乙苯-苯乙烯精馏塔设计
化工设计 第四章 设备工艺设计 2015 (二)( ASPEN Plus 设计精馏塔)
31
3 RadFrac——配置（4收敛方法） 收敛方法从六个选项中选择一种： 1、标准方法（Standard） 2、石油/宽沸程（Petroleum/Wide-Boiling） 3、强非理想液相（Strongly Non-ideal Liquid） 4、共沸体系（Azeotropic） 5、深度冷冻体系（Cryogenic） 6、用户定义（Custom）
1、釜式再沸器（Kettle）
2、热虹吸式再沸器（Thermosyphon）
3、无再沸器 (None)
化工设计
30
3 RadFrac——配置（4有效相态） 有效相态从四个选项中选择一种： 1、汽-液（Vapor-Liquid） 2、汽-液-液（Vapor-Liquid -Liquid ） 3、汽-液- 冷凝器游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterCondensor） 4、汽-液- 任意塔板游离水 （Vapor-Liquid-FreeWaterAnyStage）
化工设计
38
3 RadFrac——压强（2）
冷凝器压力
PN2塔顶压力
全塔压降= 塔底-塔顶
化工设计
39
3 RadFrac——冷凝器（1）
冷凝器设定有两组参数：
1、冷凝器指标（Condenser Specification）
仅仅应用于部分冷凝器。只需指定冷凝温 度（Temperature）和蒸汽分率（Vapor Fraction）两个参数之一。
在Specification表单中设定以下参数： 理论板数 Number of stages 加料板位置 Feed stage 回流比 Reflux ratio 馏出物/进料摩尔比
冷凝器类型 冷凝器压强 再沸器压强
乙苯、苯乙烯精馏塔设备选型
设备计算部分：苯乙烯是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是有机化工重要产品之一，为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。
苯乙烯难溶于水，25摄氏度时其溶解度为0.066%，能溶于甲醇，乙醇，乙醚等溶剂中③苯乙烯用途苯乙烯（SM）是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS塑料，还能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。
由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。
一、精馏塔参数计算：1.1塔径的计算以所设计塔为中型估计塔径V l g ∗ρgl0.3=8.256∗1.580.3=0.0563根据上述所算出的参数及所设板距（620mm）,经读图可知如下C20=0.163可得液泛速度u=C ρL−ρGρG=0.163∗788.09−1.6871.687=2.89取液泛分率等于0.8塔的有效截面积A u=7.6540.8∗2.89=3.31m2则塔的总截面积为4.315m2塔径D=4Aπ=4∗4.3153.14=2.564m将塔径整数化D=2.6m得塔截面积A=5.306m21.2精馏塔其他部件主要参数1.2.1凹形降液管宽度Wd 和截面积Af 在精馏段 由因塔径D=2.0m ，选用单溢流弓形降液管查手册参数图得验算液体在降液管中停留时间，即故降液管设计合理 1.2.2降液管底隙高度h 0取液体通过降液管底隙的流速u 0=0.1m/s 依式计算降液管底隙高度0h ， 即：000.00230.0250.910.1s w L h m l u ===⨯ 1.2.3降液管的尺寸和停留时间设计中依据堰长与塔径之比由图可查，为使液体中夹带的气泡得以分离，液体在降液管内应有足够的时间停留，由实践经验可知，液体在降液管停留时间不应小于3~5s ，因此确定降液管的尺寸和停留时间。
θ=13.68s A =0.112∗4.5=0.4131.2.4受液盘受液盘有凹形和平形两种型式.平形受液盘一般需在塔板上设置进口堰，以保证降液管液封，并使液体在板上分布均匀。
乙基苯-苯乙烯精馏塔设计
乙基苯-苯乙烯精馏塔是用于分离乙基苯和苯乙烯的设备，下面是一般的设计步骤：
1. 确定馏分需求：首先需要明确产品要求和馏分纯度，例如乙基苯和苯乙烯的纯度要求。
2. 确定操作压力：根据物料的性质和工艺要求，选择合适的操作压力。
通常情况下，较低的操作压力可以提高苯乙烯的收率，但也会增加设备成本和操作难度。
3. 确定塔的类型：根据馏分过程的要求，选择合适的塔类型。
常见的选择包括板式塔和填料塔。
填料塔通常适用于高液体负荷和较大的塔径，而板式塔适用于较低的液体负荷和较小的塔径。
4. 确定塔内部组件：根据塔的类型和操作要求，选择合适的塔板或填料。
对于填料塔，选择具有良好质量传递和液体分布性能的填料材料。
对于板式塔，选择合适的塔板类型和开孔面积，以满足分离要求。
5. 进行热量平衡计算：根据进料和产品的物料性质，计算出所需的加热蒸汽和冷凝水量，以实现适当的回流比和塔顶温度。
6. 进行塔的设计计算：根据物料的性质、操作压力和分离要求，进
行塔的设计计算。
这包括确定塔径、塔高、塔板数目或填料高度以及其他塔内部组件的具体参数。
7. 进行塔的模拟和优化：使用流程模拟软件进行塔的模拟和优化，以验证设计参数的合理性，并进一步优化操作条件和设备配置。
8. 进行塔的机械设计：根据设计参数和机械强度要求，进行塔的机械设计，包括塔壳厚度、支撑结构和附件的选择等。
9. 进行安全和环保考虑：在设计过程中，要考虑安全和环保因素，确保塔的运行安全可靠，并满足相关的环境保护要求。
请注意，乙基苯-苯乙烯精馏塔的设计涉及复杂的化工工艺和设备工程知识，建议在实际设计中寻求专业工程师的帮助和指导。
年产20万吨乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计毕业设计
毕业设计20万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计摘要苯乙烯是最重要的基本有机化工原料之一。
本文介绍了国内外苯乙烯的现状及发展概况，苯乙烯反应的工艺条件，乙苯脱氢制苯乙烯催化剂，苯乙烯的生产方法和生产工艺。
本设计以年处理量20万吨乙苯为生产目标，采用乙苯三段催化脱氢制苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。
根据设计任务书的要求对整个工艺流程进行了物料衡算，并利用流程设计模拟软件Aspen Plus对整个工艺流程进行了全流程模拟计算，选用适宜的操作单元模块和热力学方法，建立过程模型进行稳态模拟计算并绘制了带控制点的工艺流程图。
在设计过程中对整个工艺流程进行了简化计算，将整个流程分为了反应和精馏分离两个部分，利用计算机模拟计算结果对整个工艺流程进行了模拟优化，并确定了整套装置的主要工艺尺寸。
由于本设计方案使用计算机过程模拟软件Aspen Plus进行仿真设计，减少了实际设计中的大量费用，对现有工艺进行改进及最优综合具有重要的实际意义。
关键词：乙苯，苯乙烯，脱氢，Aspen Plus，模拟优化AbstractStyrene Monomer（SM）is one of the most important organic chemicals. This article describes the present situation and development of styrene at home and abroad, styrene reaction conditions, catalyst for ethylbenzene dehydrogenation to styrene, styrene production methods and production processes.This design is based on the annual handling capacity of 200,000 tons of ethylbenzene production targets, ethylbenzene three-stage dehydrogenation using styrene in the process, the entire section in the process design and equipment selection. According to the requirements of