年处理10万吨苯-甲苯筛板精馏塔设计说明书.docxVIP

湖北大学本科课程设计

题目苯-甲苯溶液连续精馏塔设计

姓名胡康谭代贵学号2021311060300（83/68）

专业年级化学工程与工艺2101班

指导教师王应席职称教授

2024年1月12日

目录

TOC\o1-3\h\z\u苯-甲苯连续精馏塔设计 5

操作条件 5

1.苯 6

2.甲苯 6

3.苯-甲苯连续分离精馏在世界上的发展 7

4.设计计算 7

4.1精馏塔的物料衡算 7

4.2塔板数的确定 8

4.2.1苯—甲苯混合物的ｔ-ｘ-ｙ图和x-y图 8

4.2.2确定最小回流比和回流比 10

4.2.3精馏塔气、液相负荷的确定 10

4.2.4操作线方程 10

4.2.5图解法求理论塔板数 11

4.2.6全塔的效率计算 11

4.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 12

4.3.1操作压力计算 12

4.3.2平均摩尔质量计算 13

4.3.3平均密度计算 13

4.3.4液体平均表面张力计算 16

4.3.5液体平均粘度计算 17

4.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算与板间距的确定 17

4.4.1塔径的计算 17

4.5塔板主要工艺尺寸计算 20

4.5.1溢流装置的计算 20

4.5.2塔板分布 22

4.6筛板的流体力学验算 23

4.6.1精馏段筛板的流体力学验算 23

4.6.2提馏段筛板的流体力学验算 25

4.7塔板负荷性能图 26

4.7.1精馏段塔板负荷性计算 26

4.7.2提馏段塔板负荷性能计算 29

4.8塔的辅助设备及附件的计算与选型 31

4.8.1全凝器 31

4.8.2再沸器 32

4.8.3接管管径计算与选型 33

4.8.4塔顶空间 35

4.8.5人孔 35

设计结果一览表 35

参考文献 37

苯-甲苯连续精馏塔设计

摘要

本设计任务为分离苯—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入精馏塔内。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，其余部分经产品冷凝冷却后送至储罐。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1.6倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。

操作条件

塔顶压力：4kPa

进料热状态：泡点进料

回流比：1.6倍

加热蒸汽：低压加热

单板压降：≤0.7kPa

总板效率：56％

进料中苯的含量（质量分数）：45%

塔顶苯的含量（质量分数）：99%

塔顶易挥发组分回收率：99%

生产能力（万吨/年）：10

1.苯

苯是一种无色、无味的液体化合物，是芳香烃的一种，具有特有的芳香气味。苯的分子式为C6H6，由六个碳原子和六个氢原子组成。这种化合物在化学和工业领域中具有广泛的应用，同时也是有机化学中一个基础的芳香化合物。苯的分子结构呈六角形，六个碳原子交替单、双键形成芳香环，每个碳原子上还结合一个氢原子。这种稳定的结构使得苯在许多反应中表现出独特的芳香性质。苯在自然界中存在于石油和天然气中，也可通过裂解煤炭或提炼石油而得到。它是一种挥发性有机化合物，易于挥发到空气中。在化学上，苯是许多重要有机化合物的基础。它是许多药物、塑料、合成橡胶、染料、溶剂和其他化学产品的重要原料。苯还用于制备一系列重要的衍生物，如甲苯、苯酚、氯苯等，这些衍生物在工业生产和化学研究中具有重要作用。苯是一个非常稳定的芳香化合物，其芳香性质使其在许多有机反应中表现出独特的行为。苯环的稳定性来源于其π电子的特殊分布，使其相对不容易发生加成反应。这种特性使苯在芳香族取代反应中成为有机合成中的重要结构。然而，值得注意的是，苯也有一些潜在的健康和环境风险。长期暴露于高浓度的苯蒸气可能对人体健康产生负面影响，而苯也是一种环境污染物。因此，在苯的生产和使用中需要采取适当的安全和环保措施。

2.甲苯

甲苯是一种常见的有机溶剂，是一种无色透明的液体，具有特有的芳香气味。其分子式为C6H5CH3，属于芳香烃类化合物，由苯环和一个甲基基团组成。甲苯是工业和化学领域中广泛应用的化学品，同时也在一些日常用品中有所存在。甲苯可以通过煤焦油裂解、石油烃分馏或甲基化苯的方法制备。它是一种挥发性有机溶剂，能够迅速挥发到空气中。由于其良好的溶解性和挥发性，甲苯被广泛用于油漆、油墨、涂料和胶黏剂等产品的