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南京工业大学化学化工学院《化工过程与工艺设计》设计题目乙苯脱氢制苯乙烯装置工艺设计学生姓名吴美妍班级、学号化工100704 指导教师姓名林陵设计时间 2013年 6 月27日-2013 年7月12日课程设计成绩：指导教师签字目录第一部分设计说明书前言·······················错误!未定义书签。
第一章概述····················错误!未定义书签。
工艺路线与产品················错误!未定义书签。
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循环苯精馏塔设计简介：本设计是苯、乙苯分离工艺流程中从烃化液分离出苯的一个精馏装置,设计的是板式塔中的浮阀塔，精馏过程采用板式塔实现，塔盘形式采用浮阀塔。
设计过程中首先依据分离工艺过程要求对塔设备进行了工艺计算，确定了塔径、塔高、塔盘数量和溢流堰等工艺结构尺寸,并对塔附属设备进行了选型；接着对塔设备进行零部件结构设计，确定了塔盘、降液管、溢流堰和封头等结构；随后依据GB150-2011《压力容器》和NB/T47041-2014《塔式容器》等关于压力容器设计方面的国家标准和相关设计手册对塔设备进行了强度计算和稳定性校核，进一步确定了封头、塔体和裙座的壁厚，并对一些危险截面进行风载荷和地震载荷的校核计算，最后对几种焊接接头进行说明并对塔设备的焊接、制造和检验提出了具体要求。
精馏塔国内外发展状况及现状气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。
精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔(1813年)、筛板塔(1832年)，其后，特别是在本世纪五十年代以后，随着石油、化学工业生产的迅速发展，相继出现了大批新型塔板，如S型板、浮阀塔板、多降液管筛板、舌形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板及角钢塔板等。
目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为筛板塔、浮阀塔及泡罩塔，而前者使用尤为广泛。
在化工、炼油、医药、食品及环境保护等工业部门，塔设备是一种重要的单元操作设备。
它的应用面广、量大。
据统计，塔设备无论其投资费还是所有消耗的钢材重量，在整个过程装备中所占的比例都相当高。
精馏塔国内外发展状况及现状气－液传质设备主要分为板式塔和填料塔两大类。
精馏操作既可采用板式塔，也可采用填料塔，板式塔为逐级接触型气－液传质设备，其种类繁多，根据塔板上气－液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。
化工原理课程设计--苯-乙苯精馏装置工艺设计课程设计说明书武汉工程大学化工与制药学院课程设计说明书课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计专业班级生物工程学生学号学生姓名学生成绩指导教师课题工作时间武汉工程大学化工与制药学院化工与制药学院课程设计任务书专业生物工程班级学生姓名发题时间：2013 年 6 月17 日课题名称苯-乙苯精馏装置工艺设计一、课题条件（文献资料、仪器设备、指导力量）文献资料：1．陈敏恒. 化工原理[M]. 北京：化学工业出版社，2002.2．王志魁. 化工原理第三版[M]. 北京：化学工业出版社，2005.3．王国胜. 化工原理课程设计[M]. 大连：大连理工大学出版社，2005.4．路秀林. 塔设备设计[M]. 北京：化学工业出版社，2004.5．汪镇安. 化工工艺设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2003.6．王松汉. 石油化工设计手册(第3卷) [M]. 北京：化学工业出版社，2002.7.周大军. 化工工艺制图[M]. 北京：化学工业出版社，2005.8.匡国柱，史启才. 化工单元过程及设备课程设计[M]. 北京：化学工业出版社，2002.9.ASPEN Tech. ASPEN Plus 系列参考资料[R]. ASPEN Technology Co. Ltd.,2008.10.汤善甫，朱思明. 化工设备机械基础[M]. 上海：华东理工大学出版社，2004.11.贾绍义, 柴诚敬.化工原理课程设计[M]. 大连：天津大学出版社，2005.12.朱有庭, 曲文海, 于浦义. 化工设备设计手册上下卷[M]. 北京：化学工业出版社, 2004.二、设计任务某厂以苯和乙烯为原料，通过液相烷基化反应生成含苯和乙苯的混合物。
经水解、水洗等工序获得烃化液。
烃化液经过精馏分离出的苯循环使用，而从脱除苯的烃化液中分离出乙苯用作生成苯乙烯的原料。
现要求设计一采用常规精馏方法从烃化液分离出苯的精馏装置。