the design of the mission statement of the entire process the material balance, process design simulation software Aspen Plus simulation of the whole process of the entire process, choose the appropriate operating unit module and thermodynamic methods, process model for steady-state simulation and draw the P&ID diagram. The entire process in the design process, simplify the calculation, the whole process is divided into reaction and distillation to separate the two parts, the use of computer simulation results on the entire process flow simulation and optimization, and determine the size of the main process of the entire device .This design using computer simulation software Aspen Plus simulation designed to reduce the substantial costs of the actual design, to improve the existing process and optimal synthesis has important practical significance.Keywords：Ethylbenzene，Styrene，dehydrogenation，Aspen Plus，Simulation and optimization目录1 前言 (1)1.1 苯乙烯现状及发展概况 (2)1.2 乙苯脱氢制取苯乙烯反应工艺条件研究 (2)1.2.2 温度 (2)1.2.3 进料比 (3)1.2.4 压力 (3)1.3 乙苯脱氢制苯乙烯催化剂研究 (3)1.3.1 国内外苯乙烯催化剂研究现状 (4)1.3.2 国内催化剂研发的建议 (5)1.4 苯乙烯生产方法概述 (7)1.4.1 乙苯脱氢法 (7)1.4.2 乙苯共氧化法 (7)1.4.3 甲苯为原料合成苯乙烯 (8)1.4.4 乙烯和苯直接合成苯乙烯 (8)1.4.5 乙苯氧化脱氢 (8)1.5 乙苯脱氢制苯乙烯工艺方法概述 (9)1.5.1 Lummus／UOP乙苯脱氢工艺 (9)1.5.2 Fina／Badger乙苯脱氢工艺 (9)1.5.3 乙苯脱氢选择性氧化工艺（Smart工艺） (10)1.6 Aspen Plus软件及功能简介 (10)1.7 本设计方案主要内容及意义 (12)2 设计部分 (13)2.3 设计任务书 (13)2.3.1 乙苯催化脱氢主、副反应 (13)2.3.2 乙苯脱氢催化剂 (13)2.3.3 乙苯脱氢反应条件 (13)2.3.4 乙苯脱氢工艺流程 (14)2.4 物料衡算 (14)2.4.1 脱氢绝热反应器 (15)2.4.2 油水分离器 (17)2.4.3 乙苯—苯乙烯精馏塔 (20)2.4.4 甲苯—乙苯精馏塔 (21)2.4.5 苯—甲苯精馏塔 (21)2.4.6 苯乙烯精馏塔 (22)2.5 Aspen Plus模拟工艺流程设计 (22)2.3.1 状态方程及模块的选择 (22)2.3.2 动力学方程选择 (23)2.3.3 反应部分操作参数和关键控制 (24)2.3.4 精馏部分操作参数 (34)3 设计结果与讨论 (42)3.1 苯乙烯工艺流程图及流程概述 (42)3.2 Aspen Plus软件模拟流程及其简述 (43)3.2.1 反应部分概述 (43)3.2.2 分离部分模拟 (44)3.3 主要设备工艺参数汇总 (44)3.3.1 换热器组 (44)3.3.2 反应器 (45)3.3.3 精馏分离部分 (45)3.4 公用工程一览 (45)3.4.1 加热蒸汽 (45)3.4.2 生产用电 (45)3.4.3 冷却用水 (46)3.5 讨论 (46)符号说明 (48)致谢 (49)参考文献 (50)1前言苯乙烯是一种重要的石油化工基本原料，是除聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧乙烷(EO)以外的第四大乙烯衍生产品。
年产6万吨苯乙烯车间乙苯精馏工段的工艺设计
年产6万吨苯乙烯车间乙苯精馏工段的工艺设计摘要本设计是以年产6万吨苯乙烯为生产目标，采用乙苯脱氢制得苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。
本文针对设计要求对整个工艺流程进行物料衡算，热量衡算，然后根据物料平衡分别对循环苯塔、乙苯塔的进料量，塔顶、塔底出料量进行物料衡算。
根据热力学定律，对乙苯塔进行热量衡算，求得泡点、露点，理论塔板数、实际塔板数以及最小回流比。
并根据设计要求，对乙苯塔的塔径，塔高、塔顶冷凝器、塔底再沸器，理论上进行了尺寸计算及选择。
并且分别对精馏段、提馏段进行了校核。
满足设计要求，达到所需要的工艺条件。
本着理论联系实际的精神。
本文对整个工艺流程及车间生产进行了经济技术分析，其中包括各部件的材质、用料量的选择的经济评价、设备投机及投资回收期的计算。
关键词：乙苯塔，物料衡算，热量衡算，精馏第一章文献综述苯乙烯(SM)是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚苯乙烯(PS)树脂、丙烯腈．丁二烯．苯乙烯(ABS)树脂、苯乙烯．丙烯腈共聚物树脂(sAN)、丁苯橡胶(SBR)和丁苯胶SL(SBR胶乳)、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体(如sBs)等。
此外，还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。
1．1 苯乙烯的生产方法目前，世界上苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、环氧丙烷一苯乙烯联产法、热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等【1捌。
1．1．1 乙苯脱氢法乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90％。
它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺【1埘。
a)乙苯催化脱氢工艺乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow化学公司首次开发成功。
目前典型的生产工艺主要有Fina／Badger-V艺、ABBLummusAJOP工艺以及BASF工艺等。
b)ABB Lummus／UOP-V艺用超加热器将蒸汽过热至800℃，与原料乙苯一起进入绝热反应器。
年产1.0万吨苯乙烯的乙苯脱氢工艺及乙苯苯乙烯减压精馏塔设计书
年产1.0万吨苯乙烯的乙苯脱氢工艺及乙苯苯乙烯减压精馏塔设计书题目：年产2.0万吨苯乙烯的乙苯脱氢工艺及乙苯苯乙烯减压精馏塔设计设计条件：⒈常压反应，水蒸气稀释，副反应忽略。
⒉粗产品组成（脱水后的油相）摩尔分率：乙苯：苯乙烯=0.54:0.46。
⒊塔压力6kpa,相对挥发度按1.54计。
⒋塔顶乙苯含量0.97，塔釜乙苯含量0.01。
设计要求：⒈计算转化率，按其为平衡转化率的90%计，求得平衡组成，选定水蒸气的用量，求出平衡常数及反应温度。
⒉列出物料进出反应器的平衡表。
⒊根据进料组成，黏度估算全塔效率。
⒋根据条件及分离要求计算最小回流比，确定实际回流比，计算理论及实际塔板数，并确定加料板的位置。
⒌根据塔顶第一块的汽液条件设计塔径，塔板结构，并进行水力学性能校核。
⒍做负荷性能图。
⒎塔高的确定及接管尺寸。
⒏塔设计列表。
⒐画出塔的结构图。
