苏ICP备112451047180号-6
年处理2.3万吨苯—甲苯混合液工艺流程设计
摘 要
本文主要任务是为设计一定处理量的分离苯和甲苯混合物的精馏塔。具体是要求处理原料为40%（摩尔分率）的苯和60%（摩尔分率）甲苯，进料温度为泡点温度，年处理2.3万吨苯-甲苯混合物。通过设计一精馏塔，使得产品组成为馏出液不小于 96%（摩尔分率）的苯，釜液不大于3%（摩尔分率）的苯。
本文主要进行精馏塔的工艺设计，其中包括塔的物料衡算、塔板数的确定、塔工艺条件及物性数据计算、精馏塔气液负荷计算、塔和塔板的主要工艺尺寸的计算、筛板的流体力学验算、精馏塔的的附属设备及接管尺寸以及塔板负荷性能图等主要计算过程。通过本文设计使得化工人员对化工生产中常用的精馏塔相关知识有所了解，为今后的化工生产起到一定的参考。
关键词：精馏塔；工艺设计；物料衡算
前 言
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
苯-甲苯是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、具毒性、污染性和腐蚀性的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化等行业。
长期以来，苯多以蒸馏法生产，但是由于苯~甲苯体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的苯来说产量不好。但是由于常用的多为其甲苯溶液，因此，研究和改进苯~甲苯体系的精馏设备是非常重要的。
塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。
本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核。
一 工艺流程说明
1）、原料液经储罐由泵打到换热器中与釜液进行换热，原料被预热后进入塔中，进行分离。
2）、塔顶蒸气采出后进入全凝器，利用循环水降低温度使之由气体变成液体，然后被送到回流罐，一部分利用重力回流返回塔中，另一部分作为塔顶产品到冷凝器中，用井水冷却至室温后进入储罐中。
3）、塔釜液采出后一部分送到再沸器变成蒸气返回塔中，另一部分作为塔釜产品与原料换热后被送入储罐。
4）、补充说明
①当塔釜产品采出后，利用它的热能将原料预热，可节约能源。
②塔顶产品的蒸气用循环水将其冷凝，最后的塔顶产品用井水（15℃）将其冷却。
③回流采用重力回流。因为化工厂中一般均有厂房，这样比泵回流节约费用。
二．塔的工艺计算
操作压力
精馏操作按操作压力可分为常压、加压和减压操作。精馏操作中压力影响非常大。当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度将增大，对分离有利。但当压力太低时，对设备要求较高，设备费用增加。因此在设计时一般采用常压精馏。苯—甲苯系统在常压下挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压精馏。
本次课程设计难度大，计算复杂，计算量大考虑的细节较多。通过这次设计，使我认识到不仅要学好《化工原理》、《化工计算》等专业课程，还要对设备等相关内容的课程要掌握好，并且要联系实际把理论与实践很好的结合起来，只有这样才能学以致用。在整个设计过程中要考虑很多问题，尤其是工艺尺寸的计算及流体力学验算的有关内容，要考虑周到合理。这就要求我考虑问题要全面详细，要多学各方面的知识并能充分利用，用知识更好地去解决问题。由于本次设计是工程方面的，因此在准确度上就没有纯理论的高，存在误差是在所难免的。如计算过程中数字的四舍五入逐渐积累了较大的计算误差等，但是只要我们在计算中保持高的精确度，这种误差可以大大地减小；计算出的筛孔数与实际排列的筛孔数存在误差，这就要求我在下面的计算中应该用实际排出的孔数计算，以减小误差。在精馏段和提留段的计算上有一定的差别，这就要求我综合所学知识，将二者合二为一，使其统一。
总之，在本次设计中我学到了很多知识，同时使我认识到理论于实践的结合有多重要。
参考文献
[1]东理工大学化工原理教研室编. 化工过程设备及设计. 广州：华南理工大学出版社. 1996.02
[2]天津大学化工原理教研组，化工原理课程设计，天津科学技术出版社，1994
[3] 《化学工程手册》编辑委员会，化学工程手册（第13篇）汽液传质设备. 化学工业出版社，1987
[4] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002
