题目：
化 工 原 理 课 程 设 计
苯—甲苯混合液连续精馏筛板塔设计
系部名称 化学工程学院 专业班级 环境工程090606 学生姓名 甘发华 学生学号 20092204 指导教师 杜长海
2012年6月24日
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课程设计任务书
一、课题名称
苯—甲苯分离过程板式精馏塔设计
二、课题条件（原始数据）
设计方案的选定 原料：苯、甲苯
年处理量： 5.5万吨/年
原料液组成（苯的质量分数）：50% 塔顶产品浓度：苯含量≥96% 塔底釜液含苯含量≤4%（质量分率） 料液初温：自定 操作压力：自定 回流比： 自定
错误！未指定书签。单板压降：自选 进料状态：自定 生产时间：自定
冷却水温度：自定
目录
第一章 绪论
第二章 设计方案的确定 第三章 塔体计算
3.1 精馏塔的物料衡算
3.1.1原料液级塔顶、塔底产品的摩尔分率
3.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3.1.3物料衡算 第四章 塔板计算 4.1 塔板数的确定
4.1.1理论板数Nt的求取 4.1.2实际板数的求取 4.2 精馏段与提馏段的计算
4.2.1精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 4.2.2精馏塔的塔体工艺尺寸计算 4.2.3.塔板主要工艺尺寸的计算 4.2.4.筛板的流体力学验算 4.2.5.精馏段塔板负荷性能图 第五章 精馏塔的附属设备及接管尺寸 5.1塔体结构 5.2配管
5.3辅助设备 5.3.1冷凝器 5.3.2再沸器 5.3.3料液泵 5.3.4除沫器 附录
参考文献
第三章 塔体计算
本设计采用连续精馏流程，饱和液体进料。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，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。该物系属于易分离物系，最小回流比比较小，故操作回
流比取最小回流比的1.5倍。塔釜采用饱和蒸汽间接加热，塔底产品冷却后送至储罐。
3.1 精馏塔的物料衡算
3.1.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量 MA?78.11Kg/mol 甲苯的摩尔质量 MB?92.13Kg/mol
0.50/78.11?0.541
0.50/78.11?0.50/92.130.96/78.11?0.966 XD?0.96/78.11?0.04/92.130.04/78.11?0.047 XW?0.04/78.11?0.96/92.13 XF? 3.1.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量
)?92.13?85.00Kg/Kmol MF?0.541?78.11?(1?0.541MD?0.966?78.11?(1?0.966)?92.13?78.59Kg/Kmol
MW?0.047?78.11?(1?0.047)?92.13?91.47Kg/Kmol
3.1.3物料衡算 原料处理量 F?5.5?10000?1000?73.87kmol/h
365?24?85.00 总物料衡算 73.87?D?W
苯物料衡算 0.541?73.87?0.966?D?0.047?W 联立解得
D?39.73kmol/h
W?34.14kmol/h
第四章 塔板计算
4.1 塔板数的确定 4.1.1理论板数Nt的求取 (1)相对挥发度的求取
苯的沸点为80.1℃，甲苯的沸点为110.63℃ ①当温度为80.1℃时
lgPA??6.0355?1211.033?2.006
80.1?220.791344.8?1.591 lgPB??6.07954?80.1?219.482 解得PA??101.34KPa，PB??38.96KPa ②当温度为110.63℃时
1211.033?2.376
110.63?220.791344.8?2.006 lgPB??6.07954?110.63?219.482 lgPA??6.0355? 解得PA??237.95KPa，PB??101.34KPa
0PA?1?0?101.3138.96?2.600PB 则有 0PA??237.95101.34?2.348 2PB0
相对挥发度：???1?2?2.600?2.348?2.47
(2)最小回流比的求取
由于是饱和液体进料，有q=1，q线为一垂直线，故xq?xF?0.541， 由理论塔板数图可知，yq=0.747 最小回流比为
Rmin?xD?yqyq?xq?0.966?0.744?1.09
0.744?0.541 回流比为最小回流比的1.5倍，即
R?1.5Rmin?1.5?1.09?1.64
(3)精馏塔的气、液相负荷
L?RD?1.64?39.73?65.16Kmol/h