乙苯-苯乙烯精馏塔的设计报告.doc

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。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0.040.060.50.43 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：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分离效果如图所示 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 。苯乙烯在塔顶的摩尔分率为0.06，乙苯在塔釜的摩尔分率为0.267，并未达到分离的要求。下面利用Aspen中的灵敏度分析功能探索理论板数NT，进料板位置NF，和回流比R对分离效果的影响，进项操作条件的优化。由前面假设的塔顶和塔底的操作压力得知，单板的压降应该在0.2-0.3kpa之间，现在以0.2kpa为基准，做精馏塔的严格核算。 从中可以发现当NT=36时，塔釜中的乙苯浓度为0.2490.25，符合分离要求。从中可以看出当理论板数NT=28时，苯乙烯在塔顶馏分中的摩尔分率为0.0489110.05，达到分离要求。综上考虑，重新选择塔板数NT=36校核计算.进料板位置对分离效果的影响最佳进料板NF=24最佳进料板NF=24综上，采用NT=35 NF=24 单板压降P=0.2kpa 回流比R=4 塔顶馏出率D/F=0.4951 塔顶压力9kpa，RadFrac模块计算结果如下可见塔顶和塔釜的馏出组成均符合分离要求，详细结果见B