㈠相关物性参数收集㈡反应计算机物料进出反应器的平衡表⒈ 设计条件，粗产物中乙苯∶苯乙烯＝0.58∶0.42 ,以苯乙烯计算转化率为x=0.42平衡转化率x e =90.042.0=0.4667⒉ 1mol 苯乙烯反应系统，平衡转化率为51.1%，平衡时系统组成为： 主反应 C 6H 5C 2H 5 = C 6H 5CHCH 2 + H 2 平衡时：1—0.46670.511 0.51125℃下，反应的θm r G ∆=),(2g H G m f θ∆+),(256g CHCH H C G m f θ∆—),(5256g H C H C G m f θ∆=246.18+0—162.09=84.09kJ/mol ； θmr H ∆=)(,2g H H m f θ∆+),(3256g H C H C H m f θ∆—),(3256g H C H C H m f θ∆=103.76+12.34=116.1kJ/mol ； θmr G ∆=﹣RT ㏑K θ T 1=298K,解得K θ（1）=1.41㏑)1()2(θθK K =R H mr θ∆（11T —21T ）假设系统中的水蒸气的物质的量为1mol,K θ（2）=x x -12(811++x )=511.01511.02-×(1511.011++)=0.21；解得T 2=811.23K选择反应温度为811.23K ，水争取与乙苯的物质的量之比1：10。
乙苯与苯乙烯精馏过程的Aspen Plus模拟
本科毕业设计（论文）本科毕业设计乙苯与苯乙烯精馏过程的Aspen Plus模拟目录1前言 (1)1.1精馏原理及发展 (2)1.1.1精馏塔设备的介绍 (2)1.1.2塔板的类型及性能评价 (2)1.1.3精馏过程进行计算机模拟 (3)1.1.4精馏传质动力学研究更加深入 (3)1.1.5精馏节能技术研究势在必行 (3)1.2 精馏特点 (4)1.3 精馏问题描述 (4)1.4 化工过程模拟 (5)1.4.1化工过程模拟系统的发展 (5)1.5流程模拟技术 (5)1.6精馏模拟软件——Aspen Plus简介 (5)1.7模拟计算 (6)1.7.1 物性计算 (6)1.7.2 操作模型与计算方法 (6)1.8 本文研究的主要内容 (6)2 流程简介 (7)2.1分离物质的起始条件 (7)2.2模拟流程图 (7)3 Aspen Plus模拟计算 (8)3.1模拟流程 (8)3.1.1建立流程 (8)3.1.2进料组分 (8)3.1.3设置物性方法 (9)3.1.4流量参数设置 (10)3.1.5精馏塔的参数设置 (10)3.1.6输出模拟结果 (11)4 灵敏度分析 (15)4.1灵敏度分析 (15)4.2模型分析工具设置 (15)4.2.1创建分析单元S-1 (15)4.2.2创建分析变量与设置被控变量 (16)4.2.3设置操作变量 (17)4.3计算结果及其分析 (18)4.3.2数据分析 (19)5 CupTower对塔的设计计算及校核 (20)5.1 精馏段的塔板设计 (20)5.1.1 基本参数的设置 (20)5.1.2 塔板计算结果 (21)5.1.3 校核 (22)5.2 提馏段塔板工艺设计 (24)5.2.1 基本参数的设置 (24)5.2.2 塔板计算结果 (25)5.2.3 校核 (26)结论 (29)参考文献 (30)附录一：TPFQ结果数据 (31)附录二：气相组成分布 (33)附录三：精馏段塔板工艺设计数据 (35)附录四：提馏段工艺设计结果数据 (37)致谢 (39)乙苯与苯乙烯精馏过程的Aspen Plus模拟摘要本文主要论述利用Aspen Plus模拟乙苯、苯乙烯两组分在精馏塔的分离情况，在DSTWU模拟操作计算得出结果的基础上，然后再重新选取数据，用RadFrac模块进行精确计算，再根据浓度分布剖形的结果选取最佳进料位置，重新进行校核计算,为了达到预期的分离效果，通过改变操作条件：如进料位置等，对结果进行比较，通过比较分析，对操作条件进行分析，进而完成本次对精馏塔分离的模拟任务，之后利用CUPTOWER软件对塔板进行设计，得出塔板结构参数和工艺参数。
苯乙烯装置精馏工段的工艺设计概述(doc 51页)
设计任务书一设计题目:年产3万吨苯乙烯装置精馏工段的工艺设计二设计的原始数据：1.生产能力：年产3万吨2.生产时间：330天/年3.单程转化率：55%4.原料及产品规格:原料规格(乙苯)组成苯甲苯乙苯苯乙烯二乙苯Wt%产品规格(苯乙烯)组成乙苯苯乙烯二乙苯Wt%5.反应方程式:主反应: 乙苯→苯乙烯＋氢气副反应: 乙苯→苯＋乙烯乙苯→甲苯＋甲烷6.原料配比:水蒸气:乙苯 :1一次配气 1:二次配气 1:三次配气 1:7.说明:为了简化计算,假设混合原料中二乙苯不参加化学反应,并且无结焦,过程的物系按理想气体或理想溶液处理,冷凝回收系统3%损失,精苯乙烯塔的收率是%.粗苯乙烯塔的收率是%.三 设计要求:1. 编制设计说明书(1).流程的确定及说明(2).设备的物料衡算(3).设备的热量衡算(4).塔的工艺计算及主体设备计算_C H 3 + H 2 C 2 H 5 - - 5 4 . 5 K J / m ol+ CH 4 + C 2 H 4 1 05 K J / m o l- C 2 H 5(5).绘制塔板负荷性能图(6).设计参考文献2.绘制系统工艺流程图四指导教师：五设计时间：2008年4月目录前言--------------------------------------------------------------5 一.物料衡算-------------------------------------------------------11乙苯蒸发器物料衡算------------------------------------------------11乙苯过热器物料衡算------------------------------------------------11反应器物料衡算-----------------------------------------------------11循环水冷却器物料衡算----------------------------------------------12油水分离器物料衡算------------------------------------------------13粗苯乙烯塔物料衡算------------------------------------------------14精苯乙烯塔物料衡算------------------------------------------------15循环乙苯塔物料衡算----------------------------------------------- 15苯,甲苯塔分离塔物料衡算------------------------------------------16二.热量衡算-------------------------------------------------------17脱氢反应器的热量衡算----------------------------------------------17乙苯过热器的热量衡算及选型---------------------------------------19废热锅炉的热量衡算及选型-----------------------------------------21乙苯蒸发器的热量衡算及选型---------------------------------------22水冷却器的热量衡算及选型-----------------------------------------25冷凝器的热量衡算及选型-------------------------------------------26粗笨乙烯塔热量衡算及选型-----------------------------------------28循环乙苯塔热量衡算及选型-----------------------------------------30精苯乙烯塔热量衡算及选型-----------------------------------------32三.粗苯乙烯塔的设计计算-------------------------------------------33塔的工艺计算部分--------------------------------------------------34塔的设备计算部分--------------------------------------------------37四.参考文献-------------------------------------------------------51前言。
化工原理课程设计说明书 苯和苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计.
