分离苯-甲苯筛板式精馏塔设计2 - 图文

第一部分 概述

一、设计题目：浮阀板式精馏塔设计

二、设计任务：

试设计分离苯-甲苯混合物的筛板精馏塔。已知原料液的处理量为 ，组成为 （苯的质量分数），要求塔顶馏出液的组成为 ，塔底釜液的组成为 。

三、设计条件

操作压力 进料热状况 回流比

试根据上述工艺条件作出筛板的设计计算。

单板压降 全塔效率 四、工艺流程图

原料液由泵经过预热器预热后进入精馏塔内。操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。为了使精馏塔连续的稳定的进行，流程中还要考虑设置原料槽。产品槽和相应的泵,有时还要设置高位槽。且在适当位置设置必要的仪表（流量计、温度计和压力表）。以测量物流的各项参数。

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一、设计方案的确定

本设计任务书为分离苯-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，其余部分经产品冷却器冷却后送至储罐。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 1.5 倍。

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= 甲苯的摩尔质量 MB= XF= XD=

XW=

2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量

MF=

MD= MW= 3.物料衡算原料 原料处理量

总物料衡算

苯物料衡算

联立解得

三、塔板数的确定

1、理论半数的确定

苯-甲苯属于理想物系故相对挥发度 最小回流比及操作回流比为：

取操作回流比为：

③求精馏塔的气、液相负荷

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，又因为泡点进料故：

④求操作线方程 精馏段操作线方程

提馏段操作线方程

⑤逐板法求理论板层数 求解结果为： 精馏段塔板数： 提留段塔板数： 进料板位置 ：

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2.实际板层数的求取 精馏段实际板层数： 提馏段实际板层数： 总实际板数：

四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

（一）精馏段 1.操作压力计算

塔顶操作压力： 每层塔板压降 ： 进料板压降： 精馏段平均压力： 2.操作温度计算

依据操作压力，由泡点方程通过试差法计算出泡点温度，其中苯、甲苯的饱和蒸汽压由安托尼方程计算，计算过程略。计算结果如下:

塔顶温度 进料板温度 塔釜温度

3.平均摩尔质量计算 ⑴塔顶摩尔质量计算：

⑵进料板平均摩尔质量计算 由逐板法，得

（3）精馏段气液混合物平均摩尔质量

4.平均密度计算

⑴气相平均密度计算

由理想气体状态方程计算，即

⑵液相平均密度计算

液相平均密度依下式计算：

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（3）塔顶液相平均密度计算：

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