设计任务说明书
题目：苯-甲苯精馏塔设计
设计工作量：1.年处理量18000吨
2.原料液质量分数30%
3.产品含苯量不低于97% 4.残留液苯含量不高于1% 设计者：班级：0820421-06
姓名：刘肖山
指导教师： 熊英莹
目录
课程设计任务书……………………………………………4 一.设计任务及设计条件…………………………………4 1.设计任务………………………………………………4 2.操作条件………………………………………………4 3.设备形式………………………………………………4 4.厂址……………………………………………………4 二.设计计算………………………………………………4 （一）设计方案的确定…………………………………4 （二）精馏塔的物料衡算………………………………5 1. 原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数……………5 2. 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量………5 3. 物料衡算……………………………………………5 4. 全塔热平衡…………………………………………6 5. 塔底再沸器及加热蒸汽消耗量……………………6 6. 冷凝器的热负荷及冷却水消耗量…………………6 （三）塔板数的确定……………………………………6 1.理论板层数 的确定…………………………………6 2. 实际板层数的求取…………………………………9 （四）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算……9 （五）精馏塔的塔体工艺尺寸…………………………11 1.塔径的计算…………………………………………11
2.精馏塔有效高度的计算………………………………12 （六）塔板主要工艺尺寸的计算…………………………13
1.溢流装置计算…………………………………………13 2.塔板布置及浮阀数目与排列…………………………14 (七)塔板流体力学验算…………………………………15 1.气相通过浮阀塔板得压降……………………………15 2.淹塔……………………………………………………16 3.雾沫夹带………………………………………………16 （八）塔板负荷性能图……………………………………17 三.塔附件设计……………………………………………21 1.接管—进料管…………………………………………21 2.法兰……………………………………………………21 3.筒体与封头……………………………………………22 4.人孔……………………………………………………22 四.设计评述………………………………………………23 五.参考资料………………………………………………24
课程设计任务书
设计题目苯：（A）-甲苯(B)板式浮阀精馏塔工艺设计 一、设计任务及设计条件 1.设计任务
生产能力（进料量）：16000t/年 操作周期：72000h/年 进料组成：40% 塔顶产品组成：>=97% 塔底产品组成：<=1% 2.操作条件
每年实际生产天数：330天（一年中一个月检修） 塔顶压强：4kpa（表压） 进料热状况：自选 单板压降：<=
塔釜用间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为2--4Kgf/cm^2 塔顶冷凝用冷却水，进出口温差为20--40℃ 全塔效率:ET=52% 3.设备形式：浮阀塔
4.厂址：太原地区(大气压为92kpa，绝压；夏天水温为16--18℃) 二、设计计算
（一）设计方案的确定
本设计任务为分离苯和甲苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用常压下的连续精馏装置。本设计采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点了之后送入精馏塔内，其余部分经产品冷却器冷却后送入储罐。该物系属易分离物系，最小回流比较小，操作回流比取最小回流比的倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送入储罐。 （二）精馏塔的物料衡算
1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 苯的摩尔质量MA?78kg/kmol 甲苯的摩尔质量MB?92kg/kmol
2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 3.物料衡算 原料处理量 qn,F18000×103??28.66(kmol/h) 7200×87.24总物料衡算 =qn,D?qn,W 苯物料衡算 ×=×qn,D?qn,W× 联立解得 qn,D? h qn,W? h 4.全塔热平衡 全塔物料衡算 qn,F?qn,D?qn,w
全塔热量衡算 qHF?qHD?qHW
n,fn,Dn,w5.塔底再沸器及加热蒸汽消耗量
釜残液中苯的含量很少，为简单计算，其焓值按纯苯计算 泡点进料时 q=1 再沸器的热负荷为： 加热蒸汽消耗量为：
6.冷凝器的热负荷及冷却水消耗量
馏出液中几乎为纯苯，其焓值按纯苯计算 泡点进料状态下，全凝器的热负荷为： 冷却水温差取25℃，则冷却水消耗量为： （三）塔板数的确定 1.理论板层数NT的确定
苯（A）-甲苯(B)属于理想物系，可采用图解法求理论板数。 （1）由苯-甲苯物系的气液平衡数据绘出x-y图，见下图。 （2）最小回流比及操作回流比的确定。
采用作图法求最小回流比。在附图一中对角线上，自点e（，）作垂线ef即为q线，该线与平衡线的交点坐标为（,。
?yx最小回流比：R?y?xDminqq?q0.974?0.562?1.91
0.562?0.34