算，
——塔顶与塔底平均温度下的相对挥发度；
——塔顶与塔底平均温度下的液相粘度，
利用表7中数据和，，，由拉格朗日插值可求得、、,
精馏段平均温度：
提馏段平均温度：
液相组成：，
气相组成：，
液相组成：
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549页140页92页282页360页429页290页371页398页455页（求）设计分离苯—甲苯混合液的筛板精馏塔【化学竞赛吧】_百度贴吧
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（求）设计分离苯—甲苯混合液的筛板精馏塔收藏
设计数据及条件1
生产能力：年处理苯—甲苯混合液2.88万吨（年开工300天）2
原料：轻组分含量为38%（质量百分率，下同）的常温液体3
分离要求：塔顶苯含量不低于92%，塔底苯含量不高于4%4
建厂地：沈阳本人大学狗一枚，现要交一份课程设计书一份，急需，求各位大婶帮帮忙，万分感谢！
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这是化工吗
登录百度帐号推荐应用化工原理课程设计；摘要；化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收；塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一；精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计；关键词：苯、甲苯精馏段、提馏段；化工原理课程设计；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；板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射的方；填料塔内装有一
化工原理课程设计
要 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。精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。为此，掌握气液相平衡关系，熟悉各种塔型的操作特性，对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。 塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备类型之一。本次设计的筛板塔是化工生产中主要的气液传质设备。此设计苯-甲苯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，该设计方法被工程技术人员广泛的采用。 精馏设计包括设计方案的选取，主要设备的工艺设计计算――物料衡算、热量衡算、工艺参数的选定、设备的结构设计和工艺尺寸的设计计算，辅助设备的选型，工艺流程图，主要设备的工艺条件图等内容。通过对精馏塔的运算，可以得出精馏塔的各种设计如塔的工艺流程、生产操作条件及物性参数是合理的，换热器和泵及各种接管尺寸是合理的，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。 关键词：苯、甲苯 精馏段、提馏段。。。。。。。6
化工原理课程设计 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98%（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1.5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。
化工原理课程设计 精馏塔的工艺设计
2.1全塔工艺设计计算 2.1.1产品浓度的计算和进料组成确定 1. 料液及塔顶塔底产品含苯摩尔分率：
MA = 78kg/kmol
MB = 92kg/kmol 2. 平均分子量及产率：
MD?0.983?78?0.017?92?78.238
MW?0.023?78?0.977?92?91.678
MF?0.388?78?0.612?92?86.568由条件可知，因为要求设计的生产能力是
t/天，所以
qn,F??51.049kmol/h原料处理量： 24?330?86.?qn,D?qn,W总物料衡算： 苯物料衡算： 51.049?0.388?0.983qn,D?0.0235qn,W联立得： qn,W?31.63kmol/h
qn,D?19.41kmol/h2.1.2塔板数的确定 苯-甲苯属于理想体系,图解法求理论塔板数。
由苯-甲苯物系的气液平衡数据绘出x-yt图，见附表3-1 表一
苯和甲苯的汽液平衡数据
温度 110.4 108 106 104 102 100 98 96 x/%苯 0 6 10.8 15.8 21 26.4 32.2 38.3 y/%苯 0 13.8 23.2 31.9 39.9 47.3 54.3 60.8 8
化工原理课程设计 94 92 90 88 86 84 82 81 80.2
44.6 51.3 58.4 66 73.8 82.4 91.5 96.3 100 66.8 72.5 77.8 82.9 87.6 92.1 96.4 98.5 100
附图1气液平衡曲线 1.图解法求理论塔板数
采用图解法求理论塔板层数，如附表1表示。求解结果为：总理论板层数NT = 15,其中Np,精 = 7，NT,提 = 7（不包括再沸器），进料板位置NF=8。
2.1.3求最小回流比及操作回流比。
用图解法求最小回流比。在附表1中对角线上，自e(0.388,0.388)，作垂线即为 q线，该线与平衡线的焦点坐标为
故最小回流比为 Rmin?xD?yq0.983?0.613??1.644 yq?xq0.613?0.388
取操作回流比为R?1.5Rmin?1.5?1.644?2.466
2.1.4 操作方程
精馏段操作方程为 y?RxDx??0.711x?0.284R?1R?19 因为是泡点进料所以提留段线经过（0.388,0.560）,(0.5)
化工原理课程设计 提馏段操作线方程为
y'?1.471x'?1.107 2.1.5平均相对挥发度的计算
2―液相 附图2 苯-甲苯的等压曲线（数据见表一） 根据附表3可确定它定、塔釜和进料温度分别为： tD?80.10C,tw?109.50C,tf?95.80C由于沸点进料（q=1）
饱和蒸汽压p?可由Antoine方程计算： B t?C所以塔顶苯的饱和蒸汽压为： BlgpA*?A??6.03??2.012 C?t220.790?80.58
lgp??A??pA??102.83 lgpB*?A?B.0 C?t219.482?80.58 ?pB??39.61 ?D?pA?102.83??2.60 pB?39.6110
三亿文库3y.uu456.com包含各类专业文献、生活休闲娱乐、中学教育、高等教育、专业论文、行业资料、文学作品欣赏、91苯-甲苯混合液筛板精馏塔的设计等内容。　
