22毕业论文：苯——甲苯二元物系板式精馏塔的设计

板式塔的结构塔体结构板式塔内部装有塔板降液管各物流的进出口及人孔手孔基坐除沫器等附属装置。

除般塔板按设计间距安装外，其它处根据需要决定其间距。

塔顶空间塔顶空间指塔内最上层塔板与塔顶的间距。

为利于出塔气体夹带的液滴沉降，此段远高于板间距，取。

塔底空间塔底储液空间依储液量停留或更长时间而定。

塔底液面至下层塔板之间要有的间距。

人孔对于的板式塔，为安装检修的要求，每隔层塔板设人孔，本塔共开个人孔。

提馏段开个人孔精馏段开个。

人孔处板间距为，直径为，其伸出塔体的筒长为。

塔高有效塔高因为苯甲苯属于理想物系所示成如下的经验式。

当时，将分别代得苯甲苯则度范围苯甲苯由表可知的共用区间为又因为甲苯的正常沸点为，苯的沸点为所以。

因此取个温度点由于纯组分的饱和蒸气压与温度的关系通常可表„„„„„„„„„„„„„由和解得板数的确定操作回流比的求取相对挥发度的计算根据化学工程手册页方程常数有机物值得化合物温物料衡算总物料衡算即„„„„„„„„„„„„„„„„易挥发组分物料衡算即换热器型号第二章精馏塔工艺设计计算物料衡算塔的物料衡算苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量设备的设计附属设备的设计主要有热量衡算求取塔顶冷凝器冷却器的热负荷和所需的冷却水用量再沸器的热负荷和所需的加热蒸气用量选定冷凝器和再沸器的型式求取所需的换热面积并查阅换热器标准，提出合适的底空间进料段高度以及开人孔数目的取值有关，可查资料。

表参数选取项目方式压力加料状态加热方式回流比冷凝器冷却介质板式塔选取连续精馏常压气液混合间接蒸汽全凝器自来水筛板塔关于附属的变量，然后进行流体力学计算，校核其是否符合所规定的范围，如不符合要求就必须修改结构参数，重复上述设计步骤直到满意为止。

最后给制出负荷性能图，以确定适宜操作区和操作弹性。

塔高的确定还与塔顶空间塔统物性为依据，确定具有良好性能压降小弹性大效率高的塔板结构与尺寸。

塔板设计的基本思路是以通过块板的气液处理量和板上气液组成，温度压力等条件为依据，首先参考设计手册上推荐数据初步确定有关算的主要内容包括板间距塔径塔板型式溢流装置塔板布置流体力学性能校核负荷性能图以及塔高等。

其设计计算方法可查阅有关资料。

着重应注意的是塔板设计的任务是以流经塔内气液的物流量操作条件和系却介质的选择塔顶选用全凝器，因为后继工段产品以液相出料，但所得产品的纯度低于分凝器，因为分凝器的第个分凝器相当于块理论板。

塔顶冷却介质采用自来水，方便实惠经济。

板式塔的选择板式塔工艺尺寸设计计平衡线相切得到。

而适宜回流比的确定，应体现最佳回流比选定原则即装置设备费与操作费之和最低，我们推荐以下简化方法计算各项费用，从而确定最佳回流比。

般经验值为塔顶冷凝器的冷凝方式与冷有很多加料状态，这次设计中采用气液混合物进料。

回流比的选择对于般体系最小回流比的确定可按常规方法处理，但对于些特殊体系，如乙醇水体系则要特殊处理，该体系最小回流比的求取应通过精馏段操作线与生产的费用，但也增加了间接加热设备。

操作压力的选取本设计采用常压操作，般，除了热敏性物料以外，凡通过常压蒸馏不难实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统都应采用常压蒸馏。

在化工设计中热设备为再沸器。

本设计不易利用直接蒸汽加热，因为直接蒸汽的加入，对釜内溶液起定稀释作用，在进料条件和产品纯度，轻组分收率定前提下，釜液浓度相应降低，故需在提馏段增加塔板以达到生产要求，从而又增加了和最低。

在设计时要根据实际需要选定回流比。

精馏方式的选定本设计采用连续精馏操作方式，其特点是连续精馏过程是个连续定态过程，能小于间歇精馏过程，易得纯度高的产品。

加热方式本设计采用间接蒸汽加热，加热和最低。

在设计时要根据实际需要选定回流比。

精馏方式的选定本设计采用连续精馏操作方式，其特点是连续精馏过程是个连续定态过程，能小于间歇精馏过程，易得纯度高的产品。

加热方式本设计采用间接蒸汽加热，加热设备为再沸器。

本设计不易利用直接蒸汽加热，因为直接蒸汽的加入，对釜内溶液起定稀释作用，在进料条件和产品纯度，轻组分收率定前提下，釜液浓度相应降低，故需在提馏段增加塔板以达到生产要求，从而又增加了生产的费用，但也增加了间接加热设备。

操作压力的选取本设计采用常压操作，般，除了热敏性物料以外，凡通过常压蒸馏不难实现分离要求，并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来的系统都应采用常压蒸馏。

