简捷法设计乙苯-苯乙烯精馏塔

. . . .

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

化学工艺设计说明书

题目：年产1.5万吨苯乙烯的乙苯脱氢工艺及乙苯苯乙烯减压精馏塔设计

设计者：

学号： 班级： 指导教师：

摘要

浮阀塔是目前工业中应用最广的精馏塔，通过全塔精馏可将不同挥发度的馏分分开，这里通过设计浮阀塔来回收乙苯—苯乙烯混合物中的苯乙烯。

通过设计年产1.5万吨苯乙烯脱氢工艺流程，进行反应的物料衡算，热量衡算以及将产物中的乙苯—苯乙烯通过精馏分离出来，进行塔径的选择，理论板与实际板层数的确定，通过水力学性能核算，设计简单的浮阀塔。通过压力降、液沫夹带率、漏液条件、降液管面及液体停留时间等水力学性能的项目，并绘制塔板负荷性能图以校核塔的操作条件是否在适宜范围内，从而设计出合理的浮阀塔。 设计过程中使用了大量的参考书及工程图，均列设计书最后的参考书目及附图中。

目录

设计任务书……………………………………………………………1 ㈠. 相关物性参数收集…………………………………………………2 ㈡. 反应计算及物料进出反应器的平衡表……………………………3 ㈢. 塔板数的计算及加料板的位置……………………………………4 ㈣. 塔径及塔板结构设计……………………………………

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：

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：

化工系课程设计

化工原理课程设计

题 目：苯-乙苯分离过程筛板精馏塔设计 学生姓名： 代华

专 业： 化学工程与工艺

学生学号： 114371741005 指导教师： 王仁舒 课程设计

起止时间：2013-12-5到2013-1-4

班 级： 11级化工本

六盘水师范学院化学与化学工程系

2013 年12月

目录

1概述..............................................................2

1

化工系课程设计

1.1 塔设备的化工生产中的作用和地位 ............

（1）乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？本实验采用的什么方法？工业上又是如何来实现的？ 答：乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热反应。反应温度升高，平衡向生成乙苯的方向移动。反应温度为540℃。本实验采用采用的方法是接通电源使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度。汽化器温度达到300度，反应器温度达400度左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应度达到500度左右时，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540度使之稳定。加热温度用热电偶控制。工业上乙苯脱氢时常加入适量O2，在合适的条件下，O2与生成的H2化合成H2O，相当于移走生成物H2，促进平衡向生成苯乙烯的方向移动。

（2）对本反应而言使体积增大还是减小？加压有利还是减压有利？工业上使如何来实现加减压操作的？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸气可以降低烃的分压？ 答：乙苯脱氢生成苯乙烯为体积增加的反应。从平衡常数与压力的关系可知降低总压P总可使Kn增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。工业上，通过加水蒸气和乙苯的混合气来实现减压操作。本实验采用加水蒸气的方法来降低乙苯分压以提高平衡转化。因为水蒸气热容量大；产物易分

（1）乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热还是放热反应？如何判断？如果是吸热反应，则反应温度为多少？本实验采用的什么方法？工业上又是如何来实现的？ 答：乙苯脱氢生成苯乙烯反应是吸热反应。反应温度升高，平衡向生成乙苯的方向移动。反应温度为540℃。本实验采用采用的方法是接通电源使汽化器、反应器分别逐步升温至预定温度。汽化器温度达到300度，反应器温度达400度左右开始加入已校正好流量的蒸馏水。当反应度达到500度左右时，加入已校正好流量的乙苯，继续升温至540度使之稳定。加热温度用热电偶控制。工业上乙苯脱氢时常加入适量O2，在合适的条件下，O2与生成的H2化合成H2O，相当于移走生成物H2，促进平衡向生成苯乙烯的方向移动。

（2）对本反应而言使体积增大还是减小？加压有利还是减压有利？工业上使如何来实现加减压操作的？本实验采用什么方法？为什么加入水蒸气可以降低烃的分压？ 答：乙苯脱氢生成苯乙烯为体积增加的反应。从平衡常数与压力的关系可知降低总压P总可使Kn增大，从而增加反应的平衡转化率，故降低压力有利于平衡向脱氢方向移动。工业上，通过加水蒸气和乙苯的混合气来实现减压操作。本实验采用加水蒸气的方法来降低乙苯分压以提高平衡转化。因为水蒸气热容量大；产物易分

食品工程原理实习课程设计任务书 浮阀精馏塔设计实例

1 设计题目：分离乙醇-水混合液的浮阀精馏塔设计 2 原始数据及条件

生产能力：年处理乙醇-水混合液14.0万吨（开工率300天/年） 原料：乙醇含量为20%（质量百分比，下同）的常温液体 分离要求：塔顶乙醇含量不低于95% 塔底乙醇含量不高于0.2% 建厂地址：江苏常州

塔板的工艺设计

1 精馏塔全塔物料衡算

F：原料液流量（kmol/s） xF：原料组成（摩尔分数，下同） D：塔顶产品流量（kmol/s） xD：塔顶组成 W：塔底残液流量（kmol/s） xW：塔底组成

原料乙醇组成：

塔顶组成：

塔底组成：

1

进料量：

物料衡算式：F = D + W

F xF= D xD+ W xW

联立代入求解：D = 0.0264 kmol/s， W = 0.2371 kmol/s 2 常压下乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 在示例中对表格、图和公式未编号，在设计说明书中要求严格编号。

表3-11 乙醇-水气液平衡组成（摩尔）与温度关系 温度温度温度液相 气相 液相 气相 液相 气相 /℃ /℃ /℃ 100 0 0 82.7 23.37 54

目录

目录 ................................................................................................................................................................ 1 一．前言 ........................................................................................................................................................ 2 1.1概述 ...................................................................................................................................................... 2 1.2 设计任务及要求..............................

聚苯乙烯工艺设计

学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导老师： 完成日期：

1

摘要：可发性聚苯乙烯（Expandable PolyStyrene，简称EPS）通称聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物，是一种树脂与物理性发泡剂和其它添加剂的混合物。可发性PS可被加工成低密度（0．7—10．0ib／ft3）的泡沫塑料剂品。最常见的可发性聚苯乙烯是含有作为发泡剂的戊烷的透明PS粒料。 关键词：可发性聚苯乙烯，悬浮聚合，影响因素

一.聚苯乙烯的定义和合成 1.1 .定义

聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物，英文名称为Polystyrene，简称PS。其分子结构式为：

它是饱和烃类聚合物属热塑性树脂

注意：化学性质非常活泼，单体在贮存、运输过程中，需要加入少量的间苯二酚或叔丁基间苯二酚等阻聚剂以防止自聚

1.2. 合成

? 本体聚合——获得的PS纯净度高，主要用来制造对电性能要求高的制品。

2

? 悬浮聚合——获得的PS分子量高分布窄但纯度不如本体聚合PS，可用来制造一般日用和工业用品、和PS泡沫塑料。

乳液聚合——主要用于涂料和PS泡沫塑料。 溶液聚合——主要用于配制清漆。

各种生产方法制得的PS在