　附图 1 苯―甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔 课程设计任务书 一.设计参数①年处理量:45000t; ②料液初温:35℃; ③料液组成:45%(质量分数); ④塔顶产品组成:... 　攀枝花学院化工原理课程设计说明书 题目:50000 吨/年苯~甲苯混合液 筛板(浮阀)精馏塔设计 年专 级业 2008 设计者姓名 指导教师 设计成绩 完成日期 年 张三 月... 　分离苯―甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计_电力/水利_工程科技_专业资料。题 目:分离苯―甲苯混合液的浮阀板式精馏塔工艺设计 第一章:前言 1.1 文献综述 1... 　苯-甲苯筛板精馏塔设计_能源/化工_工程科技_专业资料。化工原理课程设计 设计...精馏过程在能量剂驱动下,使 气液两相多次直接接触和分离, 利用液相混合物中各... 　课程设计 -――苯―甲苯混合液筛板精馏塔设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。本设计中我们使用筛板塔,筛板塔的突出优点是结构简单造价低。合理的设计和适当的操作筛... 　新疆工程学院课程设计说明书题目名称:分离苯-甲苯混合液的浮阀精馏塔设计 系 部: 化学工程系 石化 10-5(2)班 解燕霞 蔡香丽老师 2012 年 7 月 5 日 专业... 　4 第 5 页共 38 页 第二章 工艺条件的确定和说明 一、设计题目 苯-甲苯连续精馏筛板塔的设计。 二、设计任务设计题目 8 分离苯D甲苯混合液的筛板精馏塔... 　(院 ): 院专题业: 目: 苯-甲苯筛板精馏塔的设计 指导者: 指导者: 2010 ...化工原理课程设计说明书 化工原理课程设计说明书中文摘要 精馏是利用混合液中组分...苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计_图文_百度文库
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苯-甲苯混合液筛板精馏塔设计
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你可能喜欢导读：设计方案的简介.................................，设计结果概要..................................，苯―甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔，课程设计任务书，一．设计参数，设计内容，①设计方案的确定及工艺流程的组织与说明，③塔和塔板主要工艺结构参数的设计计算，⑦辅助设备的设计或选型计算，⑧带控制点的生产工艺流程图及精馏塔设计工艺条件图的绘目录 一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、
设计方案的简介 ........................................................................... 错误！未定义书签。 工艺流程草图及说明 ................................................................... 错误！未定义书签。 工艺计算 ....................................................................................... 错误！未定义书签。 辅助设备的计算及选型 ............................................................... 错误！未定义书签。 设计结果概要 ............................................................................................................... 23 参考文献 ....................................................................................... 错误！未定义书签。 主要符号说明 ............................................................................... 错误！未定义书签。
苯―甲苯混合液精馏分离筛板精馏塔 课程设计任务书
一．设计参数 ①年处理量：45000t； ②料液初温：35℃； ③料液组成：45%(质量分数)； ④塔顶产品组成：98%(质量分数)； ⑤塔底釜液组成：2%(质量分数)； ⑥年实际生产天数：330d； ⑦精馏塔塔顶压力：常压101.3kPa； ⑧冷却水进口温度：25℃； ⑨饱和水蒸气压力：0.25MPa(表压)； ⑩厂址：无锡地区。
设计内容 ①设计方案的确定及工艺流程的组织与说明； ②精馏过程的工艺计算； ③塔和塔板主要工艺结构参数的设计计算； ④塔内流体力学性能的计算与校核； ⑤塔板结构简图和塔板负荷性能图的绘制； ⑥塔的工艺计算结果汇总一览表； ⑦辅助设备的设计或选型计算； ⑧带控制点的生产工艺流程图及精馏塔设计工艺条件图的绘制； ⑨对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论； ⑩编制课程设计说明书。
设计方案的确定 本设计任务为分离苯一甲苯混合物。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人精馏塔内。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(并进行圆整)。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。
二．工艺流程草图如下：
三．设计计算 1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MA?78.11kg/kmol 甲苯的摩尔质量MB?92.13kg/kmol 3
xF?0.45/78.11?0.491 0.45/78.11?0.55/92.130..983 0..8.11xW??0.024 0..)原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 MF?0.491?78.11?0.509?92.13?85.25kgkmol xD?MD?0.983?78.11?0.017?92.13?78.35kgkmol MW?0.024?78.11?0.976?92.13?91.79kgkmol (3)物料衡算 原料处理量F??63.83kmolh330?24?89.02总物料衡算 63.83?D?W苯物料衡算 63.83?0.491?0.983D?0.024W联立解得
D?31.08kmol／h
W?32.75kmol／h
2塔板数的确定 (1)理论板层数NT的求取 苯一甲苯属理想物系，可采用逐板法(结合origin软件)求理论板层数。 ①由手册查得苯―甲苯物系的气液平衡数据，绘出x-y图，见图3-1 ②求最小回流比及操作回流比。 在图3-1中对角线上，自点e(0.491，0.491)作垂线ef即为进料线(q线)，该线与平衡线的交点0.709， xq＝0.491 坐标为 yq＝故最小回流比为Rmin?xD?yqyq?xq?0.983?0.709?1.26 0.709?0.491取操作回流比为R?2Rmin?2.52，圆整取2.5。 ③求精馏塔的气、液相负荷 L?R?D?2.5?31.08?77.70kmolh V?(R?1)D?3.5?31.08?108.78kmolh L'?L?qF?77.70?1?63.83?141.53kmol/h V'?V?108.78kmol/h ④求操作线方程 精馏段操作线方程为yn?1?xRxn?D?0.714xn?0.281 R?1R?1提馏段操作线方程为y⑤求理论板层数 'm?1L''W'?'xm?'xw?1.301xm?0.007 VV4
精馏段 x 0.949
提馏段 x 0.412
7 0.44994<xF 0.67051
0.01516<xW 求解结果为 13．5(包括再沸器) 总理论板层数NT＝7 进料板位置NF＝5
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