生产苯乙烯课程设计.doc

1、 目录1 总论41.1 设计依据41.2 设计地区的自然条件41.3 生产制度52 文献评述52.1 简史概述52.1.1 产品简介52.1.2 产品生产发展史52.1.3 国内外发展概况52.1.4 产品的物化性质62.1.5 产品的质量指标72.2 工业生产方法的选择及论证72.3 产品的发展前景93 物料衡算103.1 原料的物料衡算103.2 乙苯塔T101物料衡算113.3 苯乙烯塔T102物料衡算134 乙苯塔工艺计算134.1 乙苯塔温度计算144.1.1 T101塔顶温度计算144.1.2 T101塔釜温度计算154.2 回流比的计算164.3 理论板的计算184.4 加料板位

2、置的确定19 4.5 塔径的计算19 4.5.1 进料温度的计算19 4.5.2 计算塔顶的物质物性19 4.5.3 计算塔釜的物质物性20 4.5.4 全塔的物质物性214.5.5 空塔气速计算224.5.6 塔高计算234.6 流体力学校核244.6.1 板压降校核244.6.2 液沫夹带量的校核254.6.3 溢流液泛条件校核264.6.4 液体在降液管内停留时间的校核264.6.5 漏液点校核265 苯乙烯塔工艺285.1 苯乙烯塔温度的计算285.1.1 T102塔顶温度计计算285.1.2 T102塔釜温度计算295.2 回流比的计算295.3 理论板的计算315.4 加料板位置的

3、确定32 5.5 塔径的计算32 5.5.1 进料温度的计算32 5.5.2 计算塔顶的物质物性33 5.5.3 计算塔釜的物质物性34 5.5.4 全塔的物质物性345.5.5 空塔气速计算355.5.6 塔高计算366 能量衡算376.1 反应器R101的热负荷376.2 热交换器E-101的热负荷386.3 加热炉F-101热负荷386.4 反应器出料冷凝器E-102的热负荷396.5 T101进料预热器E-103的热负荷39 6.6 T101塔釜再沸器E-104的热负荷406.7 T101塔顶全凝器E-105的热负荷406.8 T102塔顶全凝器E-106的热负荷41 6.9 T102

4、塔釜再沸器E-107的热负荷417 设备选型427.1 换热器的选型427.1.1 进出料换热器E-101的选型427.1.2 反应器出料冷凝器E102的选型427.1.3 预热器E-103的选型43 7.1.4 再沸器E-104的选型44 7.1.5 冷凝器E-105的选型44 7.1.6 冷凝器E-106的选型45 7.1.7 再沸器E-107的选型45 7.2 原料储罐与产品储罐的计算与选型467.2.1 原料储罐V-101467.2.2 T-101塔顶回流罐V-102467.2.3 T-102塔顶回流罐V-103477.2.4 T102塔顶出料产品储罐V-104477.2.5 T102

5、塔釜出料产品储罐V-105477.3管道的计算477.3.1主物料线的管径计算477.3.2 辅物料线的管径计算487.4 泵的计算和选型507.4.1 P-101A/B原料进料泵507.4.2 P-102A/B乙苯塔进料泵507.4.3 P-103A/乙苯塔塔顶回流泵517.4.4 P-104A/B苯乙烯塔进料泵517.4.5 P-105A/B苯乙烯塔塔顶回流泵527.4.6 P-106A/B苯乙烯塔塔釜输出泵528 经济核算538.1装置原料及产品质量指标538.2 装置能耗分析548.3 装置生产控制分析548.4 装置设计定员558.5 装置布置原则558.6 装置管道器材选用规则56

6、8.7 装置自动控制部分568.7.1 自动控制水平568.7.2 主要控制方案568.7.3 主要仪表选型578.8 装置环境保护与安全588.8.1 装置三废情况588.8.2 安全598.8.3 装置危险源分析598.8.4 安全设计中采取的措施598.9 投资估算及经济分析608.9.1工艺设备费用608.9.2 其他费用618.9.3 预备费用618.9.4 专项费用611 总论1.1 设计依据本课题设计的目的是生产苯乙烯，通过查阅各种资料和文献，采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯公司生产技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯，连续操作。化工生产的操作可分为全间歇、半间歇、连续、半连续四种

