原始数据。
1.设计题目：双组分连续精馏筛板塔的设计。
2.原料处理量：1.40×104kg/h
3.原料组成：
甲苯（m=92kg/kmol） ,二甲苯 （m=106kg/kmol）)
4.分离要求：（1）：馏出液中低沸点组分的含量不低于0.985（质量分率）
2）：馏出液中低沸点组分的收率不低于0.975（质量分率）
5.操作条件：（1）：操作压力：常压。
2）：进料及回流状态：泡点液体。
设计计算。1.全塔物料恒算计算馏出液及残液产量。
f=d+wf=l+w
m=0.44×92+0.56×106=99.84g/mol
f==140.2244 kmol/h
0.975 d===65.8106kmol/h
w= f－d w=140.2244－65.8106=74.4138kmol/h
2.塔顶温度、塔底温度及最小回流比的计算。
2.1 确定操作压力。
塔顶：p顶=760mmhg
塔底：p底=760mmhg+nδp (n=20－30块)
p=100mmh2o
n=28 p底=760+28×=965.8824mmhg
2.2 根据塔顶压力及塔顶汽相组成用视差法计算塔顶温度（即**温度）:
1) 令td=111.27℃
aa=6.953 ba=1344 ca=219,4
ab=7,000 bb=1463 cb=214.7
p0i =ai－bi/(ci+td)
lgp0a =aa－ba/(ca+td)=6.953－=2.8885 mmhg
773.6149mmhg
lgp0b =ab－bb/(cb+td)=7.000－=2.5119 mmhg
324.9802mmhg
其中ya = xd )
其中yb =1－ya )
顶= p0a /p0b =773.6149/324.9802=2.3805
t顶 =111.27℃
同理，根据塔底压力及塔底残液组成用试差法计算塔底温度（即泡点温度）:
1)令tb= 147.78c
p0a =ai－bi/(ci+tb)
aa=6.953 ba=1344 ca=219.4
ab=7.000 bb=1463 cb=214.7
lgp0a =aa－ba/(ca+tb) =3.2927mmhg
1961.8686mmhg
lgp0b =ab－bb/(cb+tb)=2.9639mmhg
920.2700mmhg
2.0312×0.0224= 0.0455(其中xa = xw)
0.9528×(1－0.0224)= 0.9315(其中xb =1－xw)
2) 令tb= 148.70c
p0a =ai－bi/(ci+tb)
aa=6.953 ba=1344 ca=219.4
ab=7.000 bb=1463 cb=214.7
lgp0a =aa－ba/(ca+tb) =6.953-1344/(219.4+148.70)=3.3018mmhg
2003.6334mmhg
lgp0b =ab－bb/(cb+tb)=7.000-1463/(214.7+148.70)=2.9741mmhg
942.1785mmhg
2.0744×0.0224= 0.0465(其中xa = xw)
0.9755×(1－0.0224)=0.9536(其中xb =1－xw)
底= p0a /p0b = 2003.6334/942.1785=2.1266
t底=148.70℃
2.3 计算平均相对挥发度。
2.4 计算最小回流比rmin
因为进料状态为泡点进料，所以q=1,则。
3.确定最佳操作回流比及塔板层数。
采用逐板法计算
3.1 求相平衡方程式，并化成最简的形式。
3.2 初选操作回流比计算理论塔板数
1）当=1.1×1.6173=1.7790时，精馏段操作线方程。
提留段操作线方程。
用逐板计算法计算精馏段的板数：（平衡方程与精馏段操作线方程联立逐步求解）
x1=0.971→y2=0.9769→x2 =0.9495→y3 =0.9630
x3=0.9204→y4=0.9444→x4=0.8829→y5 =0.9204
x5=0.8371→y6=0.8910→x6=0.7842→y7 =0.8572
x7=0.7273→y8=0.8208→x8=0.6706→y9 =0.7844
x9=0.6179→y10 =0.7507→x10=0.5724→y11=0.7216
x11=0.5353→y12=6978→x12=0.5065y13 =0.6794
x13=0.4850→y14=0.6657→x14=0.4695 < xf=0.4751
所以精馏段的理论板数为n-1=14-1=13块。
用逐板计算法计算提馏段的板数：（平衡方程与提馏段操作线方程联立逐步求解）
所以提馏段的理论板数为m-1=13-1=12块。
所以该精馏塔的总理论板数为13+12=25块。
同理可得：2）当=1.2×1.6173=1.9408时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=12-1=11块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=11-1=10块。
所以该精馏塔的总理论板数为11+10=21块。
3）当=1.3×1.6173=2.1025时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=11-1=10块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=10-1=9块。
所以该精馏塔的总理论板数为10+9=19块。