绍兴文理学院化学化工学院《化工设计》报告苯-乙苯精馏塔工艺设计应化092班钱武09114514（19）2012目录第1节设计任务书 (3)（一）设计题目 (3)（二）操作条件 (3)（三）塔板类型 (3)（四）工作日 (4)（五）主要物性数据 (4)第2节方案设计 (5)方案设计 (6)方案简介 (6)第3节物料衡算 (7)进料组成： (7)全塔的物料衡算： (7)相对挥发度： (9)理论塔板数和进料板肯定 (9)实际板数和实际进料位置肯定 (10)第4节塔体工艺尺寸计算 (11)操作压力的计算 (11)塔体工艺尺寸计算 (11)第5节各接管的设计 (17)进料管 (18)釜残液出料管 (18)回流液管 (19)塔顶产品出口管 (19)第6节热量衡算 (20)塔顶冷却水用量 (20)塔釜饱和蒸汽用量 (21)第7节辅助设备的计算及选型 (21)冷凝器的选择 (21)再沸器的选择 (22)第1节设计任务书题目：苯-乙苯精馏塔工艺设计（一）设计题目某化工厂拟采用一板式塔分离苯－乙苯混合液。
已知：生产能力为年产44000 吨98%的乙苯产品；进精馏塔的料液含乙苯45%（质量分数，下同），其余为苯；塔顶的乙苯含量不得高于2%；残液中乙苯含量不得低于98%；料液初始温度为30℃，加热至沸点进料；塔顶冷凝器用温度为30 ℃的冷水冷却；塔底再沸器用温度为150 ℃的中压热水加热。
试按照工艺要求进行：（1）板式精馏塔的工艺设计；（2）标准列管式原料预热器或塔顶冷凝器或塔底再沸器的选型设计；（3）肯定接管尺寸；（4）画出带控制点的工艺流程图。
（二）操作条件1.塔顶压力4kPa（表压）2.进料热状态泡点进料3.回流比2倍最小回流比4.加热蒸气压力（表压）5.单板压降≤。
（三）塔板类型板式塔（四）工作日每一年工作日为300天，天天24小时持续运行。
（五）主要物性数据第2节方案设计方案设计本项目是设计苯-乙苯体系生产工艺的设计。
化工模拟计算课程设计题目：乙苯脱氢制苯乙烯学生姓名：徐向东韩月阳学号： 10082330 11031405专业班级：化学工程与工艺卓越11-2班指导教师：孙兰义2004年5月10日乙苯脱氢制苯乙烯摘要乙苯脱氢制苯乙烯是目前工业生产苯乙烯的主要工艺路线，该路线经过两段脱氢工艺在脱氢催化剂的作用下反应生成苯乙烯，并经过进一步提纯制得合格的产品。
本方案基于已有的数据，采用文献提供的反应动力学及热力学平衡数据利用Aspen Plus对苯乙烯生产工艺全流程进行了模拟，模拟结果能够很好地达到产品的质量要求。
在全流程模拟过程中，通过对利用灵明度分析以及设计规定等模块对整个流程进行了设计优化，以期达到降低苯乙烯单位能耗的目的。
关键词：乙苯脱氢；动态模拟；全流程优化Dehydrogenation of Ethylbenzene to StyreneAbstractDehydrogenation of ethylbenzene to styrene is the main industrial process of styrene production , the manufacturing route is achieved by two styrene dehydrogenation reaction in the process of dehydrogenation catalyst ,after further purified，we can get qualified products.The program is based on existing data including the reaction kinetics and thermodynamic equilibrium data.The whole process of styrene production process were simulated by Aspen Plus,the simulation results indicates that the purity of styrene is qualified.For the purpose of energy conservation,we use the model analysis tools like ‘Sensitity’ and ‘Disegn Spec’ to get the enti re process optimized。
目录一、任务书 (2)二、设计方案 (3)三、符号说明 (4)四、主要物性数据 (5)五、工艺计算 (6)1、精馏塔全塔物料恒算 (6)2、塔板数的确定 (6)3、实际塔板数的求取 (7)4、相关物性参数的计算 (9)5、塔和塔板的主要工艺尺寸计算 (15)6、筛板的流体力学计算 (20)7、塔板负荷性能图 (26)六、筛板塔工艺设计计算结果汇总 (33)七、管路设计 (34)八、设计评述 (35)九、参考文献 (35)任务书（一）设计题目苯-乙苯连续精馏塔的设计（二）设计任务及操作条件1)进精馏塔的料液含乙苯40%（质量分数，下同），其余为苯；2)塔顶的乙苯含量不得高于2%；3)残液中乙苯含量不得低于98%；4)生产能力为年产 5.5万吨98%的乙苯产品；5)操作条件a)塔顶压力4kPa（表压）b)进料热状态泡点进料c)回流比2倍最小回流比d)加热蒸气压力0.5MPa（表压）e)单板压降≤0.7kPa。
（三）塔板类型筛板塔。
（四）工作日每年工作日为300天，每天24小时连续运行。
（五）厂址厂址为新乡地区。
（六）设计内容1、设计说明书的内容1)精馏塔的物料衡算；2)塔板数的确定；3)精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4)精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5)塔板主要工艺尺寸的计算；6)塔板的流体力学验算；7)塔板负荷性能图；8)精馏塔接管尺寸计算；9)对设计过程的评述和有关问题的讨论设计方案本设计任务为分离苯-乙苯混合物。
