甲苯不仅是有机化工合成的优良溶剂，而且可以合成异氰酸酯，甲酚等化工产品，同时也可以用来制造三硝基甲苯，苯甲酸，对苯二甲酸，防腐剂，染料，泡沫塑料，合成纤维等。
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。本次设计任务为设计一定处理量的精馏塔，实现苯甲苯的分离。苯甲苯体系比较容易分离，待处理料液清洁。因此用筛板塔。
筛板塔也是很早出现的一种板式塔，20世纪50年代起对筛板塔进行了大量工业规模的研究，逐步掌握了筛板塔的性能，并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比，筛板塔具有下列优点生产能力（2040）塔板效率（1050）而且结构简单，塔盘造价减少40左右，安装，维修都较容易。
二、设计方案的确定 本设计任务为分苯甲苯的混合物，对于二元混合物的分离，应采用连续常压精馏流程。设计中采用泡点进料，将原料液通过预热器加热至泡点后送入精馏塔。塔顶上升蒸气采用全凝器冷凝，冷凝液在泡点下一部分回流至塔，其余部分经产品冷凝器冷却后送至贮罐。该物系属于易分离物系，故操作回流比取为2.7。塔底采用直接蒸气加热，塔底产品经冷却后送至贮罐。
三、精馏塔的物料衡算 ⒈ 原料液及其塔顶、塔底产品的摩尔分率 苯的摩尔质量为 甲苯的摩尔质量为 ⒉ 原料液及其塔顶与塔底产品的平均摩尔质量 ⒊物料平衡 原料处理量 总物料衡算 苯物料衡算 联立解得 四、塔板数的确定 ⒈ 理论板层数NT的求取 ①因为苯甲苯属于理想物系，可采用图解法求解理论板层数 ②操作回流比 ③求精馏塔的气、液相负荷 ④求操作线方程 精馏段操作线方程为 提馏段操作线方程为 ⑤图解法求理论塔板层数 采用图解法求理论板层数，求解结果为 总理论板层数 包括再沸器 进料板位置 ⒉ 理论板层数的求取 精馏段实际板层数 提馏段实际板层数 五、精馏塔的工艺条件及有关物性数据数据的计算 ⒈ 操作压力的计算 操作为常压操作，所以 ⒉ 操作温度的计算 依据安托因方程 苯 甲苯 又 所以 塔顶温度 进料板温度 塔底温度 精馏段平均温度 提馏段平均温度 ⒊ 平均摩尔质量的计算 塔顶平均摩尔质量计算 由查平衡曲线得 进料板平均摩尔质量计算 由 查平衡曲线得 塔底平均摩尔质量计算 由 查平衡曲线得 精馏段平均摩尔质量 提馏段平均摩尔质量 ⒋ 平均密度的计算 ⑴气相平均密度计算 由理想气体状态方程计算，即 精馏段气相平均密度 提馏段气相平均密度 ⑵液相平均密度计算 液相平均密度依下式计算，即 塔顶液相平均密度的计算 由，查手册得 进料板液相平均密度的计算 由，查手册得 进料板液相的质量分率 塔底液相平均密度的计算 由，查手册得 塔底液相的质量分率 精馏段液相平均密度为 提馏段液相平均密度为 ⒌ 液体平均表面力的计算 液相平均表面力依下式计算 即 塔顶液相平均表面力的计算 由，查手册得 进料板液相平均表面力的计算 由，查手册得 塔底液相平均表面力的计算 由，查手册得 精馏段液相平均表面力 提馏段液相平均表面力 ⒍ 液体平均粘度的计算 液相平均粘度依下式计算 即 塔顶液相平均粘度的计算 由，查手册得 解出 进料板平均粘度的计算 由，查手册得 解出 由，查手册得 解出 精馏段平均粘度 提馏段平均粘度 六、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 由上面可知精馏段 ⒈ 塔径的计算 精馏段的气、液相体积流率为 由式中，负荷因子由史密斯关联图查得，图的横坐标为 取板间距，板上清液层高度取，则 由史密斯关联图，得知 气体负荷因子 取安全系数为，则空塔气速为 按标准塔径圆整后为 塔截面积为 实际空塔气速为 提馏段的气、液相体积流率为 由式中，负荷因子由史密斯关联图查得，图的横坐标为 取板间距，板上清液层高度取，则 由史密斯关联图，得知 气体负荷因子 取安全系数为，则空塔气速为 按标准塔径圆整后为 塔截面积为 实际空塔气速为 ⒉ 精馏塔有效高度的计算 精馏段有效高度为 提馏段有效高度为 在进料板上方开一个人孔，其高度为 故精馏塔有效高度为 七、塔板主要工艺尺寸的计算 ⒈ 溢流装置计算 精馏段 因塔径，所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下 ⑴ 堰长 可取 ⑵ 溢流堰高度 由 选用平直堰,堰上层液高度由式计算 近似取，则 取板上清液层高度 故 ⑶ 弓形降液管的宽度和截面积 由 查图得 故 ⑷ 降液管底隙高度 取 则 故降液管底隙高度设计合理 选用凹形受液盘，深度 。