4）当=1.4×1.6173=2.2642时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=10-1=9块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=10-1=9块。
所以该精馏塔的总理论板数为n+m=9+9=18块。
5）当=1.5×1.6173=2.4260时。
精馏段；所以精馏段的理论板数为n-1=10-1=9块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=9-1=8块。
所以该精馏塔的总理论板数为9+8=17块。
6）当=1.6×1.6173=2.5877时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=9-1=8块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=9-1=8块。
所以该精馏塔的总理论板数为8+8=16块。
7）当=1.7×1.6173=2.7494时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=9-1=8块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=9-1=8块。
所以该精馏塔的总理论板数为8+8=16块。
8）当=1.8×1.6173=2.9999时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=9-1=8块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=8-1=7块。
所以该精馏塔的总理论板数为8+7=15块。
9）当=1.9×1.6173=3.0729时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=9-1=8块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=8-1=7块。
所以该精馏塔的总理论板数为8+7=15块。
10）当=2.0×1.6173=3.2346时。
精馏段：所以精馏段的理论板数为n-1=8-1=7块。
提馏段：所以提馏段的理论板数为m-1=8-1=7块。
所以该精馏塔的总理论板数为7+7=14块。
3.3绘制r～nt曲线，并根据曲线转点的位置，确定最佳回流比及最佳理论板数。
相关数据如下表：
r～nt曲线。
根据曲线可知，最佳操作回流比r=r6=2.5877 ，最佳理论塔板数nt =16（块）
3.4塔板效率及全塔理论板数：
t=(td+tb)/2=(111.27+148.70)/2 = 129.99℃
甲苯 =20+△（t－20）/△t=0.586+[-0.0035×（129.99－20）]=0.2011
二甲苯=20+△（t－20）/△t=0.687+[-0.0042×（129.99－20）]=0.2250
l =σxili = xfl甲苯+ xfl二甲苯 =0.4751×0.2011+0.4751×0.2250=0.2024
nｅ= nt/ 1.1 =16/0.6535=24.48 圆整为25块。
4．塔板结构计算（设计塔顶第一块塔板）
塔精馏段第一块塔板的设计：
4.1塔顶实际气液相体积流量。
=ρ20+△ρtd－20）/△t
对液相来说：
l甲苯=ρ20+△ρtd－20）/△t=869+[-0.978×（111.27－20）]=773.8700 kg/m3
l二甲苯=ρ20+△ρtd－20）/△t=864+[-0.875×（111.27－20）]=784.1388 kg/m3
l=σxiρl i=ρl甲苯 x1+ρl二甲苯（1－x1）
773.8700×0.9712+784.1388×（1－0.9712）=774.1657kg/m3
ml=σxi mi= m甲苯x1+m 二甲苯（1－x1）
对气相来说：
g =pmg/rt =pσyi mi/rt
101.325×[xdm甲苯+（1－xd）m二甲苯]/8.314×（273.15+td）
2.9224 kg/m3
vg =（r+1）dmg/ρg=（2.5877+1）×65.8106×92.1820/2.9224=7447.6359
vl =rdml/ρl=2.5877×65.8106×93.2554/774.1657=20.5140
4.2塔板间距ht的选择。
ht =0.45m
4.3确定液汽的动能参数。
查表 c20=0.084
=σ20+△σt－20）/△t
化工原理课程设计
化工原理课程设计说明书。设计题目 板式精馏塔设计。设计者班级 食品科学与工程05 1 设计者姓名 杨裕卿 日期 2008年7月5日。指导教师 柴春祥 设计成绩。日期。目录 i板式精馏塔设计任务书 ii 第一部分概述 1 一 精馏塔简介 1 二 设计方案简介 1 三 工艺流程说明及草图 1 四 符号说...
化工原理课程设计
碳八分离工段原料预热器设计。学生姓名 学校 专业班级 101 学号 10412041 指导老师 时间 2012.07.08 化工原理课程设计任务书。姓名 王亮班级 化工101 碳八分离工段原料预热器设计。冷流体 液体 流量15koml h 组成摩尔分率。乙苯对二甲苯间二甲苯邻二甲苯。加热水蒸气压力为...
化工原理课程设计
化工原理课程设计 报告。90000吨 年乙醇 水。精馏装置设计。学院 专业 班级 姓名 学号。指导老师。2013年12月26 第1章概述1 1.1 概述1 1.2 设计任务1 1.3 设计方案2 1.3.1 塔形的选择2 1.3.2 操作压力的确定2 1.3.3 加料方式和加料热状况的选择2 1.3...