《化工原理》课程设计说明书苯-苯乙烯分离过程浮阀精馏塔设计院系：化学与化工学院专业：化学工程与工艺班级：09化工2班学号：0906210201姓名：武金龙指导老师：李梅摘要本设计的任务是设计用于分离苯-苯乙烯的浮阀精馏塔。
精馏是多级分离过程，即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程。
精馏装置包括精馏塔、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。
热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分冷凝进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。
根据加热方式来决定塔底是否设置再沸器，塔底设置再沸器时为间接加热，这种加热方式适用于各种物系，且被广泛使用。
由于本设计设置了再沸器，故采用间接加热。
板式塔的种类繁多，本设计采用浮阀塔，它是在泡罩塔的基础上发展起来的。
浮阀塔被广泛用于精馏、吸收以及脱吸等传质过程中，塔径从200mm到6400mm，使用效果较好。
它具有处理能力大，操作弹性大，塔板效率高，压强小，使用周期长等特点。
确定回流比有图解法和逐板计算法，本设计采用逐板计算法，虽然计算过程较为繁琐，但计算精度较高。
理论板确定后，计算实际板数，再设计塔和塔板中所有的参数，初选塔板间距并计算塔径，这些数据的计算都是以精馏段的数据为依据的。
设计中采用平直溢流堰，因为这样可以使得塔板上具有一定高度的均匀流动的液层。
浮阀塔的开孔率设计中要满足一定的要求，即要确定合适的浮阀数，浮阀的孔径是由所选浮阀的型号确定的，浮阀数通过上升蒸汽量、阀孔气速和孔径确定，阀孔的排列采用等腰三角形叉排。
最后是塔板负荷性能图中过量雾沫夹带线、液泛线、漏液线、液相负荷上、下限线的计算以及确定塔体结构。
目录第一部分概述 (5)一、设计目标 (5)二、设计任务 (5)三、设计条件 (5)四、设计内容 (5)第二部分工艺设计计算 (6)一、设计方案的确定 (6)二、精馏塔的物料衡算 (6)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (6)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (6)3.物料衡算原料处理量 (7)三、塔板数的确定 (7)1.相对挥发度的求取 (7)2.进料状态参数的确定 (8)3.最小回流比的确定 (8)4.操作线方程的求取 (9)5.全塔效率的计算 (9)6.实际板层数的求取 (10)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (10)1.操作压强计算 (10)2.操作温度计算 (10)3.平均摩尔质量计算 (11)4.平均密度计算 (11)5.液相平均表面张力计算 (12)6.求精馏塔的气、液相负荷 (13)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)1.塔径的计算 (14)2.精馏塔的有效高度的计算 (15)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (15)1.溢流装置计算 (15)2.塔板布置 (18)3.浮阀数与开孔率 (19)七、塔板的流体力学验算 (20)1.气体通过干板的压降 (20)2.雾沫夹带量的验算 (21)3.液泛的验算 (21)4.漏液的验算 (22)八、塔板负荷性能图 (22)1.漏液线 (22)2.过量雾沫夹带线 (22)3.液相负荷下限线 (23)4.液相负荷上限线 (23)5.液泛线 (23)九、附属设备的设计 (25)1.接管尺寸 (25)2.回流管尺寸 (25)3.塔底进气管尺寸 (25)4.加料管尺寸 (25)5.料液排出管尺寸 (25)第三部分设计结果汇总 (26)一、设计结果一览表 (26)二、工艺流程图 (28)三、设计总结 (29)参考文献 (29)第一部分概述一、设计目标分离苯—苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计二、设计任务试设计分离苯与苯乙烯混合物的浮阀精馏塔，年处理量为2.4万吨苯与苯乙烯混合液，要求气液混合进料。
年产54万吨苯乙烯精馏工段工艺设计_毕业设计
北京理工大学珠海学院课程设计任务书一、课程设计题目年产54万吨苯乙烯精馏工段工艺设计二、课程设计内容1．文献检索、分析、综述设计项目的目的和意义；2．工艺方法选择及其论证；3．工艺流程设计及论证；4. 物料衡算、热量衡算；5. 部分设备的选型及管路设计；6. 绘制工艺流程图、车间平面布置图、车间设备布置图；7．撰写、排版设计说明书。
三、进度安排第10周：课程设计动员，下达任务书；第11周（业余时间）：查阅文献、综述设计项目的目的和意义；确定生产方法和生产工艺流程，结合实际工程内容，收集所需资料及相关技术与法律规范标准，从技术可行性和经济合理性两方面确定设计思路。
第12周（业余时间）：物料衡算；第13周（业余时间）：热量衡算；第14周（业余时间）：部分设备的选型及管路计算；第15周（业余时间）：按相应工艺设计要求，依据资料、方案、估算等资料与指标着手正式编设计书，具体参照《化工设计》相关内容中的要求。
第16-17周（业余时间）在设计基础上进行车间工艺平面设计流程图和绘制平面布置图，带控制点的流程图等。
第18周：整理说明书，并提交。
第19周（1整天）：答辩。
四、基本要求1．学生要刻苦钻研，勇于创新，独立完成课程设计任务，不准弄虚作假、抄袭别人的成果，保质保量地完成课程设计的任务。
2．严格遵守纪律，在指定的地点进行课程设计，不得擅自带离学校。
3．自觉遵守教室使用的相关规则，定期打扫课程设计工作现场的卫生，保持良好的工作环境。
4．课程设计成果及资料按时提交。
5. 认真准备答辩。
教研室主任签名：2013年5月9日年产54万吨苯乙烯车间乙苯精馏工段的工艺设计摘要本设计是以年产54万吨苯乙烯为生产目标，采用乙苯脱氢制得苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。
本文针对设计要求对整个工艺流程进行物料衡算，热量衡算，然后根据物料平衡分别对循环苯塔、乙苯塔的进料量，塔顶、塔底出料量进行物料衡算。
根据热力学定律，对乙苯塔进行热量衡算，求得泡点、露点，理论塔板数、实际塔板数以及最小回流比。
乙苯-苯乙烯精馏塔的设计报告
乙苯-苯乙烯精馏塔的设计报告1.设计要求：用一连续精馏塔分离苯、甲苯、乙苯及苯乙烯的混合物，其组成分别为0.04、0.06、0.5和0.4，要求塔顶产品中苯乙烯≤0.05，塔底产品中乙苯≤0.25。
已知泡点进料，操作回流比为４。
试完成上述分离过程的流程模拟，并确定相关操作参数（进料位置、总板数、操作压力等），并完成相应设计报告。
热力学方法采用PR方程。
2 进料参数：泡点进料。
组分苯甲苯乙苯苯乙烯组成0.04 0.06 0.5 0.43 首先利用Aspen中的DSTWU模块进行分离模拟，采用PENG-ROB方程，得到如下所示结果简捷计算结果与塔板的回流数，确定回流比为4，实际上是最小回流比的1.2倍。
选择依据如下：做回流比随理论塔板数变化表，合理的理论板数应该在曲线斜率绝对值较小的区域内选择。
结论：采用4为回流比，实际板数为24，进料板位置是17.初步分离效果如下所示可以看出，塔顶的苯乙烯的摩尔分率为0.04小于0.05，塔底的乙苯的摩尔分率为0.247小于0.25，也达到了分离要求。