7、：在全间歇操作中，整批物料投在一个设备单元中处理一定时间，然后整批输送到下一个工序；半间歇操作过程是间歇操作过程的连续操作过程。全间歇与半间歇（统称间歇式操作）的优点是设备简单，改变生产品种容易；其缺点是原料消耗定额高，能量消耗大，劳动生产率低，产品质量不稳定。连续式操作，原料及能量消耗低，劳动生产率高，因此比较经济；但总投资较大，占地面积较大，一般单线生产能力为210万吨/年。半连续操作与连续操作相比设备费用较少，操作较简单，改变生产品种较容易，但产品质量不如连续操作稳定，与间歇操作相比，生产规模更大，劳动生产率也更高，用与较大规模的品种生产，一般为12万吨/年。由于苯乙烯用量很大，需连续化

8、大生产。采用连续式操作比较有利。综上所述，本设计选择乙苯脱氢法和连续操作。1.2 设计地区的自然条件(1)常州地区气象资料表1-1 常州地区气象资料主导风向春、夏二季为东南风，秋冬二季为西北风平均风速2.17m/s年平均气温16.5绝对最高气温39.4绝对最低气温-15.5平均相对湿度:73.7%平均气压1016.3mbar平均水温28降雨量1039.3mm降水日数124天(2)常州地区地质资料土壤性质：中性 地下水位：15米1.3 生产制度年操作300天，连续生产，四班三运转。2 文献评述2.1 简史概述2.1.1 产品简介苯乙烯，分子式，结构式,是不饱和芳烃最简单、最重要的成员，是重要的有

9、机化工原料，广泛用于生产塑料、树脂和合成橡胶。1如结晶型苯乙烯、橡胶改性抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三聚体（ABS）、苯乙烯-丙烯腈共聚体（SAN）、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚体（SMA）和丁苯橡胶(SBR)等。另外，苯乙烯还应用在制药、染料、涂料等行业，或生产农药乳化剂及选矿剂等方面。2.1.2 产品生产发展史苯乙烯是1827年由M Bonastre蒸馏一种天然香脂苏合香时发现的。21893年E Simon同样用水蒸气蒸馏法由苏合香中得到该化合物并命名为苯乙烯。1867年Berthelot发现乙苯通过赤热陶管能生成苯乙烯，这一发现被视为苯乙烯生产的起源。1930年美国道化学公司首创由乙

10、苯脱氢法生产苯乙烯工艺，但因当时精馏技术未解决而未工业化。直至1937年道化学公司和BASF公司才在精馏技术上有突破，获得高纯度苯乙烯单体并聚合成稳定、透明、无色塑料。19411945年道化学、孟山都化学、Farben等公司各自开发了自己的苯乙烯生产技术，实现了大规模工业生产。50年来，苯乙烯生产技术不断提高，到50年代和60年代已经成熟，70年代以后由于能源危机和化工原料价格上升以及消除公害等因素，进一步促进老工艺以节约原料、降低能耗、消除三废和降低成本为目标进行改进，取得了许多显著成果，使苯乙烯生产技术达到新的水平。2.1.3 国内外发展概况我国苯乙烯的工业生产始于20世纪50年代中期。3

11、自中石油兰州石油化工公司合成橡胶厂采用传统的三氯化铝液相烷基化工艺，建成一套5000吨/年苯乙烯生产装置以来，我国苯乙烯的生产得到了飞速发展。2005年上海赛科石化公司50.0万吨/年苯乙烯装置的开车成功，标志着我国苯乙烯生产装置进入世界级规模。42006年，我国又有多套苯乙烯装置建成投产，其中包括中海油与壳牌化学公司合资在广东惠州建设的一套55.0万吨/年苯乙烯装置，江苏利士德化工（江苏双良集团）在江阴建成的一套20.0万吨/年生产装置、中石油锦州石油化工公司建成的一套8.0万吨/年生产装置、海南实华嘉盛化工有限公司与江苏嘉盛化学品工业有限公司共同出资建设的一套8.0万吨/年生产装置。近两年