对于二元混合物的分离，应采用连续精馏。
精馏过程的流程设计如下：工艺流程如图1所示。
原料液由高位槽经过预热器预热后进入精馏塔内。
操作时连续的从再沸器中取出部分液体作为塔底产品（釜残液）再沸器中原料液部分汽化，产生上升蒸汽，依次通过各层塔板。
塔顶蒸汽进入冷凝器中全部冷凝或部分冷凝，然后进入贮槽再经过冷却器冷却。
并将冷凝液借助重力作用送回塔顶作为回流液体，其余部分经过冷凝器后被送出作为塔顶产品。
处理量万t每苯⼄苯筛板精馏塔的设计前⾔塔设备是化⼯、炼油⽣产中最重要的设备之⼀。
它可使⽓(或汽)液或液液两相之间紧密接粗，达到传质与传热的⽬的，常见的可在塔设备中完成的单元操作有：精馏、吸收、解析、和萃取等等。
此外，⼯业⽓体的冷却与回收、⽓体的湿法净制和⼲燥，以及兼有⽓液两相传⾄和传热的增减湿等。
在化⼯⼚或炼油⼚中，塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、⽣产能⼒和消耗定额以及三废处理保护等各⽅⾯都有重⼤影响。
板式塔内沿塔⾼度装有若⼲层塔板(或称塔盘)，液体靠重⼒作⽤有顶部逐板流向塔底，并在各块板⾯上形成流动的液层，⽓(汽)体则靠压强差推动，由塔底向上依次穿过各塔板上的液层⽽流向塔顶，⽓(汽)液两相在塔内运⾏逐级接触，两相的组成沿塔⾼呈阶梯式变化。
精馏操作是重要的化⼯单元操作，此操作过程主要是在塔设备内进⾏通过多层塔板，使液-液化合物系经过多次部分汽化和多次部分冷凝，以达到混合物系分离成较⾼纯度组分的⽬的，如⼄醇-⽔的提取、苯-甲苯的分离等。
评价塔设备的基本性能指标主要包括以下⼏项：⑴⽣产能⼒：即单位塔截⾯上单位时间的物料处理；⑵分离效率：每层塔板所达到的分离程度；⑶适应能⼒及操作弹性：对各种物料性质的适应性以及在负荷波动时，维持操作稳定⽽保持较⾼组分分离效率的能⼒；⑷流体阻⼒：汽相通过每层塔板的压降要减⼩；⑸耐腐蚀和不易堵塞，⽅便操作、调节和检修；⑹塔内滞留量⼩；此外，塔的造价⾼低、安装和维修的难易和长期运转的可靠性等都是必须考虑的元素。
精馏装置⽐较定型，⼀般包括：精馏塔、塔顶蒸汽冷凝塔、塔底再沸器(蒸馏釜)、原料加热器以及输送设备等。
精馏过程是⼀个传热传质过程，塔内温度由下向上递减，塔底再沸器需要供给热使液体沸腾，⽽塔顶冷凝器⼜需要移除能量使蒸汽冷凝，因此，在精馏装置中，可以利⽤的热能是塔顶产品和塔釜产品的带出热。
在设计过程中，如何利⽤这些废热来预热原料液，以减少加热蒸汽和冷凝⽔的⽤量，这是⼀个很值得重视的问题。
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺中乙苯精馏系统的研究乙苯脱氢是一种重要的工业反应，通过乙苯的脱氢反应可以得到苯乙烯，苯乙烯是一种重要的有机合成原料，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等行业。
乙苯脱氢生产苯乙烯的工艺中，乙苯精馏系统是其中关键的一部分，它对产品的纯度和收率有重要影响。
乙苯精馏系统主要包括进料黏稠物的预分离、大塔精馏、小塔精馏等过程。
在进料黏稠物的预分离中，主要是通过一系列的预处理操作来去除杂质，例如酚、醚等物质，以提高进料的纯度。
预处理操作通常包括溶剂萃取、萃取塔、精制过滤、蒸馏等步骤。
通过这些操作，可以将进料中的杂质分离出来，得到较为纯净的乙苯。
大塔精馏是乙苯精馏系统中的关键环节，其目的是将进料中的乙苯与苯乙烯分离开来。
这一步骤通常在高温高压条件下进行，通过在塔中连续蒸馏，将乙苯与苯乙烯分别收集。
由于乙苯与苯乙烯的沸点接近，因此在大塔精馏中，需要通过精心设计的塔板和塔位来实现有效的分离。
常用的塔板有筛板、网板和交错板等，塔位的选择要考虑到物料的流动性、传热效果以及产物的纯度等因素。
小塔精馏是乙苯精馏系统中的最后一步，其主要目的是对苯乙烯进行进一步的提纯。
在小塔精馏中，通常采用连续蒸馏的方式，将苯乙烯从乙苯中分离出来。
小塔精馏的操作条件可以通过调整温度、压力以及塔底、塔顶的流速来控制，以实现对苯乙烯的高效分离。
乙苯脱氢生产苯乙烯工艺中的乙苯精馏系统的研究主要是为了优化工艺条件，提高产品的纯度和收率。
研究人员可以通过实验和模拟计算等方法，对乙苯精馏系统进行优化设计，以找到最佳的操作参数和设备结构。
还可以利用先进的分析仪器和技术手段，对塔内物料的组成和性质进行在线监测和分析，以及时调整操作条件，确保产品的质量稳定，提高工艺经济效益。
乙苯精馏系统是乙苯脱氢生产苯乙烯工艺中的重要组成部分，对产品的纯度和收率有着重要影响。
通过对乙苯精馏系统的研究和优化设计，可以提高工艺的经济效益，满足市场需求。