塔顶冷凝器和塔底再沸器的操作压力的选择：一般来说，塔顶冷凝器使用循环水来冷却是非常经济的，所以要求塔顶的出料温度需要达到一定的要求。
由于冷凝器的压力越高，塔顶的温度越高，当操作压力为9kpa的时候，塔顶的出料温度为51.85℃。
塔底再沸器的操作压力选择.塔底再沸器一般采用饱和蒸汽加热，由于塔底再沸器的温度随着操作压力的升高而升高，当操作压力为16kpa时，塔底的出料温度为85摄氏度，可以采用绝对压力为57.875kpa，温度为85℃的饱和蒸汽加热，所以选择再沸器的操作压力为16kpa.此时的结果是如图所示。
至此，初步确定操作参数如下：.分离效果如图所示回流比R 实际板数 进料板 塔顶冷凝器压力 塔底再沸器压力 425189kpa16kpa下面过程是用RadFrac模块对上述过程进行严格和验证。
下面是在RadFrac模块中输入的数据和计算结果这个是在逐板压降为0.3kpa的情况下得出的计算结果（16-9/24 )，实际的分离效果.如图所示。
乙苯-苯连续精馏塔设计
4.2万吨/年乙苯-苯连续精馏塔设计目录第1章设计方案的确定 (6)1、装置流程的确定 (6)2、操作压强的选择 (6)3、进料热状况的选择 (6)4、回流比的选择 (6)5、塔设备的选择 (6)第2章物料衡算 (7)第3章平衡数据和塔板数的确定 (8)1、求算平衡数据 (8)2、回流比R及塔板数的确定 (10)第4章塔和塔板主要工艺尺寸的设计 (14)1、定性温度的确定 (14)2、精馏段参数的确定 (14)(1)精馏段气相体积流率及密度的确定 (14)(2)精馏段液相体积流率及密度的确定 (15)（3）精馏段表面张力的确定 (15)3、提馏段参数的确定 (16)（1）提馏段汽相体积流率及密度的确定 (16)（2）提馏段液相体积流率及密度的确定 (16)（3）提馏段表面张力的确定 (17)第5章塔设备参数的确定 (18)1、塔径的计算 (18)2、塔板数的选择与计算 (19)（1）溢流堰 (19)(2)降液管 (19)(3)塔板布置 (20)3、浮阀塔的开孔率及阀孔排列 (20)(1）浮阀数目的确定 (20)(2）阀孔的排列 (21)(3）核算阀孔动能因数0F及开孔率 (21)第6章塔板的流体力学验算 (22)1、气体通过浮阀塔板的压力降（单板压降） (22)（1）干板阻力 (22)（2）液层阻力hl (23)（3)表面张力引起的阻力 (23)2、液泛验算 (23)3、雾沫夹带验算 (24)第7章塔板负荷性能图 (25)1、雾沫夹带上限 (25)2、液泛线 (26)3、液体负荷上限线 (26)4、气相负荷下限线 (27)5、液体负荷下限线 (27)6、精馏塔的热量衡算 (27)第8章板式塔的结构与附属设备 (30)1、塔体结构 (30)（1）塔顶空间 (30)（2）塔底空间 (30)（3）人孔 (30)2、塔主要接管尺寸计算 (30)（1）塔顶蒸汽出口管径 (30)（2）回流液管径 (31)（3）加料管径 (31)（4）排液排出管径 (32)（5）饱和水蒸汽管径 (32)3、辅助设备的选取 (32)（1）再沸器 (32)（2）塔顶全凝器 (33)第9章符号说明 (34)参考文献 .............................................. 错误！未定义书签。
乙苯-苯乙烯精馏塔设计
乙苯-苯乙烯精馏塔设计毕业设计题目年产10万吨苯乙烯工艺设计姓名所在系部化学工程专业班级有机化工指导老师前言本设计的容为10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置，包括工艺设计，设备设计及平面布置图。
本设计的依据是采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。
苯乙烯单体生产工艺技术：深度减压，绝热乙苯脱氢工艺乙苯脱氢反应在绝热式固定床反应器中进行，其特点是：转化率高，可达55%，选择性好，可达90%。
特殊的脱氢反应器系统：在低压（深度真空下）下操作以达到最高的乙苯单程转化率和最高的苯乙烯选择性。
该系统是由蒸汽过热器、过热蒸汽输送管线和反应产物换热器组成，设计为热联合机械联合装置。
整个脱氢系统的压力降小，以维持压缩机入口尽可能高压，同时维持脱氢反应器尽可能低压，从而提高苯乙烯的选择性，同时不损失压缩能和投资费用。
所需要的催化剂用量和反应器体积较小，且催化剂不宜磨损，能在高温高压下操作，部结构简单，选价便宜。
在苯乙烯蒸馏中采用一种专用的不含硫的苯乙烯阻聚剂。
它经济有效且能使苯乙烯焦油作为燃料清洁地燃烧。
工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障，从而可减少生产波动.本设计装置主要由脱氢反应和精馏两个工序系统所组成。
原料来自乙苯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的苯乙烯产品到成品库。
此设计过程中，为了计算方便，忽略了一些计算过程，故有一定的误差，另由于计算时间比较仓促，有些问题不能够直接解决。
设计中有不少错误之处，请指导老师予以批评指正，多提出宝贵意见。
苯乙烯设计任务书一、设计题目：年产10万吨苯乙烯的生产工艺设计二、设计原始条件：2、操作条件：年工作日：300天，每天24小时，乙苯总转化率为55%乙苯损失量为纯乙苯投料量为4.66%配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）温度T：第一反应器进口温度630℃，出口温度580℃第二反应器进口温度630℃，出口温度600℃压力P：床层平均操作压力1.5 * 105 Pa（绝）3、选择性：C8H10→C8H8+H2 （1）C8H10→C6H6+C2H4 （2）C8H10+H2→C7H8+CH4 （3）1、2、3（1）90%（2）3%（3）7%4、5、6（1）92%（2）3%（3）5%4、催化剂条件：（1）采用11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm （2）允许通入乙苯空速为：（0.5~0.9）Nm3乙苯/(m3Cat．h) （3）=1050kg/m3 =1500kg/m35、参考数据：（1）反应器直径D=2 m（2）取热损失为反应热为4%（3）k=exp(11.281-2545/RT)（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)（5）Cat的有效系数η1=0.7 η2=0.667（6）填料情况：取瓷环为25×25的拉西环，所填高度为250mm，锥形高度为250mm，锥角取900（7）压力：第一反应器进口压力为1.8 * 105 Pa，出口压力为1.2 * 105 Pa，平均压力为1.5 * 105 Pa，压降ΔP=0.6 * 105 Pa。
产万吨苯乙烯车间乙苯精馏工段的工艺设计方案
年产6万吨苯乙烯车间乙苯精馏工段的工艺设计摘要本设计是以年产6万吨苯乙烯为生产目标，采用乙苯脱氢制得苯乙烯的工艺方法，对整个工段进行工艺设计和设备选型。
本文针对设计要求对整个工艺流程进行物料衡算，热量衡算，然后根据物料平衡分别对循环苯塔、乙苯塔的进料量，塔顶、塔底出料量进行物料衡算。
根据热力学定律，对乙苯塔进行热量衡算，求得泡点、露点，理论塔板数、实际塔板数以及最小回流比。
并根据设计要求，对乙苯塔的塔径，塔高、塔顶冷凝器、塔底再沸器，理论上进行了尺寸计算及选择。
并且分别对精馏段、提馏段进行了校核。
满足设计要求，达到所需要的工艺条件。
本着理论联系实际的精神。
本文对整个工艺流程及车间生产进行了经济技术分析，其中包括各部件的材质、用料量的选择的经济评价、设备投机及投资回收期的计算。