12、来，我国又引进了多套苯乙烯装置，在消化、吸收引进技术的基础上，我国苯乙烯的发展进入了一个新阶段。随着聚苯乙烯和ABS树脂等苯乙烯下游产品消费的强劲增长，近年来世界苯乙烯的生产发展很快。2004年，世界苯乙烯的生产能力为2588.0万吨/年，其中, 北美 /南美地区的生产能力为742.7万吨/年,约占世界苯乙烯总生产能力的28.7%； 欧洲地区的生产能力为704.1万吨/年, 约占世界总生产能力的27.2%；中东地区的生产能力为119.5万吨/年, 约占世界总生产能力的4.6%；亚洲地区的生产能力为1021.7万吨/年, 约占世界总生产能力的39.5%。另外，近年来许多公司研究用甲苯代替苯制苯乙

13、烯的方法，如Monsanto公司和三菱油化公司的甲苯-甲醇、甲苯-甲烷直接合成苯乙烯的方法，是一种全新的工艺路线。5引起了苯乙烯技术研究者的注意。膜催化法，甲苯二聚共歧化法和丁二烯二聚法制苯乙烯等方法都处于积极的试验探索阶段，短时间内难有大的突破。2.1.4 产品的物化性质苯乙烯是无色透明油状液体，不溶于水，溶于醇、醚等多数有机溶剂。遇明火极易燃烧。光或存在过氧化物催化剂时，极易聚合放热导致爆炸。与氯磺酸、发烟硫酸、浓硫酸反应剧烈，有爆炸危险。有毒，对人体皮肤、眼和呼吸系统有刺激性。空气中最高容许浓度为100ppm。苯乙烯在高温下容易裂解和燃烧，生成苯、甲苯、甲烷、乙烷、碳、一氧化碳、二氧化碳

14、和氢气等。苯乙烯蒸气与空气能形成爆炸混合物，其爆炸范围为1.16.01。苯乙烯具有乙烯基烯烃的性质，反应性能极强，如氧化、还原、氯化等反应均可进行，并能与卤化氢发生加成反应。苯乙烯暴露于空气中，易被氧化成醛、酮类。苯乙烯易自聚生成聚苯乙烯（PS）树脂。也易与其他含双键的不饱和化合物共聚。表2-1 苯乙烯物性数据熔点()30.6沸点()146相对密度(水=1)0.91相对蒸气密度(空气=1)3.6饱和蒸气压(kPa)1.33(30.8)燃烧热(kJ/mol)4376.9表2-1 苯乙烯物性数据临界温度()369临界压力(MPa)3.81辛醇/水分配系数的对数值3.2闪点()34.4引燃温度()4

15、90爆炸上限%(V/V)6.1爆炸下限%(V/V)1.12.1.5 产品的质量指标表2-2 苯乙烯质量指标项目优等品一等品合格品纯度（wt%）99.899.599.32.2 工业生产方法的选择及论证目前，工业上苯乙烯的生产方法主要有环球化学鲁姆斯法、FinaBadger法、巴斯夫法、Halcon法、裂解汽油萃取分离法、环氧丙烷联产法等。（1）环球化学鲁姆斯法以乙苯为原料，采用脱氢反应器，由开始的单级轴向反应器，中间经历开发了双级轴向反应器到双径向反应器再到双级径向反应器的各种组合优化的多种反应器；反应器的操作压力由开始的正压发展到今天的负压；汽油比由开始的2.5:1发展到今天1.3：1；蒸汽消