分类号： TQ051.8 单位代码： 108密级：一般学号： 2305024026 本科毕业论文（设计）题目：苯-乙苯精馏塔工艺设计与塔顶冷凝器选型设计专业：化学工程与工艺姓名：刘朋指导教师：张理平职称：教授答辩日期：二00九年六月六日目录前言 - 0 -第一章设计任务书 - 1 -1.1 设计题目 ......................................................- 1 - 1.2 设计要求 ......................................................- 1 -1.3 主要物性数据 ..................................................- 1 - 第二章工艺计算 - 3 -2.1 物料衡算 ........................................................................... ....................................- 3 -2.2 相图的绘制 .......................................................................... .................................- 4 -2.3回流比的确定2.4理论塔板数的计算2.5实际塔板数确定2.5.1全塔效率 ET2.5.2实际板数2.6 塔的工艺条件及物性数据计算 ....................................- 7 -2.6.1操作压强 .................................................- 7 -2.6.2板间距的选择和塔径的初步确定 .............................- 8 -2.6.3塔板结构2.6.4塔板的校核2.6.4.1精馏段塔板的校核2.6.4.2提馏段塔板的校核2.6.5塔板负荷性能图2.7设计结果一览表第三章塔的附属设备设计 3.1冷凝器的设计 .................................................- 11 -3.1.1热负荷3.1.2冷凝水出口温度3.1.3流动空间及流速的确定3.1.4有效平均温差及传热面积3.2 初选换热器的规格 ....................................................................... ......................- 12 -3.3 换热器的验算 .................................................- 16 -3.3.1 总传热系数 K o 的验算 ....................................- 16 -3.3.2 计算压强降 .............................................- 18 - 3.3.3 计算壳程压力降 .........................................- 18 -3.3.4 选型结果 ...............................................- 19 - 参考文献 - 30 -主要符号说明 - 31 -谢辞 - 32 -前言塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一,他可以使气(或汽)或液液两相紧密接触，达到相际传质及传热的目的。
毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：xxx2010年12 月6 日目录一、设计任务书 (1)二、摘要 (3)三、绪论 (7)1.苯乙烯的性质和用途 (7)2.苯乙各种生产工艺及比较 (7)2.1苯乙酮法 (7)2.2乙苯和丙烯共氧化 (7)2.3乙苯催化脱氢法 (8)3.主、副化学反应式 (8)4.原理、化学组成及化学性质 (8)5.流程叙述 (10)5.1脱氢反应总述 (10)5.2苯乙烯蒸馏总述 (11)四、物料及热量衡算 (15)（一）、苯乙烯生产全系统的物料衡算 (15)1.反应系统物料衡算 (15)1.1反应系统进料量计算 (15)1.2出水冷冷凝器的气液组成 (18)1.3出盐水冷凝器的气液组成 (20)1.4油水分离器水油组成 (21)2.分离系统物料衡算 (23)2.1苯乙烯精馏塔的物料衡算 (24)2.2苯、甲苯蒸出塔的物料衡算 (26)2.3苯乙烯初馏塔物料衡算 (28)2.4乙苯蒸出塔的物料衡算 (30)（二）、脱氢系统的热量衡算 (32)1．蒸发器 (32)2、第一预热器 (33)3、热交换器 (34)4、第二预热器 (34)5、反应器 (35)四、感谢信 (40)五、参考文献 (41)摘要苯乙烯(SM)是生产塑料和合成橡胶的重要基本有机原料，主要用于生产聚苯乙烯，也可用于制备丁苯橡胶、苯乙烯一顺丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、不饱和聚酯等。
乙苯催化脱氢法是目前国内外生产苯乙烯的主要方法，采用的催化剂主要是Fe-K系催化剂，其中Fe2O3。
是活性组分、K2O是活性促进剂，K2O的引入使铁系催化剂的活性有了显著提高，可以在较低的水比下应用，但K2O含量过高存在着钾的流失问题。
化工原理课程设计分离苯—苯乙烯混合液的浮阀塔工艺设计课程设计任务书苯－苯乙烯混合液的常压连续蒸馏塔设计一、工艺要求：日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。
原料液中轻组分含量41%，要求塔顶馏出液中轻组分含量不低于96%，釜液中重组分含量不低于96%（以上均为质量含量）。