提馏段 因塔径，所以可选取单溢流弓形降液管，采用凹形受液盘。各项计算如下 ⑴ 堰长 可取 ⑵ 溢流堰高度 由 选用平直堰,堰上层液高度由式计算 近似取，则 取板上清液层高度 故 ⑶ 弓形降液管的宽度和截面积 由 查图得 故 ⑷ 降液管底隙高度 取 则 故降液管底隙高度设计合理 选用凹形受液盘，深度 。
⒉ 塔板布置 精馏段 ⑴ 塔板的分块 因为，所以选择采用分块式，塔板可分为3块。
⑵ 边缘区宽度确定 取， ⑶ 开孔区面积计算 开孔区面积按式计算 其中 则 ⑷ 筛孔计算及其排列 本设计的物系没有腐蚀性，可选用碳钢板，取筛孔直径 筛孔按正三角形排列，取孔中心距为 筛孔的数目为 开孔率为 （在5～15围） 气体通过阀孔的气速为 提馏段 ⑴ 塔板的分块 因为，所以选择采用分块式，塔板可分为3块。
⑵ 边缘区宽度确定 取， ⑶ 开孔区面积计算 开孔区面积按式计算 其中 则 ⑷ 筛孔计算及其排列 本设计的物系没有腐蚀性，可选用碳钢板，取筛孔直径 筛孔按正三角形排列，取孔中心距为 筛孔的数目为 开孔率为 （在5～15围） 气体通过阀孔的气速为 八、筛板的流体力学验算 ⒈ 塔板压降的校核 精馏段 ⑴ 干板的阻力计算 干板的阻力按公式计算 并由可，查得 故 液柱 ⑵ 气体通过液层的阻力的计算 气体通过液层的阻力按公式计算 查得 故 液柱 板压降 液柱 本设计系常压操作，对板压降本身无特殊要求。
提馏段 ⑴ 干板的阻力计算 干板的阻力按公式计算 并由可，查得 故 液柱 ⑵ 气体通过液层的阻力的计算 气体通过液层的阻力按公式计算 查得 故 液柱 板压降 液柱 本设计系常压操作，对板压降本身无特殊要求。
⒉ 液沫夹带量的校核 精馏段 液沫夹带量由公式计算 由 故 故本设计中液沫夹带量在设计围之。
提馏段 液沫夹带量由公式计算 由 故 故本设计中液沫夹带量在设计围之。
⒊ 溢流液泛条件的校核 精馏段 为防止塔发生液泛，降液管液高度应服从下式关系，即 苯甲苯属于一般物系，取，则 液柱 而 液柱 故降液管的当量清液高度 液柱 则 故在本设计不会发生溢流液泛。
提馏段 为防止塔发生液泛，降液管液高度应服从下式关系，即 苯甲苯属于一般物系，取，则 液柱 而 液柱 故降液管的当量清液高度 液柱 则 故在本设计不会发生溢流液泛。
⒋ 液体在降液管停留时间的校核 精馏段 为避免发生严重的气泡夹带现象，通常规定液体在降液管的停留时间不小于 液体在降液管的停留时间为 不会产生严重气泡夹带。
提馏段 为避免发生严重的气泡夹带现象，通常规定液体在降液管的停留时间不小于 液体在降液管的停留时间为 不会产生严重气泡夹带。
⒌ 漏液点的校核 精馏段 设漏液点的孔速，相应的动能因子（以为基准） 故塔板上当量清液高度为 查得此漏液点的干板压降 对筛板塔，漏液点气速可由下式计算，即 因计算值与假定值接近，故计算正确 塔板的稳定系数可由下式计算，即 故在本设计中无明显漏液。
提馏段 设漏液点的孔速，相应的动能因子（以为基准） 故塔板上当量清液高度为 查得此漏液点的干板压降 对筛板塔，漏液点气速可由下式计算，即 因计算值与假定值接近，故计算正确 塔板的稳定系数可由下式计算，即 在本设计中无明显漏液。
九、塔板负荷性能图 ⒈ 漏液线 精馏段 由 得 在操作围，任取几个值，依上式计算出值计算结果列于下表 由上表数据即可作出漏液线1。
提馏段 由 得 在操作围，任取几个值，依上式计算出值计算结果列于下表 由上表数据即可作出漏液线1。
⒉ 液沫夹带线 精馏段 以为限，求关系如下