16、耗由开始的10kgkgSM发展到今天的4kgkgSM。UOPLummus的Classic SM流程中乙苯脱氢工艺装置主要有蒸汽过热炉、绝热型反应器、热回收器、气体压缩机和乙苯苯乙烯分离塔。过热炉将蒸汽过热至800而作为热引入反应器。乙苯脱氢的工艺操作条件为550650，常压或减压，蒸汽乙苯质量比为1.02.5。（2）FinaBadger法Badger工艺采用绝热脱氢，蒸汽提供脱氢需要的热量并降低进料中乙苯的分压和抑制结焦。蒸汽过热至800900，与预热的乙苯混合再通过催化剂，反应温度为650，压力为负压，蒸汽乙苯比为1.5%2.2%。反应器材质为铬镍，反应产物在冷凝器中冷凝。FinaBadge

17、r与ABB Lummus公司一起几乎垄断了世界苯乙烯生产专利市场。（3）巴斯夫法巴斯夫法工艺特点是用烟道气加热的方法提供反应热，这是与绝热反应的最大不同。反应产物与原料气系统进行热交换，列管间加折流挡板，使加热气体径向流动，烟道气进口750，出口630，换热后乙苯的进料温度达到585，直接与管内脱氢催化剂接触反应。出口气体经急冷、换热，再经空气冷却，分离脱氢尾气(、CH、CO等)、水和油，上层脱氢料液送精馏工序制得苯乙烯。（4）Halcon法Halcon法又称POSM联产法。Halcon法公司开发，于1973年在西班牙实现工业化。反应过程中乙苯在液相反应器中用氧化成过氧化物，反应条件为压力0.

18、35MPa，温度141，停留时间4h，生成的乙苯过氧化物经提浓度到17%后，进入环氧化工序。环氧化温度为110、压力为4.05MPa。环氧化反应液经蒸馏得环氧丙烷。环氧化另一产物甲基苄醇在260、常压下脱水得苯乙烯。（5）裂解汽油萃取分离法日本日本东丽公司开发了Stex法裂解汽油萃取分离苯乙烯技术，同时还开发了专用萃取剂，可分离出纯度大于99.7%的苯乙烯，同时可生产对二甲苯，并降低裂解汽油加氢负荷，生产成本仅为乙苯脱氢法的一半。（6）环氧丙烷联产法 环氧烷联产法是先将乙苯氧化成乙苯氢过氧化物，再使之在Mo、W催化剂存在下与丙烯反应生成环氧丙烷和苯乙醇，后者脱水可得到苯乙烯。其优点是克服了Al

19、Cl3法有污染、腐蚀和需要氯资源的特点。但这项工艺缺点也是明显的：工艺流程和反应相对繁长；一次性投入成本相对偏高；产物中副产物多导致苯乙烯的收率不高；相比于乙苯脱氢技术，各项消耗都比较大。通过比较上述六种方法，可以看出方案（1）工艺流程简单，工艺条件合理，生产成本低，最适合工业化生产，并且具有很高的经济效益，所以最终确定按照方案（1）进行工艺设计，即鲁姆斯法。其工艺特点和优点如下：（a）成本减少：苯乙烯装置是在低蒸汽/油比下操作，因而可降低苯乙烯生产成本。（b）操作容易：利用该技术的工业化装置已证明它具有很高的可靠性。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和损失。（c

20、）催化剂寿命长：根据操作经验，脱氢催化剂的使用寿命是1824个月。随着乙苯装置上催化剂寿命的延长，乙苯和苯乙烯装置更换催化剂的停工时间也可适应尽量减少总停车时间的需求。（d）能量回收：鲁姆斯公司在苯乙烯装置上已实现了低品位能量（500大卡/公斤苯乙烯）的回收工艺，利用乙苯/苯乙烯蒸馏塔顶产物的冷凝热来汽化乙苯和水的共沸物，并直接送至脱氢反应器，而不需要任何压缩设备。（e）生产安全：一旦仪表系统发现有任何严重误操作或故障时，脱氢反应的自动联锁系统即启动，无需任何操作员工即可将装置自动转入安全操作状态或安全停工。2.3 产品的发展前景我国苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯、ABS树脂、SAN树脂、不饱和聚