二、设计条件1、操作压力：常压2、进料热状况自选3、回流比自选三、塔板类型：浮阀塔设计任务1、精馏塔的物料衡算2、塔板数的确定3、精馏塔的工艺条件及有关数据的计算4、精馏塔的塔体工艺尺寸计算5、塔板主要工艺尺寸的计算6、塔板的流体力学验算7、塔板负荷性能图8、精馏塔接管尺寸计算9、绘制工艺流程图10、对设计过程的评述和有关问题的讨论目录第一部分概述1.1设计目标 (4)1.2设计任务 (4)1.3设计条件 (5)1.4设计内容 (5)1.5工艺流程图 (5)第二部分工艺设计计算一、设计方案的确定 (7)二、精馏塔的物料衡算 (7)2.1原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (7)2.2原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (7)2.3物料衡算原料处理量 (7)三、塔板数的确定 (8)N的求取 (9)3.1理论板层数T3.2相对挥发度 (9)3.3进料状态参数 (9)3.4最小回流比 (9)四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (11)4.1操作压强计算 (11)4.2操作温度计算 (12)4.3平均摩尔质量计算 (12)4.4平均密度计算 (13)4.5液相平均表面张力计算 (14)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (15)5.1精馏段塔径的计算....................................... - 14 -5.2精馏塔的有效高度的计算 (17)六、塔板主要工艺尺寸的计算 (17)6.1溢流装置计算 (17)6.2塔板布置 (21)6.3筛孔数n与开孔率 (23)七、筛板的流体力学验算 (24)7.1气体通过干板压降....................................... - 23 -e的验算 (26)7.2雾沫夹带量V7.3液泛验算 (27)八、塔板负荷性能图 (28)8.1漏液线 (28)8.2雾沫夹带线 (29)8.3液相负荷下限线 (29)8.4液相负荷上限线 (30)8.5液泛线 (30)九、接头管设计 (33)9.1接管尺寸 (33)9.2回流管管径 (34)9.3塔底进气管 (34)9.4加料管管径 (34)9.5料液排出管管径 (34)十一、有关问题的讨论 (36)设计一览表 (38)操作方案的说明： (38)总结 (38)参考文献 (39)第一部分概述1.1设计目标分离苯与苯乙烯混合液的浮阀式精馏塔设计1.2设计任务日处理原料量80吨，一天按20小时工作时计算。
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系别：化工系班级：09化工2班学号：09062102姓名：指导老师；摘要本设计的任务是设计用于分离苯-甲苯的苯浮阀精馏塔。
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、蒸馏釜（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。
因为苯-甲苯是易于分离的二组分物系，故采用常压精馏。
进料热状况选择泡点进料，这样塔内精馏段和提馏段的上升的蒸汽量相等，而且不受季节气候的影响。
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，这只是计算的理论浮阀数，实际的要通过作塔板布置图确定，如果布置图中的浮阀数不符合开孔率和阀孔气速，就要重新布置直至满足要求，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雾沫夹带上限线、液泛线、漏液线、液相负荷下限线的计算以及确定塔体结构。
目录第一部分概述 (6)一、设计目标 (6)二、设计任务 (6)三、设计条件 (6)四、设计内容 (6)五、工艺流程图 (7)第二部分工艺设计计算 (8)一、设计方案的确定 (8)二、精馏塔的物料衡算 (8)1.原料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (8)2.原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量和质量分数 (8)3.物料衡算原料处理量 (8)三、塔板数的确定 (8)1.理论板层数T N的求取 (8)2.全塔效率T E ................................................................. - 14 -3.实际板层数的求取 ....................................................... - 14 -四、精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 (14)1.操作压强计算 (14)2.操作温度计算 (14)3.平均摩尔质量计算 (14)4.平均密度计算 (14)5.液相平均表面张力计算 (14)6.液相平均粘度计算 (14)五、精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (17)1.塔径的计算.................................................................. - 18 -2.