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1、北京化工大学北方学院毕业设计诚信声明本人申明：我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名： 年 月 日II苯乙烯生产中年处理3.5万吨乙苯和多乙苯分离工段的工艺摘 要在苯乙烯生产中，乙苯和多乙苯的分离是其中的一个重要的环节。
2、选用填料精馏塔进行设计，设计的基本内容是，完成填料塔的物料衡算、能量衡算等得到理论塔板数13块、塔径为600mm、塔高为6658.7mm并进行冷凝器、再沸器、预热器、泵的计算和选型。画出带控制点的工艺流程图和设备的车间布置图。关键词：乙苯 填料精馏塔 工艺设计Technology separation of section annual processing capacity of 3500 tons of ethylbenzene and polyethylbenzene in the production of styrene AbstractIn the production of st
3、yrene, the separation of ethylbenzene and polyethylbenzene was one of the most important links. The packed distillation column was used in this design.The basic contents of the design were, completed material packing tower, energy balance, the theoretical plate number was 13, the tower diameter was
4、600mm, height was 6658.7m, and the condenser, rebolier, preheater, pump were calculated and selected. The process flow diagram with control points and the workshop equipment layout were drawn.Key words: ethylbenzene packed distillation column process design目 录前 言1第一章 物料衡算2第1.1节 基本数据2第1.2 节 物料衡算2第1.3
5、节 相对挥发度和温度的计算4第二章 能量衡算8第2.1节 基本数据8第2.2节 能量衡算9第三章 填料塔设计计算13第3.1节 全塔理论塔板数13第3.2节 精馏塔流量及物性参数13第3.3节 填料的选择19第3.4节 塔径设计计算19第3.5节 填料层高度的计算21第四章 附属设备及主要附件的选型计算23第4.1节 冷凝器23第4.2节 再沸器23第4.3节 预热器24第4.4节 塔管径的计算及选择24第4.5节 液体分布器25第4.6节 支承板的选择27第4.7节 塔釜设计27第4.8节 除沫器28第4.9节 泵的设计及选型28第五章 经济分析30第七章 工艺流程设计35第八章 车间布置3
6、6第九章 “三废”处理与综合利用37结 论38参考文献39致 谢41前 言 苯乙烯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、ABS,也可用于制备丁苯橡胶、苯乙烯-顺丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、不饱和聚物等,此外,也是生产涂料、染料、合成医药的重要原料。在苯乙烯生产中，通常是用苯和乙烯脱氢制得苯乙烯，在此过程中，会有副产物乙苯和多乙苯的产生1。多组分分离操作是目前在精馏过程中最重要的，操作简单，且只需要提供能量和冷却剂就能得到高纯度的产品，所以被广泛的应用2。使用填料精馏塔是分离乙苯和多乙苯是最适宜的分离方法。第1章 物料衡算第1.1节 基本数据 查石油化工数据手册3和石油化工数
7、据手册续篇4表1.1 基本物性数据名称分子式相对分子质量（g/mol）沸点（）乙苯C6H5C2H5106.16136.2二乙苯C10H14134.22181二苯基乙烷C13H12182.27264.5二苯基甲烷C14H14168.24284表1.2 原料中成分的质量分数名称乙苯二乙苯二苯基乙烷二苯基甲烷质量分数%908.70.9750.3255第1.2 节 物料衡算 图1.1 填料塔物料衡算 1.2.1原料中各成份的摩尔分数表1.3 摩尔分数名称乙苯二乙苯二苯基乙烷二苯基甲烷摩尔分数0.92160.07050.0058150.002085 1.2.2原料液流量F1.2.3塔顶乙苯的摩尔分数 塔
8、顶乙苯的质量分数为99.6%，二乙苯的质量分数为0.4% 1.2.4塔釜乙苯的摩尔分数塔釜的主要成分为乙苯为2.5%（质量分数），二乙苯84.83%，二苯基甲烷3.17%，二苯基乙烷9.51%。 则：1.2.5塔顶产品流量D和塔釜产品流量W 总物料衡算 F=D+W 由F=W+D （11） （12） 则W=3.1766kmol/h D=37.4745kmol/h表1.4 物料衡算数据结果组分进料塔顶塔釜kmol/hxFkmol/hxDkmol/hxW 乙苯37.46410.921637.35460.99680.10320.0325二乙苯2.86590.07050.11990.00322.7722
9、0.8727二苯基甲烷0.23640.0058150.08290.0261二苯基乙烷0.084760.0020850.21820.0687总计40.6511137.474513.17661第1.3节 相对挥发度和温度的计算 1.3.1相对挥发度的计算（关键组分法） 以总压为101.3kpa，查石油化工数据手册3和石油化工数据手册续篇4。表1.5 乙苯（A）与二乙苯（B）的饱和蒸汽与温度的数据关系温度t/pA/kpaPB/kpa温度t/pA/kpaPB/kpa11047.37510.457150144.78740.54012064.21615.141160184.41354.27713085.5
10、4421.444170232.03471.519140112.1229.762180288.67598.450 将体系视为乙苯-二乙苯的双组份理想体系 所以，由此求得140、150、160、170、180摄氏度下的相对挥发度。表1.6 各温度下的挥发度温度/140 150 160170 1803.76723.57153.39763.24442.9322 平均相对挥发度：泡点进料q=1， 由平衡方程 （13） 计算得最小回流 （14） 取回流比为最小的回流比的2倍，即1.3.2操作线方程的确定 （15） （16） （17） 即精馏段操作线方程： （18） 提馏段方程： （19）1.3.3填料塔温
11、度的计算 （1）填料塔进料的温度 填料塔在常压进行，P=1.01kPa查石油化工数据手册3和石油化工数据手册续篇4用内插法求得特定温度下的压力。设进料温度为139 温度与饱和蒸汽压关系见表表1.5。混合溶液可视为理想液体，气液相平衡遵从拉乌尔定律又因 （110） （111）而且 （112）则 （113）同理求得 （114）因为所以进料温度为139时符合进料要求。得tF=139（2） 填料塔塔顶的温度填料塔在常压进行，P=1.01kPa查石油化工数据手册3和石油化工数据手册续篇4用内插法求得特定温度下的压力。 设进料温度为139温度与饱和蒸汽压关系见表表1.5。混合溶液可视为理想液体，气液相平衡遵从拉乌尔定律又因 （115） （116）而且 （117）则 （118）同理求得 （119）因为所以