关键词：乙苯塔，物料衡算，热量衡算，精馏第一章文献综述苯乙烯(SM>是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚苯乙烯(PS>树脂、丙烯腈．丁二烯．苯乙烯(ABS>树脂、苯乙烯．丙烯腈共聚物树脂(sAN>、丁苯橡胶(SBR>和丁苯胶SL(SBR胶乳>、离子交换树脂、不饱和聚酯以及苯乙烯系热塑性弹性体(如sBs>等。
此外，还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。
1．1 苯乙烯的生产方法目前，世界上苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、环氧丙烷一苯乙烯联产法、热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等【1捌。
1．1．1 乙苯脱氢法乙苯脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，其生产能力约占世界苯乙烯总生产能力的90％。
它又包括乙苯催化脱氢和乙苯氧化脱氢两种生产工艺【1埘。
a>乙苯催化脱氢工艺乙苯催化脱氢是工业上生产苯乙烯的传统工艺，由美国Dow化学公司首次开发成功。
目前典型的生产工艺主要有Fina／Badger-V艺、ABBLummusAJOP工艺以及BASF工艺等。
b>ABB Lummus／UOP-V艺用超加热器将蒸汽过热至800℃，与原料乙苯一起进入绝热反应器。
化工设计课-ChemCAD乙苯塔设计-绘制流程图2012.9
• 目前国内苄基甲苯油在工业上主要由L酸(AlCl3， BF3，TiCl4， FeCl3等)或质子酸(HF，H2SO4， H3PO4等)液相催化生产。 • 普遍使用AlCl3等传统均相催化剂。这种均相反应 过程中消耗大量的AlCl3，并且对设备腐蚀严重， 副产物多，在分馏洗涤过程中消耗大量的碱，对 环境造成了巨大的污染。 • 新近开发了固体酸催化（HZSM-5 等）合成技术。 不但能通过调节投料比来调节单苄基甲苯和双苄 基甲苯产物的比例，而且洗涤过程中消耗碱量极 少，对环境几乎无污染，转化率达90%。
化工设计课计算机软件运用
2012.9
· · 1
· · 2
· · 3
• 1.1 苯乙烯简介 • 苯乙烯又名乙烯苯，英文名称为 styrene,phenylethylene是一种重要的基本有机化 工原料，主要用于生产聚苯乙烯树脂(PS)，占我 国苯乙烯消费量的58%左右，还可生产丙烯晴-丁 二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)，苯乙烯-丙烯腈共 聚物树脂，离子交换树脂，不饱和聚指以及苯乙 烯系列橡胶丁苯橡胶(SBR)，丁苯胶乳(SBS)等， 此外，可用于制药、染料、农药以及选矿等行业， 用途十分广泛。
· · 31
· · 32
· · 29
· · 30
1.参照教材第25页图2-2，在A3图框下绘制 “M/ DBT工艺流程图”，但物料（流）表不 绘制。 2.该流程图上添加：①设备名称（见下页）。 ②反应器、塔器、泵等设备的控制点（参照 教材有关内容设计、选择）。 3.将设计绘制的流程图整理，文件名“Auto CAD+班级+学号+姓名”，发至邮箱 “linling@”。
· · 4
• 1.2苯乙烯生产方法 • 1.2.1 乙苯催化脱氢法 • 乙苯催化脱氢法是生产苯乙烯的先进方法，世界 上90%的苯乙烯是通过乙烯和苯烃化（采用三氯 化铝或分子筛催化剂）生产乙苯，乙苯再催化脱 氢制得的。典型工艺有巴杰尔(Badger)法和鲁姆 斯(Lummus)法。 • 1.2.2环氧丙烷-苯乙烯(PO/SM)联产法 • 此法生产的苯乙烯约占总产量的10%。莱昂得尔 (Lynndell)化学公司和拜耳公司在荷兰鹿特丹建立 世界级PO/SM装置于2003年投产，可以生产 285kt/a环氧丙烷(PO)和640kt/a苯乙烯(SM)。其 优点是联产环氧丙烷，但其产量受到环氧丙烷销 售的影响，同时投资较大。
乙苯-苯乙烯精馏过程的静态动态模拟
乙苯-苯乙烯精馏塔的静态、动态模拟1.精馏塔的静态模拟1.1静态模拟基本假设1.2建立数学模型数学模型主要包括物料守恒方程(M)相平衡方程(K),分子分数加和式(S),塔板持液量方程等。
1.2.6Aspen模拟流程图操作参数及乙苯和苯乙烯的物性如表一沸点、苯乙烯146 乙苯136.2最大%液泛最大%降液管持液量(充气)最大降液管负荷最大堰负荷最大堰充气高度最大%系统极限接近值基于鼓泡面积的最大Cs.计算出的最小回流实际回流比为1.2倍，版效率53.84%(根据组分挥发度和粘度去计算)，2.双组分精馏塔的动态模拟在化工生产中经常会遇到一些具有相似的多级系统，其中最典型的例子就是多级串联的CSTR反应器和板式精馏塔。
在这些过程中，通常每级都可用一相似的一阶或二阶微分方程来表示，尤其当这些方程式的系数矩阵呈双或三对角线形式排列时，它的特征解可用解析法求得，求解时可用有限差分和差分微分法。
以图1所示的二元板式精馏塔作为研究对象，讨论怎样利用多级集中参数模型对其动态特性进行模拟与分析。
设全塔共有N块塔板，塔顶冷凝器为全冷凝器，塔底设有间接加热的再沸器，在第N F板加料。
在图1以及下面的讨论中涉及的符号包括:F、D和B——分别为加料量，馏出液采出量和残液采出量，kmol/h；L——回流量，kmol/h；V——蒸汽量，kmol/h；M ——持液量，kmol/h ；y 、x ——分别为气相与液相易挥发组分的摩尔分数；Q ——塔釜加热量，kJ/h ；η——再沸器单位产汽系数。
涉及的下角标包括：B ——塔底；D ——馏出液；F ——加料板序号，自上而下计；f ——原料；n ——塔板序号；R ——塔顶回流。
利用假设②和③，立即可以导出任意两块塔板间上升蒸汽量恒定的结论，从而使模型变量的数目大大减少，因此不必对每一块塔板都做热量衡算，模型方程的数目也就相应地减少。
引人基本假设⑤，是为暂时避开塔板上的传质动力学这一至今并未很好解决的复杂问题。
乙苯苯乙烯精馏分离工艺流程说明
乙苯苯乙烯精馏分离工艺流程说明下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!乙苯-苯乙烯精馏分离工艺流程详解乙苯和苯乙烯是两种重要的化工原料，它们在许多化学反应中都有着广泛的应用。
年产11万吨乙苯精馏塔工艺设计方案
年产11万吨乙苯精馏塔工艺设计方案第1章 绪论1.1 设计背景为了加强工业技术的竞争力，长期以来，各国都在加大塔的研究力度。
如今在我国常用的板式塔中主要为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和舌型塔等。
填料种类出拉西、环鲍尔环外，阶梯环以及波纹填料、金属丝网填料等规整填料也常采用。
更加强了对筛板塔的研究，提出了斜空塔和浮动喷射塔等新塔型。
同时我国还进口一些新型塔设备，这些设备的引进也带动了我国自己的塔设备的科研、设计工作，加速了我国塔技术的开发。
国外关于塔的研究如今已经放慢了脚步，是因为已经研究出了塔盘的效率并不取决与塔盘的结构，而是主要取决与物系的性质，如：挥发度、黏度、混合物的组分等。
国外已经转向研究“在提高处理能力和简化结构的前提下，保持适当的操作弹性和压力降，并尽量提高塔盘的效率。
”在新型填料方面则在努力的研究发展有利于气液分布均匀、高效和制造方便的填料。
