南京工业大学
浦江学院
《化工原理》课程设计
设计题目 苯-乙苯精馏工段工艺设计 专业 生物工程 班级 浦生工0904 团队编号 D 指导教师 金自强 设计日期 2012 年 6 月 11 日至 2012 年 6 月 24日 评分表：
队内编号 1 2 3 4 姓名 学号 队长加分（5） 5 0 0 0 队长打分(20) 19 19 19 19 教师打分(30) 团队报告分(50) 总分 五级分制 杨天杰 朱俊茂 陆飞鹏 盛成 15 14 16 17
指导教师签字：
化工原理课程设计任务书
目录
第一章 前言
第二章 设计方案的确定及流程说明 2.1设计条件 2.2设计主要任务 2.3工艺流程 2.4设计内容 2.5主要物性数据 第三章 工艺计算
3.1 精馏塔物料的衡算 3.2 塔板数的确定 3.3 实际塔板数的求取 第四章 相关物性参数的计算 4.1 操作压强 4.2 平均温度 4.3 平均摩尔质量 4.4 平均密度 4.5 液体平均黏度 4.6 液体平均表面张力 4.7 气液相负荷
4.8塔的工艺条件及物性数据统计 第五章 塔和塔板的主要工艺尺寸计算 5.1 塔径
5.2 溢流装置
5.3 弓形降液管宽度Wd和截面Af 5.4 降液管底隙高度 5.5 塔板布置
5.6 开孔区（鼓泡区）面积计算 5.7浮阀塔的开孔率及阀孔排列 第六章 塔板的流体力学验算
6.1气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降）
6.1.1 干板压降
6.1.2 板上充气液层阻力hl
6.1.3 表面张力引起的阻力
6.2 液泛验算 6.3 雾沫夹带验算 第七章 塔板负荷性能图 7.1精馏段
7.2提馏段
第八章板式塔的结构与附属设备 8.1塔体结构
8.1.1塔顶空间 8.1.2塔底空间 8.1.3人孔
8.2 精馏塔的附属设备
8.2.1塔主要接管尺寸计算 8.1.2塔底空间 8.1.3人孔
8.2 精馏塔的附属设备
8.2.1塔主要接管尺寸计算 8.3 设计结果一览表 第九章 换热器的设计
9.1 确定设计方案 9.2 确定物性数据 9.3 估算传热面积 9.4 工艺结构尺寸
第一章 前言
塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使气（或汽）液或液液两相进行紧密接触，达到相际传质及传热的目的。可在塔设备中完成的常见操作有：精馏、吸收、解吸和萃取等。此外，工业气体的冷却与回收、气体的湿法静制和干燥，以及兼有气液两相传质和传热的增湿、减湿等。 在化工厂、石油化工厂、炼油厂等中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各个方面，都有重大的影响。据有关资料报道，塔设备的投资费用占整个工艺设备投资费用的较大比例；它所耗用的钢材重量在各类工艺设备中也属较多。因此，塔设备的设计和研究，受到化工炼油等行业的极大重视。
第二章 设计方案的确定及流程说明
2.1设计条件
（1）工艺条件：
体系：主要含苯-乙苯的烃化液，要求采用常规连续精馏的方法，从烃化液中分离出苯。浮阀塔，总板效率ET=0.65； （2）物料条件：
表1 烃化液摩尔流量
小组编号 A B 110 C 120 D 130 E 140 F 150 G 160 流量/ (kmol/h) 100 表2 烃化液含量表 Component ID Component name Formula Mole-Frac C6H6 BENZENE C6H6 0.65 C8H10 ETHYLBENZENE C8H10 0.35 烃化液进料温度60℃。 塔顶：压力为0.12Mpa（绝压，下同），采用全凝器，冷凝液在泡点下部分回流至塔内，其余馏出液D经产品冷却器冷却后送储罐；
塔底：塔釜采用间接蒸汽加热的釜式再沸器，塔釜产品冷却后送储罐。 （3）共用工程条件： 加热蒸汽等级：0.9MPa。 循环冷却水：30℃。 供电容量可满足需要。
（4）工作日：300 d/a，24 h/d。 2.2设计主要任务
（1）分离要求：要求从塔顶馏出的苯液中，乙苯的含量低于0.5%（摩尔分数，下同）。釜液中苯含量要求小于0.2%。 （2）其它要求：详见《化工原理课程设计指导书》。
本设计任务为分离苯-乙苯混合物。对于二元混合物的分离，应采用连续精馏。精馏过程的流程设计如下： 2.3 工艺流程
如图1所示。原料液由高位槽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。
苯-乙苯精馏体系冷夜进料
设计中采用泡点进料，塔顶上升蒸汽采用全冷凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔内，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2倍。塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品经冷却后送至储罐。具体如下：
塔型的选择
本设计中采用筛板塔。筛板塔的优点是结构比浮阀塔更简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60％，为浮阀塔的80％左右。 处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10～15％。塔板效率高，比泡罩塔高15％左右。压降较低。缺点是塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不匀。
加料方式和加料热状况的选择 加料方式采用直接流入塔内。
虽然进料方式有多种，但是饱和液体进料时进料温度不受季节、气温变化和前段工序波动的影响，塔的操作比较容易控制；此外，饱和液体进料时精馏段和提馏段的塔径相同，无论是设计计算还是实际加工制造这样的精馏塔都比较容易，为此，本次设计中采取饱和液体进料
设计的依据与技术来源
本设计依据于精馏的原理（即利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝使轻重组分分离），并在满足工艺和操作的要求，满
苯-乙苯精工段工艺设计