精馏塔的有效高度的计算............................................. - 19 -3.塔总高度计算 (17)六、塔板主要工艺尺寸的计算......................................... - 21 -1.溢流装置计算............................................................... - 21 -2.塔板布置...................................................................... - 24 -3.筛孔数n与开孔率 ...................................................... - 25 -七、筛板的流体力学验算................................................ - 25 -1.气体通过筛板压降相当的液柱高度P h........................... - 26 -2.雾沫夹带量V e的验算.................................................... - 27 -3.漏液的验算.................................................................. - 28 -4.液泛验算...................................................................... - 28 -八、塔板负荷性能图................................... 错误!未定义书签。
目录1 课程设计任务书---------------------------------- 32 前言---------------------------------------------- 32.1塔设备的化工生产中的作用和地位--------------- 32.2设计方案------------------------------------- 42.3符号说明------------------------------------- 53 物料衡算---------------------------------------- 53.1进料组成------------------------------- ---- 53.2全塔物料衡算--------------------------------- 33.3相对挥发度确定------------------------------- 63.4理论塔板数和进料位置确定--------------------- 73.5实际板数和实际进料位置确定------------------- 83.6精馏塔的气液负荷----------------------------- 94 热量衡算------------------------------------------- 114.1塔顶冷却水用量------------------------------- 114.2塔釜饱和水蒸气用量--------------------------- 114.3液体平均表面张力----------------------------- 125 塔板工艺尺寸计算----------------------------------- 125.1塔径计算------------------------------------- 125.2溢流装置------------------------------------- 135.3弓形降液管宽度和截面------------------------- 155.4降液管底隙高度------------------------------- 175.5筛孔计算及其排列----------------------------- 175.6塔有效高度的计算----------------------------- 186 塔板流体力学验算----------------------------------- 196.1气相通过浮阀塔板的压强降--------------------- 196.2淹塔------------------------------------------ 206.3雾沫夹带------------------------------------- 217 塔板负荷性能图 ----------------------------------- 217.1、雾沫夹带线----------------------------------- 217.2、液泛线--------------------------------------- 227.3、液相负荷上限线------------------------------- 237.4、漏液线--------------------------------------- 237.5、液相负荷下限线------------------------------- 259 辅助设备的计算及选型 ----------------------------- 269.1、裙座------------------------------------------- 269.2、吊柱------------------------------------------- 269.3、冷凝器的选择--------------------------------- 269.3、再沸器的选择--------------------------------- 2710 计算结果列表（参考资料）---------------------------- 28 附表：性能负荷图等------------------------------------- 29第1 节设计任务书题目：苯－乙苯双组分均相混合液常压精馏塔设计。
