及物性参数液相平均相对分子质量气相密度当时液相密度时液相黏度时进料条件下的流量及物性参数气相平均相对分子质量液相平均相对分子质量气相密度液相密度当时利用内插法得，液相黏度时利用内插法得，进料质量流量精馏段的流量及物性参数气相平均相对分子质量液相平均相对分子质量气相密度液相密度气相流量液相流量液相黏度提馏段的流量及物性参数气相平均相对分子质量液相平均相对分子质量气相密度液相密度气相流量的管子液体分布器的选型本设计采用莲蓬头式喷淋器，选用此装置能使截面积的填料表面较好的润湿。结构简单，制造和维修方便，喷洒比较方便，安装方便。回流也分布器的计算流速系数取,取米小孔输液能力计算孔进料液分布器的计算由化工容器及设备简明设计手册贺匡国主编页查得莲蓬头的直径般取塔径的，所以莲蓬头的直径为，喷射角取为度，莲蓬头的喷头高度,取,小孔的直径为，取小孔直径为。填料及支撑板的选择塔釜设计小料液在釜内停留,装填系数取塔釜高塔径塔釜液量塔釜体积,,除沫器为了确保气体的浓度，减少液体的夹带损失，选用除沫器。常用的除沫器装置有折流板式除沫器丝网除沫器以及旋流板除沫器。本设计塔径小，且气液分离，故采用小型丝网除沫器，装入设备上盖。第章精馏塔附属设备选型及计算冷凝器冷凝器的选型本设计冷凝器重力回流直立或管壳式冷凝器原理，因本设计冷凝器与被冷凝流体温差不大，所以选用管壳式冷凝器，被冷凝气体走管间，以便及时排除冷凝液。冷却水循环与气体方向相反，即逆流式，当气体流入冷凝器时，使其液膜厚度减弱，传热系数增大，利于节约面积，减少材料费，取冷凝器传热系数传热面积的计算长沙地区夏季最高平均气温，温升逆流将，代入求得传热面积加热器加热器的选型选用型管加热器，经处理后，放在塔釜内，蒸汽选择饱和水蒸汽，传热系数传热面积的计算又表得液相流量液相黏度精馏塔的塔体尺寸的计算填料的选择填料是填料塔的核心构件，它提供了气液两相相接触传质与传热的表面，与塔内件起决定了填料塔的性质。本设计选用规整填料，金属波纹型填料。规整填料是种在塔内按均匀图形排布整齐堆砌的填料，规定了气液的通路，改善了沟流和壁流现象，压降可以很小，可以提供更大的比表面积，在等溶剂中达到更高的传质传热效果。与散装填料相比，规整填料结构均匀规则有对称性，当与散装填料有相同的比表面积时，填料孔隙率更大，具有更大的通量，单位分离能力大。精馏段塔径的计算精馏段，，,,,,ε,把以上数据代入气速关联式㏒得空塔气速均体积流量圆整后空塔气速提馏段塔径的计算提馏段，，,,ε,把以上数据代入气速关联式㏒得空塔气速均体积流量圆整后空塔气速填料层高度的计算查资料得每米填料理论板数为由理论板数等板高度得精米提米共米实精即实米第章精馏塔主要附件的选型及计算塔接管的计算及选择进料管取进料管速度为选用的管子回流管直流回流般为取选用的管子塔顶蒸汽接管操作压力常压，蒸汽速度选用的管子塔釜出料塔釜流出液体速度选用是将原料液通过加热器加热到泡点后送入精馏塔内，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下部分回流至塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。采用泡点进料，不仅对稳定塔操作较为方便，且不受春夏秋冬因为进料温度的变化而造成塔的不稳定。塔顶冷凝方式塔顶采用全冷凝器，用水冷凝，塔顶出来的气体温度不高，冷凝后回流液和产品温度不高，无需进步冷却。