经过我国这些年的努力，在塔研究方面与国外先进技术的差距正在不断的减2. 全塔物料衡算2.1 全塔物料衡算苯的摩尔质量：M=78kg/kmol 甲苯的摩尔质量:M=92kg/kmol48.00.44)/921(0.44/780.44/78X F =-+=09692/95.0(10.95/780.95/78X D =-+=）X W =92/)02.01(78/02.078/02.0-+0.02=2.2 平均摩尔质量M F = 780.5920.5⨯+⨯=85.00 kg/kmol 2.3 物料衡算F 0=2430010307⨯⨯= 41666.67 kg/h F = 85.0041666.67=490.20 kmol/hD = FWD W F X -X X -X = 490.200.02-0960.02-0.48⨯ = 224.87 kmol/hW = F －D = 490.20-224.87=265.33 kmol/h3. 塔板数的确定 3.1 确定理论塔板数3.1.1由苯-甲苯气液平衡数据绘制x-y ， t-x-y 图苯(A)-甲苯( B)饱和蒸汽压数据：由公式： y = 000BA B P P P P -- , y = x P P A 0 计算得苯-甲苯的t-x-y 数据如下：由上表数据绘制得x-y ， t-x-y 图（见附图 2）用作图法求R min 并选取R本设计的进料状态选取的是泡点进料，即q=1,q 线方程为：0.48X X F == 作图得694.0=P yR min =DD X X --P Py y = 48.0694.0694.00.96-- = 1.29R = 1.6R min = 2.1由此可得精、提馏短的操作线方程分别为： y = 0.68x+ 0.31 y = 1.3x – 0.008 3.1.3 用图解法求理论板数N T求解过程见附图 2，总理论板数N T =13（包括塔釜）。
最新化工原理课程设计 乙苯-苯乙烯板式精馏塔的工艺设计
化工原理课程设计乙苯-苯乙烯板式精馏塔的工艺设计化工原理课程设计题目乙苯-苯乙烯板式精馏塔的工艺设计年级专业学号学生姓名2009年 12月 21日目录No table of contents entries found.第一节化工原理课程设计（精馏装置）的内容1.1设计题目课程设计题目——乙苯-苯乙烯板式精馏塔的工艺设计：设计一座乙苯-苯乙烯连续精馏塔，要求年处理原料液（40%乙苯）30000t/a，塔底馏出液中含乙苯不高于2%。
塔顶馏出液中含乙苯为98%（以上均为质量%）。
1.2操作条件1.塔顶压强4kPa（表压）；2.进料热状况，自选；3.回流比，自选；4.塔釜加热蒸汽压力506kPa；5.单板压降不大于0.7kPa；6.年工作日300天，每天24小时连续运行。
1.3设计内容1.设计方案的确定及工艺流程的说明；2.塔的工艺计算；3.塔和塔板主要工艺结构的设计计算；4.塔内流体力学性能的设计计算；5.塔板负荷性能图的绘制；6.塔的工艺计算结果汇总一览表；7.辅助设备的选型与计算；8.生产工艺流程图及精馏塔工艺条件图的绘制；9.对本设计的评述或对有关问题的分析与讨论。
1.4基础数据1.安托因方程㏒P=A+B/（C+t）表12.组分的液相粘度µ(mpa.s)表23.组分的液相密度ρ（kg/m3）表34.组分的表面张力σ（mN/m）表4双组分混合液体的表面张力m σ可按下式计算：AB B A BA m x x σσσσσ+=（B A x x 、为A 、B 组分的摩尔分率）第二节 设计方案的确定及工艺流程的说明2.1设计方案的确定及工艺流程的说明原料液经卧式列管式预热器预热至泡点后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却后送至贮罐；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供汽相流，塔釜产品经卧式列管式冷却器冷至贮罐 2.1流程图第三节 精馏塔（精馏段）计算3.1塔的工艺计算 3.1.1 全塔物料衡算（一）料液及塔顶底产品含苯的摩尔分率乙苯和苯乙烯的相对摩尔质量分别为106.168和104 .152kg/kmol 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业设计题目年产10万吨苯乙烯工艺设计姓名所在系部化学工程专业班级有机化工指导老师前言本设计的内容为10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置，包括工艺设计，设备设计及平面布置图。
本设计的依据是采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。
苯乙烯单体生产工艺技术：深度减压，绝热乙苯脱氢工艺乙苯脱氢反应在绝热式固定床反应器中进行，其特点是：转化率高，可达55%，选择性好，可达90%。
特殊的脱氢反应器系统：在低压（深度真空下）下操作以达到最高的乙苯单程转化率和最高的苯乙烯选择性。
该系统是由蒸汽过热器、过热蒸汽输送管线和反应产物换热器组成，设计为热联合机械联合装置。
整个脱氢系统的压力降小，以维持压缩机入口尽可能高压，同时维持脱氢反应器尽可能低压，从而提高苯乙烯的选择性，同时不损失压缩能和投资费用。
所需要的催化剂用量和反应器体积较小，且催化剂不宜磨损，能在高温高压下操作，内部结构简单，选价便宜。
在苯乙烯蒸馏中采用一种专用的不含硫的苯乙烯阻聚剂。
它经济有效且能使苯乙烯焦油作为燃料清洁地燃烧。
工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障，从而可减少生产波动.本设计装置主要由脱氢反应和精馏两个工序系统所组成。
原料来自乙苯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的苯乙烯产品到成品库。
此设计过程中，为了计算方便，忽略了一些计算过程，故有一定的误差，另由于计算时间比较仓促，有些问题不能够直接解决。
设计中有不少错误之处，请指导老师予以批评指正，多提出宝贵意见。
苯乙烯设计任务书一、设计题目：年产10万吨苯乙烯的生产工艺设计二、设计原始条件：2、操作条件：年工作日：300天，每天24小时，乙苯总转化率为55%乙苯损失量为纯乙苯投料量为4.66%配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）温度T：第一反应器进口温度630℃，出口温度580℃第二反应器进口温度630℃，出口温度600℃压力P：床层平均操作压力1.5 * 105 Pa（绝）3、选择性：C8H10→C8H8+H2 （1）C8H10→C6H6+C2H4 （2）C8H10+H2→C7H8+CH4 （3）1、2、3（1）90%（2）3%（3）7%4、5、6（1）92%（2）3%（3）5%4、催化剂条件：（1）采用11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm （2）允许通入乙苯空速为：（0.5~0.9）Nm3乙苯/(m3Cat．h) （3）=1050kg/m3 =1500kg/m35、参考数据：（1）反应器直径D=2 m（2）取热损失为反应热为4%（3）k=exp(11.281-2545/RT)（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)（5）Cat的有效系数η1=0.7 η2=0.667（6）填料情况：取瓷环为25×25的拉西环，所填高度为250mm，锥形高度为250mm，锥角取900（7）压力：第一反应器进口压力为1.8 * 105 Pa，出口压力为1.2 * 105 Pa，平均压力为1.5 * 105 Pa，压降ΔP=0.6 * 105 Pa。
