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西北师范大

化工原理课程设计

姓 名：

学 号： 指导教师：

2019年

7月9日

学 1

一 概述

1.1 精馏

化工生产常需要进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用

组分的目的。互溶液体混合物的分离方法有多种方法，精馏是其中最常用的一种。精馏的原理是利用液体混合物之间挥发度的差异，本设计的题目是苯—甲苯二元物系板式精馏塔的设计，就是利用精馏的方法。

1.2 塔设备

塔设备是炼油、化工、石油化工等生产中广泛应用的气液传质设

备。根据塔内气液接触部件的结构型式，可分为板式塔和填料塔。板式塔内设置一定数目的塔板，气体以鼓泡或喷射形式穿过板上液层进行质热传递，气液相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。填料塔内装有一定高度的填料层，液体自塔顶沿填料表面下流，气体逆流向上（也有并流向下者）与液相接触进行质热传递，气液相组成沿塔高连续变化，属微分接触操作过程。根据要分离的液体混合物苯和甲苯二者沸点的不同，故选用塔式设备改变其温度，使其分离并分别进行回收和储存。

1.3 液体混合物—苯和甲苯

苯的沸点为80.1℃，熔点为5.5℃，在常温下是一种无色、味

甜、有芳香气味的透明液体，易挥发。苯比水密度低，密度为0.88gm3，

但其分子质量比水重。苯难溶于水，1升水中最多溶解1.7g苯；但

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苯是一种良好的有机溶剂，溶解有机分子和一些非极性的无机分子的能力很强。

甲苯是最简单，最重要的芳烃化合物之一。在空气中，甲苯只能不完全燃烧，火焰呈黄色。甲苯的熔点为-95 ℃，沸点为111 ℃。甲苯带有一种特殊的芳香味（与苯的气味类似），在常温常压下是一种无色透明，清澈如水的液，密度为0.866g

m3

，对光有很强的折射

g作用（折射率：1.4961）。甲苯几乎不溶于水(0.52l)，但可以和二硫化碳，酒精，乙醚以任意比例混溶，在氯仿，丙酮和大多数其他常用有机溶剂中也有很好的溶解性。甲苯的粘性为0.6mpa?s，也就是说它的粘稠性弱于水。甲苯的热值为40.940 kJkgg，闪点为4 ℃，燃点为535 ℃。如表1所示

表1 苯和甲苯的物理性质 项目 苯A 甲苯B

分子式 C6H6 C6H5?CH3分子量M 78 92 沸点（℃） 80.1 110.8 临界温度c（℃） 288.5 318.57 t临界压强PC（kpa） 6833.4 4107.7 二 设计方案简介

由于板式塔所使用的塔板不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板

塔等等，每种塔型都有优缺点。对于本次设计要分离的液体混合物苯和甲苯，我选用筛板塔。理由是：

筛板塔的优点：

1）筛板是在塔板上钻有均布的筛孔，呈正三角形排列。上升气流经筛孔分散、鼓泡通过板上液层，形成气液密切接触的泡沫层（或喷射

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