21、酯树脂、丁苯橡胶、丁苯胶乳以及苯乙烯系热塑性弹性体等。2004年的消费结构为：55.6%用于生产聚苯乙烯, 11.6%用于生产ABS/SAN树脂, 3.5%用于生产丁苯橡胶/丁苯胶乳, 7.3%用于生产不饱和聚酯树脂, 2.6%用于生产苯乙烯系热塑性弹性体, 19.4%用于生产农药、医药和离子交换树脂等其它产品。总体上来看，我国对苯乙烯的需求量很大,而国内生产能力偏低,市场缺口较大,每年都需从国外进口大量的苯乙烯。作为其下游产品的聚苯乙烯、ABS树脂的需求也不断增加。开发苯乙烯生产工艺,有利于缓解国内市场供需紧张的矛盾。3 物料衡算3.1 原料的物料衡算 主反应： 90% 副反应： 6% 4%

22、年产35000吨苯乙烯车间工艺设计以每年300天，7200小时计算，。设计裕度：年产量放大1.2倍，则查石油化工基础数据手册见表3-1表3-1 物质常温下属性物质分子量 密度kg/m3沸点乙苯106.16870136.2苯乙烯104.14902145.2苯78.1188080.1甲苯92.14866110.6阻聚剂184.11882312.1乙烯28.05610表3-1 物质常温下属性物质分子量 密度kg/m3沸点甲烷16.04420氢气2.020.09水18.01997100焦油520.71100337 表3-2 反应器进料组成表组成Kg/hWt%Kmol/hMol%乙苯13161.5439

23、.92123.978410.13甲烷66.140.204.12340.34水蒸汽19742.3159.881096.186089.53合计32969.99100.001224.2878100.00表3-3 反应器出料组成表组成Kg/hWt%Kmol/hMol%乙苯6580.7719.9661.98924.83甲烷105.910.326.60300.51水蒸汽19742.3159.881096.186085.39苯乙烯5810.0017.6255.79034.35乙烯104.330.323.71930.29苯290.510.883.71930.29甲苯228.470.692.47960.19氢气

24、107.690.3353.31074.15合计32969.99100.001283.7974100.00阻聚剂流量=（6580.77+5810+290.51+228.47）0.03%=3.87kg/h3.87184.11=0.0210kmol/h设经油水分离器油相损失不计。3.2 乙苯塔T101物料衡算苯乙烯聚合量=55.790310%=5.5790kmol/h聚合物流量=5.57905=1.1158kmol/h则苯乙烯流量=50.2113kmol/h50.2113104.14=5229.00kg/h焦油流量=1.1158520.7=581.00kg/h表3-4 T101进料组成表组成Kg/h

25、Wt%Kmol/hMol%乙苯6580.7750.9661.989251.86苯乙烯5229.0040.4950.211342.01苯290.512.253.71933.11甲苯228.471.772.47962.07焦油581.004.501.11580.93阻聚剂3.870.030.02100.02合计12913.62100.00119.5362100.00塔顶乙苯收率99.8%，塔釜苯乙烯收率93%分离过程为清晰分割。已知各组分的沸点（从低到高）：苯甲苯乙苯苯乙烯阻聚剂焦油。则塔顶组分有苯、甲苯、乙苯、苯乙烯，塔釜为乙苯、苯乙烯、阻聚剂、焦油。设定为苯乙烯重关键组分，乙苯为轻关键组分。表

26、3-5 T101塔顶物料组成表组成Kg/hWt%Kmol/hMol%乙苯6567.6188.1261.865286.43苯乙烯366.034.913.51484.91苯290.513.903.71935.20甲苯228.473.072.47963.46合计7452.62100.0071.5789100.00表3-6 T101塔釜物料组成表组成Kg/hWt%Kmol/hMol%乙苯13.160.240.12400.26苯乙烯4862.9789.0546.696597.37焦油581.0010.641.11582.33阻聚剂3.870.070.02100.04合计5461.00100.0047.9