（8）再沸器：取热损失为水蒸汽放出热量的3%，Q蒸汽=Q吸/（1-3%）（9）传热面积A：取K=32.12 * 4.18 kJ目录一、绪论 (5)1、原料的性质和用途 (5)2、苯乙烯的性质和用途 (5)3、苯乙烯各种生产工艺及比较 (6)4、本工艺设计说明 (6)二、生产工艺说明 (8)1、原料、成品及半成品 (8)2、主副化学反应式 (8)3、生产步骤 (8)4、原理、化学组成及化学性质 (9)5、反应器设计依据 (10)6、主要工艺变量（参数）的选择与控制 (10)7、流程叙述 (11)8、工艺设计物性参数 (13)三、物料及热量衡算 (13)1、计算依据 (13)2、物料衡算 (14)3、热量衡算 (22)四、乙苯—苯乙烯精馏塔的计算 (24)1、乙苯—苯乙烯塔操作条件的确定 (24)2、理论板数的计算 (25)五、乙苯—苯乙烯塔附属设备计算 (31)六、乙苯—苯乙烯塔主要工艺条件一览表 (35)七、原材料消耗综合表、排出物表 (36)八、生产控制 (37)九、产品消耗定额 (37)十、三废处理 (37)十一、原料、中间产品的分析方法 (38)十二、参考文献 (38)一、绪论1、原料的主要性质与用途（1）乙苯的主要性质乙苯是无色液体，具有芳香气味，可溶于乙醇、苯、四氯化碳和乙醚，几乎不溶于水，易燃易爆，对皮肤、眼睛、粘膜有刺激性，在空气中最大允许浓度为100PPM。
乙苯侧链易被氧化，氧化产物随氧化剂的强弱及反应条件的不同而异。
在强氧化剂（如高锰酸钾）或催化剂作用下，用空气或氧气氧化，生成苯甲酸；若用缓和氧化剂或温和的反应条件氧化，则生成苯乙酮。
乙苯的其它性质如下表所示：（2）乙苯的主要用途乙苯是一个重要的中间体，主要用来生产苯乙烯，其次用作溶剂、稀释剂以及用于生产二乙苯、苯乙酮、乙基蒽醌等；同时它又是制药工业的主要原料。
2、苯乙烯的性质和用途苯乙烯（SM）是含有饱和侧链的一种简单芳烃，是基本有机化工的重要产品之一。
苯乙烯为无色透明液体，常温下具有辛辣香味，易燃。
苯乙烯难溶于水，25℃时其溶解度为0.066%。
苯乙烯溶于甲醇、乙醇、乙醚等溶剂中。
苯乙烯在空气中允许浓度为0.1ml/l。
浓度过高、接触时间过长则对人体有一定的危害。
苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧。
苯乙烯蒸汽与空气混合能形成爆炸性混合物，其爆炸范围为1.1～6.01%（体积分数）。
苯乙烯（SM）具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，苯乙烯暴露于空气中，易被氧化而成为醛及酮类。
苯乙烯从结构上看是不对称取代物，乙烯基因带有极性而易于聚合。
在高于100℃时即进行聚合，甚至在室温下也可产生缓慢的聚合。
因此，苯乙烯单体在贮存和运输中都必须加入阻聚剂，并注意用惰性气体密封，不使其与空气接触。
苯乙烯（SM）是合成高分子工业的重要单体，它不但能自聚为聚苯乙烯树脂，也易与丙烯腈共聚为AS塑料，与丁二烯共聚为丁苯橡胶，与丁二烯、丙烯腈共聚为ABS塑料，还能与顺丁烯二酸酐、乙二醇、邻苯二甲酸酐等共聚成聚酯树脂等。
由苯乙烯共聚的塑料可加工成为各种日常生活用品和工程塑料，用途极为广泛。
目前，其生产总量的三分之二用于生产聚苯乙烯，三分之一用于生产各种塑料和橡胶。
世界苯乙烯生产能力在1996年已达1900万吨，目前全世界苯乙烯产能约为2150～2250万吨。
3、各种苯乙烯生产工艺及比较目前苯乙烯主要由乙苯转化而成，可通过如下四条工艺路线进行。
(1)苯乙酮法较早采用苯乙酮法生产苯乙烯，其步骤主要分为氧化、还原和脱水三步，方程式如下：C6H5C2H5 + O2 C6H5COCH3 + H2OC6H5COCH3 + H2 C6H5CHOHCH3C6H5CHOHCH3 C6H5CHCH2 + H2O该法苯乙烯产率为75～80%，略低于乙苯脱氢法的产率，但中间副产物苯乙酮产值较高，苯乙烯的精制分离较容易。
故此法在国外仍有采用。
(2)乙苯和丙烯共氧化法本法首先在碱性催化剂作用下，使乙苯液相氧化成过氧化氢乙苯，然后与丙烯进行环氧化反应生成环氧丙烷，乙苯过氧化物则变为－苯乙醇，再经脱水得到苯乙烯，即：C6H5C2H5 + O2 C6H5CHOOHCH3C6H5CHOOHCH3 + CH3CHCH2 C6H5CHOHCH3+ C3H6OC6H5CHOHCH3 C6H5CHCH2 + H2O本过程以乙苯计的苯乙烯产率约为65%，低于乙苯脱氢法的产率。
但它还能生产重要的有机化工原料环氧丙烷，综合平衡仍有工业化的价值，故目前国外也有采用此法生产的。
(3)乙苯氧化脱氢法乙苯氧化脱氢法是目前尚处于研究阶段生产苯乙烯的方法。
在催化剂和过热蒸汽的存在下进行氧化脱氢反应的，即：2C6H5C2H5 + O2 2C6H5CHCH2 + 2H2O此方法可以从乙苯直接生成苯乙烯，还可以利用氧化反应放出的热量产生蒸汽，反应温度也较催化脱氢为低。
研究的催化剂种类较多，如氧化镉，氧化锗，钨、铬、铌、钾、锂等混合氧化物，钼酸铵、硫化钼及载在氧化镁上的钴、钼等。
但这些催化剂在多处于研究阶段，尚不具备工业化条件，有待进一步研究开发。
(4)乙苯催化脱氢法这是目前生产苯乙烯的主要方法，目前世界上大约90%的苯乙烯采用该方法生产。
它以乙苯为原料，在催化剂的作用下脱氢生成苯乙烯和氢气。
反应方程式如下：C6H5C2H5 C6H5CHCH2 + H2同时还有副反应发生，如裂解反应和加氢裂解反应：C6H5C2H5 + H2 C6H5CH3+ CH4C6H5C2H5 + H2 C6H6 + CH3CH3C6H5C2H5 C6H6 + CH2CH2高温裂解生碳：C6H5C2H5 8C + 5H2在水蒸汽存在下，发生水蒸汽的转化反应：C6H5C2H5 + 2H2O C6H5CH3 + CO2 + 3H2此外还有高分子化合物的聚合反应，如聚苯乙烯、对称二苯乙烯的衍生物等。
4、本工艺设计说明(1)生产任务：年产100000吨精苯乙烯，纯度≥99.7%。
(2)生产方法：采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。
鲁姆斯(Lummus)公司经典苯乙烯单体生产工艺技术：深度减压，绝热乙苯脱氢工艺；鲁姆斯（孟山都/UOP）经典苯乙烯单体生产工艺简介：该工艺是全世界生产苯乙烯（SM）单体中最成熟和有效的技术，自1970年实现工业化以来，目前大约有55套装置在运转。
A、工艺流程从乙苯(EB)生产苯乙烯的经典流程如附图1所示。
乙苯(EB)脱氢是在蒸汽存在下，利用蒸汽来使并维持催化剂处于适当的氧化状态。
蒸汽既加热反应进料、减少吸热反应的温度降，同时蒸汽也降低产品的分压使反应平衡向着苯乙烯(SM)方向进行，且又可以连续去除积炭以维持催化剂的一定活性。
高温、高压蒸汽稀释和低反应系统压力能提供良好的反应平衡曲线，对乙苯(EB)转化为苯乙烯(SM)有利，在有两个绝热反应器的工业生产装置中，乙苯(EB)的总转化率可达到70%～85%。
新鲜乙苯和循环乙苯先与一部分蒸汽混合，然后在一个用火加热的蒸汽过热器内进行过热，再与过热蒸汽相混合，在一个两段、绝热的径向催化反应系统内进行脱氢。
热反应产物在一个热交换器内冷却以回收热量并冷凝。
不凝气（主要是氢气）压缩后，经回收烃类后再用作蒸汽过热器的燃料，而冷凝液体分为冷凝水和脱水有机混合物（DM）。
在脱水有机混合物(DM)（苯乙烯、未反应乙苯、苯、甲苯和少量高沸物）中加入一种不含硫的阻聚剂(NSI)以减少聚合而损失苯乙烯（SM）单体，然后在乙苯/苯乙烯单体（EB/SM）分馏塔进行分离，塔顶轻组分(EB及轻组分(苯/甲苯)从塔顶取得)去乙苯分离塔，从而从乙苯分离出苯和甲苯，回收的乙苯返回脱氢反应器原料中。