乙苯-苯乙烯塔设计报告

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

0.04 0.06 0.5 0.4 组成

3 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：

回流比R 实际板数 进料板 4 25 18 塔顶冷凝器压力 9kpa 塔底再沸器压力 16kpa

分离效果如图所示

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 。苯乙烯在塔顶的摩尔分率为0.06，乙苯在塔釜的摩尔分率为0.267，并未达到分离的要求。下面利用Aspen中的灵敏度分析功能探索理论板数NT，进料板位置NF，和回流比R对分离效果的影响，进项操作条件的优化。 由前面假设的塔顶和塔底的操作压力得知，单板的压降应该在0.2-0.3kpa之间，现在以0.2kpa为基准，做精馏塔的严格核算。

从中可以发现当NT=36时，塔釜中的乙苯浓度为0.249＜0.25，符合分离要求。

从中可以看出当理论板数NT=28时，苯乙烯在塔顶馏分中的摩尔分率为0.048911＜0.05，达到分离要求。

综上考虑，重新选择塔板数NT=36校核计算.

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