27、573100.003.3 苯乙烯塔T102物料衡算塔顶苯乙烯收率99.9%，分离过程为清晰分割。已知各组分的沸点（从低到高）：乙苯苯乙烯阻聚剂焦油。则塔顶组分有乙苯、苯乙烯、阻聚剂，塔釜为苯乙烯、阻聚剂、焦油。设定阻聚剂重关键组分，苯乙烯为轻关键组分。表3-7 T102塔顶物料组成表组成Kg/hWt%Kmol/hMol%乙苯13.160.270.12400.27阻聚剂0.920.020.00500.01苯乙烯4853.2499.7146.603199.72合计4867.32100.0046.7321100.00表3-8 T102塔釜物料组成表组成Kg/hWt%Kmol/hMol%苯乙烯9.73

28、1.640.09347.62焦油581.0097.861.115891.07阻聚剂2.950.500.01601.31合计593.68100.001.2252100.004 乙苯塔工艺计算4.1 乙苯塔温度计算4.1.1 T101塔顶温度计算已知塔顶压力为101.325KPa，气相组成见表4-1表4-1 T101塔顶气相组成序号组份mol%1乙苯86.432苯乙烯4.913苯5.204甲苯3.46查化工原理下，P93 泡点温度计算公式：其中理想状态下：取温度为120计算，塔顶各组分的气相分压见表4-2表4-2 120时塔顶气相分压摩尔分数xi饱和蒸汽压/KpaKiKixi乙苯0.864364.

29、2110.63370.5477苯乙烯0.049149.4170.48770.0239苯0.0520300.3272.96400.1541甲苯0.0346131.2831.29570.0448求和0.7705取温度为130计算，塔顶各组分的气相分压表4-3表4-3 130时塔顶各组分分压摩尔分数xi饱和蒸汽压/KpaKiKixi乙苯0.864385.5370.84420.7296苯乙烯0.049166.5510.65680.0322苯0.0520379.5643.74600.1948表4-3 130时塔顶各组分分压摩尔分数xi饱和蒸汽压/KpaKiKixi甲苯0.0346170.4391.682

30、10.0582求和1.0148数据来源于石油化工基础数据手册因为yi/Ki=1介于120和130之间假设各物质在120-130的饱和蒸汽压随温度变化为线性变化（内插法）则1对应于Kixi的变化为：（1.01480.7705）10=0.02443所以相对于120而言温度变化为：（10.7705）0.02443=9.4塔顶温度TD=1209.4=129.44.1.2 T101塔釜温度计算 本次设计中，为了便于计算，采用多设计一块理论板，而不再将再沸器看做一块理论板计算，即假定再沸器只提供热量使液体气化，而不再改变相平衡。已知塔釜压力为101.325KPa，气相组成见表4-4表4-4 T101塔釜气

31、相组成序号组份mol%1乙苯0.262苯乙烯97.373焦油2.334阻聚剂0.04查化工原理下，P93露点温度的计算公式：取温度为220计算,各组分yi见表4-5表4-5 220时塔釜各组分yi摩尔分数yi饱和蒸汽压/KPaKiyi/Ki乙苯0.0026626.2706.1810.0004苯乙烯0.9737501.3564.9480.1968焦油0.02332.5230.02490.9357阻聚剂0.0004147.3271.4540.0003求和1.1332取温度为230计算，各组分xi见表4-6表4-6 230时塔釜各组分xi摩尔分数yi饱和蒸汽压/KPaKiyi/Ki乙苯0.00267

32、44.2327.3450.0004苯乙烯0.9737596.0955.8830.1655焦油0.02333.7490.03700.6297阻聚剂0.0004189.1741.8670.0002求和0.7958因为yi/Ki=1介于220和230之间假设各物质220-230的饱和蒸汽压随温度变化为线性变化（内插法）则1对应于yi/Ki的变化为：(1.13320.7958)10=0.03374所以相对于220而言温度变化为：(1.13321)0.03374=4.0塔釜温度Tw=2204.0=224.04.2 回流比的计算塔顶TD=129.4，通过内插法计算塔顶各组分的饱和蒸汽压，查石油化工基础数据