在化工设计中有很多加料状态，这次设计中采用气液混合物进料。

回流比的选择对于般体系最小回流比的确定可按常规方法处理，但对于些特殊体系，如乙醇水体系则要特殊处理，该体系最小回流比的求取应通过精馏段操作线与平衡线相切得到。

而适宜回流比的确定，应体现最佳回流比选定原则即装置设备费与操作费之和最低，我们推荐以下简化方法计算各项费用，从而确定最佳回流比。

般经验值为塔顶冷凝器的冷凝方式与冷却介质的选择塔顶选用全凝器，因为后继工段产品以液相出料，但所得产品的纯度低于分凝器，因为分凝器的第个分凝器相当于块理论板。

塔顶冷却介质采用自来水，方便实惠经济。

板式塔的选择板式塔工艺尺寸设计计算的主要内容包括板间距塔径塔板型式溢流装置塔板布置流体力学性能校核负荷性能图以及塔高等。

其设计计算方法可查阅有关资料。

着重应注意的是塔板设计的任务是以流经塔内气液的物流量操作条件和系统物性为依据，确定具有良好性能压降小弹性大效率高的塔板结构与尺寸。

塔板设计的基本思路是以通过块板的气液处理量和板上气液组成，温度压力等条件为依据，首先参考设计手册上推荐数据初步确定有关的变量，然后进行流体力学计算，校核其是否符合所规定的范围，如不符合要求就必须修改结构参数，重复上述设计步骤直到满意为止。

最后给制出负荷性能图，以确定适宜操作区和操作弹性。

塔高的确定还与塔顶空间塔底空间进料段高度以及开人孔数目的取值有关，可查资料。

表参数选取项目方式压力加料状态加热方式回流比冷凝器冷却介质板式塔选取连续精馏常压气液混合间接蒸汽全凝器自来水筛板塔关于附属设备的设计附属设备的设计主要有热量衡算求取塔顶冷凝器冷却器的热负荷和所需的冷却水用量再沸器的热负荷和所需的加热蒸气用量选定冷凝器和再沸器的型式求取所需的换热面积并查阅换热器标准，提出合适的换热器型号第二章精馏塔工艺设计计算物料衡算塔的物料衡算苯的摩尔质量甲苯的摩尔质量原料液及塔顶塔底产品的平均摩尔质量物料衡算总物料衡算即„„„„„„„„„„„„„„„„易挥发组分物料衡算即„„„„„„„„„„„„„由和解得板数的确定操作回流比的求取相对挥发度的计算根据化学工程手册页方程常数有机物值得化合物温度范围苯甲苯由表可知的共用区间为又因为甲苯的正常沸点为，苯的沸点为所以。

因此取个温度点由于纯组分的饱和蒸气压与温度的关系通常可表示成如下的经验式。

当时，将分别代得苯甲苯则因为苯甲苯属于理想物系所以乌拉尔定律代入则同理则求最小回流比及操作回流比。

进料线方程为当时相平衡方程为两式联立即得故最小回流比为取操作回流比为求精馏塔气液相负荷精馏段提馏段操作线方程的确定精馏段操作线方程提馏段操作线方程精馏塔理论塔板数及理论加料位置采用相平衡方程与操作线方程式利用逐板计算法由知联立精提馏段操作线方程得第块塔板上升气相组成为从第块塔板下降的液体组成由第二块塔板上升气相组成为同理因所以第块塔板上升气相组成由提馏段板设计合理。

因为液泛线在液沫夹带线的上方，所以塔板的气相负荷上限由液沫夹带控制，操作下限由漏液线控制。

按固定的液气比，从负荷性能图中可查得气相负荷上限，气相负荷下限，所以可得故操作弹性为塔板的这操作弹性在合理的范围之内，由此也可表明塔板设计是合理的。

板式塔的结构塔体结构板式塔内部装有塔板降液管各物流的进出口及人孔手孔基坐除沫器等附属装置。

除般塔板按设计间距安装外，其它处根据需要决定其间距。

塔顶空间塔顶空间指塔内最上层塔板与塔顶的间距。

为利于出塔气体夹带的液滴沉降，此段远高于板间距，取。

塔底空间塔底储液空间依储液量停留或更长时间而定。

塔底液面至下层塔板之间要有的间距。

人孔对于的板式塔，为安装检修的要求，每隔层塔板设人孔，本塔共开个人孔。

提馏段开个人孔精馏段开个。

人孔处板间距为，直径为，其伸出塔体的筒长为。

塔高有效塔高塔板结构塔径为，超过，故采用整块式由于钢度安装检修等要求，多将塔板分成数块送入塔内。

为了检修方便，取块板作为通道板，通道板的宽度取。

第四章热量衡算热量衡算表苯甲苯的蒸发潜热与临界温度塔顶热量其中则时苯蒸发潜热甲苯蒸发潜热塔底热量物质沸点蒸发潜热临界温度苯甲苯其中则苯蒸发潜热甲苯蒸发潜热计算结果总汇符号单位计算数据精馏段提馏段各段平均温度各段平均压强平均流量气相液相实际塔板数块板间距塔的有效高度塔径空塔气速塔板液流型式单溢流单溢流溢流装置溢流管型式弓