一操作中的乙苯苯乙烯减压精馏塔

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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

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……………………………………

（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

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

不等直径的常减压蒸馏装置的机械设计,辽宁石油化工大学过程装备与控制工程专业毕业设计题目

DN4200/DN3000减压塔机械设计

摘要

本设计是对工艺设计中的常滴油精馏塔进行设计，设计过程主要依据

GB150-1998《钢制压力容器》标准和JB/T4710-2005《钢制塔式容器》标准进行设计计算的。该减压塔采用的是变径板式塔结构，并采用单溢流型塔盘与泡罩塔盘，操作介质为常底油。精馏塔是目前石油化工领域应用的最多的塔设备。

在说明部分中，主要介绍塔设备在石油化工生产中的作用、地位、发展现状、

特点以及分类，优先选用板式塔的条件，以及舌型塔盘和泡罩塔盘的结构和优缺点，同时又对塔的材料选择，筒体和封头的选用进行了说明和论述。接下来又介绍了塔的附属构件结构，对筒体、裙座、封头、吊柱、地脚螺栓座、基础换班、筋板的选用进行了介绍并且校核了他们的强度，同时也对裙座与通体的连接方式与结构进行了说明。

在计算部分主要是针对塔体的筒体、封头的材料选择、壁厚的选取进行了计

算，还有稳定性的校核。对自振周期、地震载荷、风载荷进行了计算，同事又进行了该筒体的轴向强度以及稳定性的校核，全做的设计计算及其校核，地脚螺栓座的设计及其强度校核、筋板、盖板及开孔补强的设计计算校核。最后经过计

宁夏理工学院毕业设计

摘 要

本设计是年产50万吨苯乙烯（SM）工艺设计。主要是对苯乙烯生产工艺的研究，本文对我国苯乙烯工业生产技术，SM的性质及用途，发展进程，以及苯乙烯的生产方法都做了叙述。

并且对苯乙烯的生产和应用进行了简单的叙述，还就生产苯乙烯的工艺选择，原理方法，工艺选择的必要性以及苯乙烯的影响因素进行了详细的概述。在确定苯乙烯生产工艺的基础上对主要设备进行了物料衡算，热量衡算，设备选型等。讨论了生产安全的相关问题与三废的排出和处理方案。

最后在上述内容的基础上绘制了带控制点的工艺流程图，希望本设计能够为苯乙烯生产工艺的创新和改进有所帮助。

关键词：苯乙烯；脱氢；精馏；物料衡算；热量衡算；三废处理

I

宁夏理工学院毕业设计

Abstract

The design is an annual output of 500000 tons of styrene (SM) process design.Research is mainly for styrene production process, the production technology of styrene in China industr

宁夏理工学院毕业设计

摘 要

本设计是年产50万吨苯乙烯（SM）工艺设计。主要是对苯乙烯生产工艺的研究，本文对我国苯乙烯工业生产技术，SM的性质及用途，发展进程，以及苯乙烯的生产方法都做了叙述。

并且对苯乙烯的生产和应用进行了简单的叙述，还就生产苯乙烯的工艺选择，原理方法，工艺选择的必要性以及苯乙烯的影响因素进行了详细的概述。在确定苯乙烯生产工艺的基础上对主要设备进行了物料衡算，热量衡算，设备选型等。讨论了生产安全的相关问题与三废的排出和处理方案。

最后在上述内容的基础上绘制了带控制点的工艺流程图，希望本设计能够为苯乙烯生产工艺的创新和改进有所帮助。

关键词：苯乙烯；脱氢；精馏；物料衡算；热量衡算；三废处理

I

宁夏理工学院毕业设计

Abstract

The design is an annual output of 500000 tons of styrene (SM) process design.Research is mainly for styrene production process, the production technology of styrene in China industr