苯甲苯精馏塔设计方案

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1、(一)设计方案的确定本设计任务为分离苯—甲苯混合物，对于二元混合物的分离。应用连续精馏流程。设计中采用泡点进料。将原料通过预热器加热至泡点后进入连续精馏塔内。塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝后，部分回流，其余部分经产品冷却后送至储罐。操作回流比取最小回流比的1.5倍。塔内采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。（二）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：=78.11Kg/Kmol甲苯的摩尔质量：=92.13Kg/Kmol2.原料液及塔顶塔底产品的摩尔质量：3.物料衡算（三）塔板数

2、的确定1.理论塔板数的求取苯和甲苯属理想物系，可采用M.T.图解法求（1）根据苯和甲苯的气液平衡数据作y-x图，参图1和图2。（2）求最小回流比及操作回流比R。因泡点进料，q=1在图1中对角线上自点e(0.228，0.228)作垂线即为进料线，该线与平衡线的交点坐标为，该点就是最小回流比时操作线与平衡线的交点坐标。-33-最小回流比：操作回流比：故取操作回流比R=4.41（3）求理论板数精馏段操作线方程q线方程为如图1所示，做图法求得：=18块（不包括再沸器），第11块为进料板。2塔效率的确定=0.17

3、-0.616lg-33-根据塔顶、塔釜液相组成，利用表格中的数据由拉格朗日插值法可求t，℃x,%y,%t，℃x,%y,%110.560.000.0090.1155.075.5109.911.002.5088.8060.079.1108.793.007.1187.6365.082.5107.615.0011.286.5270.085.7105.0510.020.885.4475.088.5102.7915.029.484.4080.091.2100.7520.037.283.3385.093.698.84

4、25.044.282.2590.095.997.1330.050.781.1195.098.095.5835.056.680.6697.098.894.0940.061.980.2199.099.6192.6945.066.780.01100.0100.091.4050.071.3精馏段的平均温度℃提馏段的平均温度℃混合物的黏度精馏段89.825℃时，进料板99.68C时，提馏段109.80℃时，-33-精馏段塔板效率提馏段塔板效率精馏段塔板数提馏段塔板数全塔总效率（四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的

5、计算1.操作压力的计算塔顶操作压力每层塔板压降进料板压力塔底操作压力精馏段平均压力提馏段平均压力2.操作温度的计算（计算板效率时已算出）塔顶温度℃进料温度℃塔底温度℃精馏段平均温度℃提馏段平均温度℃3.平均摩尔质量计算塔顶平均摩尔质量计算由，查平衡曲线得：-33-进料板平均摩尔质量由图解理论板得：查平衡曲线得塔底平均摩尔质量查图得精馏段的平均摩尔质量提馏段平均摩尔质量2.平均密度的计算（1）气相平均密度的计算由理想气体状态方程计算，精馏段提馏段（2）液相平均密度的计算液相平均密度依进行计算a)塔顶平均密

6、度的计算由℃查手册得，b)进料板液相平均密度的计算℃，查手册得，进料板的液相质量分率：-33-a)塔底液相平均密度的计算℃，查手册得，塔底的液相质量分率：精馏段液相平均密度提馏段液相平均密度2.液相平均表面张力的计算液相平均表面张力按公式进行计算l塔顶液相平均表面张力的计算由℃查手册得，l进料板液相平均表面张力的计算℃，查手册得，l塔底液相平均表面张力的计算℃，查手册得，精馏段液相平均表面张力提馏段液相平均表面张力3.液相平均黏度的计算（前面已经计算过）精馏段液相平均黏度提馏段液相平均黏度（五）精馏塔的

7、塔体工艺尺寸计算1.塔径的计算（1）精馏段的气液相体积流率为-33-C由式计算出，可由史密斯关联图查出，横坐标数值：取板间距=0.50m，板上液层高度=0.07m，则查图得，，取安全系数为0.6，则空塔气速为，按标准塔径圆整为塔截面积为实际空塔气速为（2）提馏段的气液相体积流率为可由史密斯关联图查出，横坐标数值：-33-取板间距，板上液层高度，则查图得取安全系数为0.75，则空塔气速为，按标准塔径圆整为塔截面积为实际空塔气速为2精馏塔有效高度的计算（1）精馏段有效高度为提馏段有效高度为在进料板上方开一人

8、孔，其高度为0.8m，故精馏塔的有效高度为（六）塔板主要工艺尺寸的计算1．溢流装置计算因塔径为2000mm可选用单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下：、①精馏段（1）堰长，取（2）溢流堰高度，由，选用平直堰，堰上液层高度-33-因为，，查液流收缩系数计算图，得E=1.02,则取板上层清液高度=70mm，故②提馏段（1）堰长，取（2）溢流堰高度，由，因为，，查液流收缩系数计算图，得近似取E=1,则取板上层清液高度=80mm，故（1）