此次分离选用全冷凝器。回流比的选择该物系属于易分离物系，最小回流比也比较小，故使操作回流比取最小回流比的倍。最小回流比的选取关系着塔板数的个数，要想达到理想的分离效果，如果回流比越小，塔板数就会越大，从而减少操作成本，但是精馏塔制造的固定成本提高，相反，回流比越大，塔板数就越小，操作成本高但是制造成本低。加热方式加热方式分为直接蒸汽和间接蒸汽加热，本设计采用间接蒸汽加热，间接加热是通过加热器使釜液产生汽化，上升蒸汽与回流下来的冷液进行传质。采用间接蒸汽加热可以使釜液部分汽化，维持原来的浓度，以此可以减少理论板数。缺点是增加加热装置。第章精馏塔的工艺计算精馏塔的物料衡算原料的摩尔分率平均摩尔质量及处理量苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量由已知条件得知，料液组成为，从而可求原料的摩尔分率和原料的平均摩尔质量又由已知的处理量为吨年，可得原料处理量即产品的摩尔分率平均摩尔质量及处理量由已知条件，塔顶产品组成为，可求塔顶组成的摩尔分率及平均摩尔质量。塔釜产品为，可求塔釜组成的摩尔分率及平均摩尔质量。又已知即联立以上两式物料中塔顶产品的平均相对分子质量塔顶产品流量塔釜产品的平均相对分子质量塔顶产品流量物料衡算结果表单位进料塔顶塔釜物料流量组成质量分率摩尔分率精馏塔的热量衡算加热介质和冷却剂的选择加热介质本设计选用温度为的饱和水蒸汽作为加热介质，因为饱和水蒸汽是种应用最广的加热剂，其冷却时的传热膜系数很高，可以通过改变水蒸气的压力控制加热温度，水蒸气易于获得清洁不易腐蚀加热管，成本低，塔结构也不复杂。冷却剂本设计选用的冷却水，选升温，即冷却水的出口温度为冷凝器的热负荷的计算冷凝器的热负荷其中加热蒸汽消耗量水蒸气水蒸气的蒸发潜热热量衡算总结果见表表热量衡算总结果符号数值精馏塔的理论板数和物性参数的计算塔顶塔底塔釜温度的求算由化工原理课程设计刘雪暖汤景凝主编查得苯甲苯的气液平衡数据表常压下苯甲苯的气液平衡数据温度液相中苯的摩尔分率气相中苯的摩尔分率根据汽液平衡表利用内插法求以下几个温度塔顶温度得得塔釜温度得进料温度得相对挥发度时，时理论板数的求取由于本次设计的相对挥发度是变化的，所以不能用简捷法求得，应用图解法。根据苯甲苯溶液物系的气液平衡数据，绘出图见附页求最小回流比及操作回流比采用作图法求最小回流比，在气液相平衡图中对角线自点,作垂线即为进料线线，该线与平衡线的交点坐标，故最小回流比为取操作回流比为精馏塔的气液相负荷图解法求理论板层数采用图解法求解理论板数，如图附录，求解结果为总理论板数含再沸器进料板位置精馏段理论板数块提馏段块塔顶条件下的流量及物性参数气相平均相对分子质量的计算可由查平衡曲线得液相平均相对分子质量气相密度表为沸点下的蒸发潜热数据项目沸点蒸发潜热苯甲苯蒸发潜热与温度的关系为由沃森计算塔顶温度下的潜热，对苯对甲苯蒸发潜热对全冷凝器做热量衡算忽略热量损失选择泡点回流，因塔顶苯的含量很高，与露点接近，所以冷却介质消耗量的计算选加热器的热负荷及全塔热量衡算本设计选用温度为的饱和水蒸汽作为加热介质表为苯和甲苯的摩尔热容苯甲苯根据表利用内插法求得下表苯和甲苯在不同温度下混合的比热容如表苯均甲苯均苯均甲苯均苯均均甲苯均均∫均均∫均均又，对全塔进行热量衡算，对进料焓即为基准进行热量衡算塔釜损失为，则η则填料的选择精馏段塔径的计算提馏段塔径的计算填料层高度的计算