精馏塔物料计算.doc

苯—甲苯混合液筛板精馏塔设计
1 设计任务和条件
（1）年处理含苯60%(质量分数, 下同) 苯-甲苯混合液50000吨
（2）料液温度 35℃
（3）塔顶产品浓度98%
（4）塔底釜液含甲苯98%
（5）每十二个月实际生产天数 330（一年中有一月检修）
（6）精馏塔顶压强 4Kpa（表压）
（7）冷水温度 30℃
（8）饱和蒸汽压力
（9）地址: 江苏盐城
2. 板式塔设计
工业生产对塔板要求:
　　 ①经过能力要大, 即单位塔截面能处理气液流量大。
　　 ②塔板效率要高。
　　 ③塔板压力降要低。
　　 ④操作弹性要大。
⑤结构简单, 易于制造。 在这些要求中, 对于要求产品纯度高分离操作, 首先应考虑高效率; 对于处理量大通常性分离（如原油蒸馏等）, 关键是考虑经过能力大。
2．2设计方案确实定
2．
精馏装置包含精馏塔, 原料预热器, 再沸器, 冷凝器, 釜液冷却器和产品冷却器等设备。 蒸馏过程按操作方法不一样, 可分为连续精馏和间歇精馏两种步骤。
在此次设计中, 是为分离苯—甲苯混合物。 对于二元混合物分离, 应该采取连续精馏步骤。

蒸馏过程按操作压力不一样, 可分为常压蒸馏, 减压蒸馏和加压蒸馏。 通常除热敏性物系外, 凡经过常压 分离要求, 并能用江河水或循环水将馏出物冷凝下来物系, 全部应采取 常压精馏。
依据此次任务生产要求, 应采取常压精馏操作。
．3进料热情况选择
蒸馏操作有五种进料热情况, 它不一样将影响塔内各层塔板汽、 液相负荷。 工业上多采取靠近泡点液体进料和饱和液体进料, 通常见釜残液预热原料。
所以这次采取是泡点进料。

因为采取泡点进料, 将原料液加热至泡点后送入精馏塔内。 塔顶上升蒸汽采取全凝气冷凝, 冷凝液在泡点下一部分回流至塔内, 其它部分经产品冷却后送至储罐。

回流比是精馏操作关键工艺条件, 其选择标准是使设备费用和操作费用之和最低。
苯—甲苯混合液是属易分离物系, 最小回流比较小, 。 塔釜采取间接蒸汽加热, 塔顶产品经冷却后送至储罐。
3工艺步骤图
板式塔关键由筒体、 封头、 塔内构件（包含塔板、 降液管和受液盘）、 人孔、 进出口管和群座等组成。
根据塔内气、 液流动方法, 可将塔板分为错流和逆流塔板两类。 工业应用以错流式塔板为主, 常见由泡罩塔、 筛板塔、 浮阀塔等。
此次设计根据要求选择筛板塔来分离苯-甲苯系。
精馏塔物料衡算
, 塔底产品摩尔分数
苯摩尔质量= kg/kmol
甲苯摩尔质量= kg/kmol
=（）/（+）=
=()/(+)=
Xw=（）/(+)=
2. 原料液及塔顶, 塔底产品平均摩尔分数
MF=*+*=
MD=*+*=
Mw=*+*=

原料处理量 qn, f=（50000×103）/（24×300×）=（kmol/h）
总物料衡算 =qn, D+qn,W
苯物料衡算 ×=×qn, D+×qn,W
联立解得 qn, D=
qn,W=
5塔板数确实定
苯--甲苯属理想物系, 可采取图解法求理论板层数。
①由手册查得苯--甲苯物系气液平衡数据, 绘出x-y图, 见图1。
②求最小回流比及操作回流比
采取作图法求最小回流比。 在图1中对角线上, 自点e（,）作垂线ef即为进料线(q线), 该线和平衡线交点坐标为
= =
故最小回流比为
R=
取操作回流比为
R=2Rmin==
③求精馏塔气、 液相负荷