[5] 路秀林，王者相等.塔设备.北京：化学工业出版社，2004
摘 要
本文主要任务是为设计一定处理量的分离苯和甲苯混合物的精馏塔。具体是要求处理原料为40%（摩尔分率）的苯和60%（摩尔分率）甲苯，进料温度为泡点温度，年处理2.3万吨苯-甲苯混合物。通过设计一精馏塔，使得产品组成为馏出液不小于 96%（摩尔分率）的苯，釜液不大于3%（摩尔分率）的苯。
本文主要进行精馏塔的工艺设计，其中包括塔的物料衡算、塔板数的确定、塔工艺条件及物性数据计算、精馏塔气液负荷计算、塔和塔板的主要工艺尺寸的计算、筛板的流体力学验算、精馏塔的的附属设备及接管尺寸以及塔板负荷性能图等主要计算过程。通过本文设计使得化工人员对化工生产中常用的精馏塔相关知识有所了解，为今后的化工生产起到一定的参考。
关键词：精馏塔；工艺设计；物料衡算
前 言
精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下，使气，液两相多次直接接触和分离，利用液相混合物中各相分挥发度的不同，使挥发组分由液相向气相转移，难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。
苯-甲苯是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、具毒性、污染性和腐蚀性的液体混合物。因其良好的理化性能，而被广泛地应用于化工、日化等行业。
长期以来，苯多以蒸馏法生产，但是由于苯~甲苯体系有共沸现象，普通的精馏对于得到高纯度的苯来说产量不好。但是由于常用的多为其甲苯溶液，因此，研究和改进苯~甲苯体系的精馏设备是非常重要的。
塔设备是最常采用的精馏装置，无论是填料塔还是板式塔都在化工生产过程中得到了广泛的应用，在此我们作板式塔的设计以熟悉单元操作设备的设计流程和应注意的事项是非常必要的。
本课程设计的主要内容是过程的物料衡算，热量衡算，工艺计算，结构设计和校核。
一 工艺流程说明
1）、原料液经储罐由泵打到换热器中与釜液进行换热，原料被预热后进入塔中，进行分离。
2）、塔顶蒸气采出后进入全凝器，利用循环水降低温度使之由气体变成液体，然后被送到回流罐，一部分利用重力回流返回塔中，另一部分作为塔顶产品到冷凝器中，用井水冷却至室温后进入储罐中。
3）、塔釜液采出后一部分送到再沸器变成蒸气返回塔中，另一部分作为塔釜产品与原料换热后被送入储罐。
4）、补充说明
①当塔釜产品采出后，利用它的热能将原料预热，可节约能源。
②塔顶产品的蒸气用循环水将其冷凝，最后的塔顶产品用井水（15℃）将其冷却。
③回流采用重力回流。因为化工厂中一般均有厂房，这样比泵回流节约费用。
二．塔的工艺计算
操作压力
精馏操作按操作压力可分为常压、加压和减压操作。精馏操作中压力影响非常大。当压力增大时，混合液的相对挥发度将减小，对分离不利；当压力减小时，相对挥发度将增大，对分离有利。但当压力太低时，对设备要求较高，设备费用增加。因此在设计时一般采用常压精馏。苯—甲苯系统在常压下挥发度相差较大，较易分离，故本设计采用常压精馏。
本次课程设计难度大，计算复杂，计算量大考虑的细节较多。通过这次设计，使我认识到不仅要学好《化工原理》、《化工计算》等专业课程，还要对设备等相关内容的课程要掌握好，并且要联系实际把理论与实践很好的结合起来，只有这样才能学以致用。在整个设计过程中要考虑很多问题，尤其是工艺尺寸的计算及流体力学验算的有关内容，要考虑周到合理。这就要求我考虑问题要全面详细，要多学各方面的知识并能充分利用，用知识更好地去解决问题。由于本次设计是工程方面的，因此在准确度上就没有纯理论的高，存在误差是在所难免的。如计算过程中数字的四舍五入逐渐积累了较大的计算误差等，但是只要我们在计算中保持高的精确度，这种误差可以大大地减小；计算出的筛孔数与实际排列的筛孔数存在误差，这就要求我在下面的计算中应该用实际排出的孔数计算，以减小误差。在精馏段和提留段的计算上有一定的差别，这就要求我综合所学知识，将二者合二为一，使其统一。
总之，在本次设计中我学到了很多知识，同时使我认识到理论于实践的结合有多重要。
参考文献
[1]东理工大学化工原理教研室编. 化工过程设备及设计. 广州：华南理工大学出版社. 1996.02
[2]天津大学化工原理教研组，化工原理课程设计，天津科学技术出版社，1994
[3] 《化学工程手册》编辑委员会，化学工程手册（第13篇）汽液传质设备. 化学工业出版社，1987
[4] 贾绍义，柴诚敬.化工原理课程设计.天津：天津大学出版社，2002
[5] 路秀林，王者相等.塔设备.北京：化学工业出版社，2004