课程设计题目：浮阀式连续精馏塔的设计教学院：化学与材料工程学院专业：学号：学生姓名：指导教师：2010年 5 月20 日课程设计任务书2009 ～ 2010学年第 2 学期学生姓名：专业班级：指导教师：工作部门：一、课程设计题目浮阀式连续精馏塔设计二、课程设计内容（含技术指标）1. 工艺条件与数据原料液量1500kg/h，含苯42%（质量分数，下同），乙苯58%；馏出液含苯98%，残液含苯2%；泡点进料；料液可视为理想溶液。
2. 操作条件常压操作；回流液温度为塔顶蒸汽的露点；间接蒸汽加热，加热蒸汽压力为5kgf/cm²（绝对压力）；冷却水进口温度30℃，出口温度为45℃；设备热损失为加热蒸汽供热量的5%。
3. 设计内容①物料衡算、热量衡算；②塔板数、塔径计算；③溢流装置、塔盘设计；④流体力学计算、负荷性能图。
三、进度安排1．5月6日：分配任务；2．5月6日-5月14日：查询资料、初步设计；3．5月15日-5月21日：设计计算，完成报告。
四、基本要求1. 设计计算书1份：设计说明书是将本设计进行综合介绍和说明。
设计说明书应根据设计指导思想阐明设计特点，列出设计主要技术数据，对有关工艺流程和设备选型作出技术上和经济上的论证和评价。
应按设计程序列出计算公式和计算结果，对所选用的物性数据和使用的经验公式、图表应注明来历。
设计说明书应附有带控制点的工艺流程图，塔结构简图。
设计说明书具体包括以下内容：封面；目录；绪论；工艺流程、设备及操作条件；塔工艺和设备设计计算；塔机械结构和塔体附件及附属设备选型和计算；设计结果概览；附录；参考文献等。
2. 图纸1套：包括工艺流程图(3号图纸)和精馏塔装配总图(1号图纸)。
教研室主任签名：年月日目录1．设计方案简介2．工艺流程草图及说明3．工艺计算及主体设备设计4 辅助设备的计算及选型；5．设计结果概要或设计一览表6对本设计的评述；7 附图（工艺流程简图、主体设备工艺条件图）；8 参考文献。
诚信申明本人申明：本设计《年产20万吨乙苯的精馏装置工艺设计》及参考资料等均真实可靠，是本人独立完成，如有不实之处，则按照学校有关规定接受处罚。
本人签名：马江涛2008年8月10日设计任务书设计题目：年产20万吨乙苯的精馏塔工艺设计函授站：陕西函授站专业：化工工艺班级：陕艺专071 学生姓名：马江涛指导教师（含职称）：马鹏帅1、设计（论文）的主要任务及目标生产能力20万/年；进料组成：乙苯含量60%（质量分率）；塔顶产品组成小于2%；底乙苯含量大98%；常压；泡点进料，筛板塔，冷却剂与蒸汽自选合适条件撰写设计计算书一份，主体设备装配图议长，工艺图一套2、设计（论文）的基本要求和内容：（1）完成塔设备主体部分的物料衡算、热量衡算与设备设计计算；（2）画出塔设备的装配图；（3）画出带控制点工艺流程图；摘要本设计任务为生产年产20万吨乙苯的精馏设计，采用筛板式精馏塔，常压、泡点进料。
将原料经预热器预热至泡点温度123℃后送入精馏塔内。
塔顶上升蒸汽采用全凝器冷凝，冷凝成110.8℃下的饱和液体，其中一部分回流至塔内，其余部分经产品冷凝器冷却后送入储罐。
该物系属易分离物系。
塔釜采用间接蒸汽加热，塔底产品冷却后送入储罐。
同时在设计过程中为了节省能耗，将冷却器产生的蒸汽用来加热原料液或用产品的余热来加热原料。
从而，节省能量，节省资金投入。
本设计就是对此精馏塔的一些主要的设计数据进行计算。
关键词：精馏塔泡点冷凝器目录第1章前言 (6)第1.1节筛板塔的简介 (6)第1.2节产品的性质和用途 (9)第1.3节设计方案的确定 (10)第1.4节流程的设计及说明 (12)第2章有关计算 (15)第2.1节物料恒算 (15)第2.2节塔板数的计算 (17)第2.3节精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 24第2.4节热量衡算 (30)第2.5节塔的结构设计 (33)第2.6节塔板主要工艺尺寸的计算 (36)第2.7节筛板的流体力学验算 (42)第2.8节塔板负荷性能图 (48)第2.9节辅助设备 (55)第3 章方案讨论 (60)第3.1节结论 (60)第3.2节讨论 (62)参考文献 (64)致谢 (65)附录 (66)第1章前言第1.1节筛板塔的简介精馏是分离液体混合物重要单元操作之一，在化工，炼油，石油化工等工业得到广泛应用。
