乙苯-苯乙烯精馏塔设计

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。

新疆工程学院毕业论文（设计）2012 届题目苯-乙苯精馏塔的工艺和机械设计专业煤炭深加工与利用学生姓名学号090420指导教师完成日期 2012-03-13 新疆工程学院教务处印制新疆工程学院毕业论文（设计）任务书班级煤化09—3（2）班专业煤炭深加工与利用姓名杨玉坤日期2012-02-201、论文（设计）题目：苯-乙苯精馏塔的工艺和机械设计2、论文（设计）要求：（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，最好是独立完成。

（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。

（3）主题明确，思路清晰。

（4）文献工作扎实，能够较为全面地反映论文研究领域内的成果及其最新进展。

（5）格式规范，严格按系部制定的论文格式模板调整格式。

（6）所有学生必须在5月15日之前交论文初稿。

3、论文（设计）日期：任务下达日期 2012-02-20完成日期 2012-03-134、指导教师签字：新疆工程学院毕业论文（设计）成绩评定报告毕业论文答辩及综合成绩苯-乙苯精馏塔的工艺和机械设计学号090420 姓名杨玉坤(新疆工程学院, 乌鲁木齐830091)摘要：本次设计的目的是通过精馏操作来完成苯和乙苯混合溶液的分离，从而获得较高浓度的轻组分苯。

精馏是利用混合液中各组分挥发度不同而达到分离要求的一种单元操作。

本设计详细阐述了设计的各部分内容，计算贯穿在整个设计中。

本设计包括蒸馏技术的概述、精馏塔工艺尺寸的计算、塔板校核、精馏塔结构的设计、筒体及各部件材料的选择、筒体各处开孔补强的设计、塔体机械强度的校核及精馏塔装配图的绘制等主要内容。

关键字：精馏塔，塔板校核，开孔补强，机械强度。

目录 (1)蒸馏技术背景、基本概念和分类 (1) (1) (2) (2) (2) (2) (3) (3) (4) (6)：苯―乙苯精馏分离板式塔设计 (6) (6) (6) (7)3．各部分结构尺寸的确定和设计计算 (8). 物料衡算 (8) (8) (10) (11) (12)精馏段塔高的计算 (12) (12) (13) (15) (15) (16) (17) (17) (17) (18) (18) (18) (19) (20) (21) (22)、壁厚和强度校核 (22) (22)，材料及尺寸规格 (22) (22) (22) (22) (23) (23) (23) (23) (23) (24) (24) (24) (24) (24)5．壳体、封头的强度校核及开孔补强设计 (26) (26) (26) (28) (28) (28) (28)开孔补强设计方法 (28) (29) (29) (30)6．塔体机械强度计算 (30)质量载荷的计算 (30) (32) (32) (32) (35) (35) (35) (36) (36) (37) (38) (38) (38) (38) (39) (39) (39) (39)裙座壳检查孔截面的强度校核 (40) (41) (42) (42). 裙座与塔壳对接焊缝验算 (43) (43) (43)7．精馏塔装配图 (44)参考文献 (44)致谢 (44)蒸馏技术背景、基本概念和分类蒸馏技术已经被广泛应用了200多年，早期使用蒸发和冷凝装于酒精提纯，1813年由法国的Cellier-Blumental 建立了第一个连续蒸馏竖踏，填料的使用早在1820年就开始了，一位名叫Clement 的技术师将其最早应用在酒精厂中，Perrier 于1822年在英格兰引进了早期的泡罩塔板，Coffer 于1830年发明了筛板塔。

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。

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-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。

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。