第3章 反应部分3.1反应动力学方程参考文献，乙苯脱氢制苯乙烯的动力学方程为： 乙苯脱氢的主反应：652565232C H C H C H C H H →+ （1） 652326525C H C H H C H C H +→ （2）乙苯脱氢的主要副反应：65256624C H C H C H C H →+ （3） 65252784C H C H H C H CH +→+ （4） 2242242H O C H H CO +→+ （5） 2423H O CH H CO +→+ （6） 222H O CO H CO +→+ （7）以上各反应的速率方程为：11b r =k E P1k =0.204exp -90981/RT （） 222St r =k H P P-82k =610exp -61127/RT ⨯（）33b r =k E P43k =3.9110exp -207989/RT ⨯（）244b r =k E H P P64k =1.48410exp -91515/RT -⨯（）224255r =k H O C H P P 75k =4.48710exp -103997/RT -⨯（）2466r =k H O CH P P66k =2.56410exp -6723/RT -⨯（） 277r =k H O CO P P37k =1.77910exp -73638/RT ⨯（）3.2反应部分模拟及优化3.2.1反应流程图本设计采用两段段乙苯负压脱氢工艺流程，流程图如3-1所示：3.2.2入口温度由于乙苯脱氢反应是一个强吸热反应，进口温度对乙苯的转化率、苯乙烯的选择性影响很大，如图3-2、图3-3所示。
5805906006106206306400.260.280.300.320.340.360.380.400.420.44转化率选择性第一反应器入口温度 ℃乙苯转化率0.9520.9540.9560.9580.9600.9620.9640.9660.968苯乙烯的选择性图3-2 第一反应器入口温度对反应的影响第二反应器入口温度 ℃乙苯转化率苯乙烯选择性图3-3 第二反应器入口温度对反应的影响由图3-2和3-3可知，温度对乙苯脱氢反应影响很大，随着入口温度的增加，乙苯的转化率逐渐增加，但温度增加，促进了副反应的进行，使苯乙烯的选择性下降，参考文献，本设计，第一反应器的入口温度为620℃，第二反应器的入口温度为625℃。
苯乙苯精馏塔课程设计
课程设计题目：苯乙苯精馏塔设计
一、设计目标：
设计一座苯乙苯精馏塔，使得苯乙苯可以被高效分离和提纯。
二、设计要求：
分离苯和乙苯，使其纯度分别达到99.5%以上。
设计最大处理量为1000L/h。
设计塔的有效高度为8m。
塔的操作压力为常压。
确定塔的塔板数。
三、设计步骤：
确定苯乙苯体系的物理化学性质和相图，以此为基础进行设备的设计。
确定理论板数和实际板数，并进行板型和塔板间距的设计。
根据设计要求和塔板数确定塔径、塔高、塔板布置方案等。
进行热力计算和传热计算，确定进出口温度、进出口流量等参数。
确定塔内流动状态，考虑塔板的液体深度、液面高度、气液流量比等参数。
确定塔内冷却方式和冷却剂的类型、流量等参数。
进行节能设计，优化设计方案，降低运行成本。
进行安全性设计，确保设备安全可靠、易于维护和操作。
四、设计成果：
设计图纸：包括苯乙苯精馏塔的平面图、剖面图、3D模型等。
设计计算书：包括设计过程中的各种计算和参数表格，以及设计报告。
设计成果报告：详细介绍设计的过程、方法、结果和分析，包括设计方案的优缺点、经济效益和社会效益等。
五、参考资料：
化工传递学（第四版），高等教育出版社。
化工设备原理与设计（第二版），化学工业出版社。
化学工程手册，化学工业出版社。
高效塔板设计原理，化学工业出版社。
分离过程工程，化学工业出版社。
. 精品 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： 1、 原料组成 （质量%） 组别
乙苯 99% 98% 1、2、3 4、5、6 甲苯 0.8% 1.2% 1、2、3 4、5、6 苯 0.2% 0.8% 1、2、3 4、5、6 ∑ 100% 100% 1、2、3 4、5、6
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% . 精品 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/m3 5、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 . 精品 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： 表1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
常数名称 分子量 液体比重 沸点 熔点 液体热容量 蒸汽热容量 蒸发热 液体粘度 生成热 在水中溶解度 燃烧热 闪点 自燃点 爆炸范围
计量单位 ℃ ℃ kJ/（kg K） Kcal/（kg K） kJ /mol 104kgSee/M2 Kcal/mol Kcal/mol ℃ ℃ %(体积)
常数106.167 0.882 136.2 -94.4 1.754 0.285 35.59 0.679 2.98 1101.1 15 553.0 2.3～. 精品 值 7.4 .
精品 备注 0℃ 101325Pa 101325Pa 298.15K 27℃ 正常沸点下 20℃ 20℃ 0.015 g/100 ml (20 °C) 气体
（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 + H2O C6H5COCH3 + H2 C6H5CHOHCH3 C6H5CHOHCH3 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：