33、手册T101塔顶T=129.4时各组分的相对挥发度见表4-7表4-7 T101塔顶各组分的相对挥发度饱和蒸汽压/Kpa相对挥发度a乙苯84.2571.29苯乙烯65.5231苯374.8105.72甲苯 168.0902.57其中，相对挥发度均为相对于重关键组分苯乙烯而言的例如：苯=374.81065.523=5.72同理T101塔釜T=224.0时各组分的相对挥发度，见表4-8表4-8 T101塔釜各组分的相对挥发度饱和蒸汽压/KPa相对挥发度a乙苯673.4551.25表4-8 T101塔釜各组分的相对挥发度饱和蒸汽压/KPa相对挥发度a苯乙烯539.2521.00焦油3.0130.006

34、阻聚剂164.0660.304全塔乙苯的相对挥发度乙苯=1.27所以对于全塔而言相对挥发度见表4-9表4-9 T101全塔相对挥发度序号分子式进料摩尔分数xF塔顶摩尔分数xD塔底摩尔分数xW相对挥发度a1乙苯0.51860.86430.00261.272苯乙烯0.42010.04910.973713苯0.03110.05200.00005.724甲苯0.02070.03460.00002.575焦油0.00930.00000.02330.0066阻聚剂0.00020.00000.00040.304参考化工原理下P96的最小回流比的计算公式：其中进料状态取为泡点进料，所以q=1取不同的值代入公式

35、（1）用excel表格进行试差计算，见表4-10表4-10 值的试差计算a1xf1/(a1-)a2xf2/(a2-)a3xf3/(a3-)a4xf4/(a4-)a5xf5/(a5-)a6xf6/(a6-)求和1.13.8742 -4.2010 0.0385 0.0362 -5E-05-8E-05-0.2522 1.114.1164 -3.8191 0.0386 0.0364 -5E-05-8E-050.3722 表4-10 值的试差计算a1xf1/(a1-)a2xf2/(a2-)a3xf3/(a3-)a4xf4/(a4-)a5xf5/(a5-)a6xf6/(a6-)求和1.1053.9916

36、-4.0010 0.0385 0.0363 -5E-05-8E-050.0654 1.1043.9676 -4.0394 0.0385 0.0363 -5E-05-8E-050.0029 1.1033.9438 -4.0786 0.0385 0.0363 -5E-05-8E-05-0.0601 1.10353.9557 -4.0589 0.0385 0.0363 -5E-05-8E-05-0.0286 1.10363.9581 -4.0550 0.0385 0.0363 -5E-05-8E-05-0.0223 1.10373.9604 -4.0511 0.0385 0.0363 -5E-05-

37、8E-05-0.0160 1.10383.9628 -4.0472 0.0385 0.0363 -5E-05-8E-05-0.0097 1.10393.9652 -4.0433 0.0385 0.0363 -5E-05-8E-05-0.0034 所以=1.1040，代入公式（2）中取回流比为最小回流比的1.52倍作为回流比4.3 理论板的计算参考化工原理下，P97理论板数的捷算公式：其中，l代表轻关键组分，h代表重关键组分代入数据查化工原理下，P74吉利兰关联图（图9-35） N=60所以理论板取为60块板查石油化工基础数据手册，在塔顶T=129.4时uL=0.2430.86430.2530.

38、04910.1990.05200.2140.0346=0.240mPas同理，在塔釜T=224时uL=0.1410.00260.1630.97371.6980.02330.1980.0004=0.199mPas所以，全塔粘度mPs查化工原理下册，P118，图10-19精馏塔全塔效率关联图得，=0.56实际板数：块取塔板数N=108块4.4 加料板位置的确定查化工原理下，P98代入数据得 Nminl=10.76又因为所以Nl=18.6加料板取为第19块实际：，即进料板为第34块板。4.5 塔径的计算4.5.1 进料温度的计算根据工艺要求，进料选取进料为常压下的泡点进料，参考化工原理下，P92的泡

39、点温度计算公式：通过试差计算，进料温度为135.1。4.5.2 计算塔顶的物质物性查石油化工基础数据手册得，塔顶在T=129.4下的物性见表4-11表4-11 塔顶各组分的物性分子式相对分子质量mol%液体密度g/cm3液体粘度mPa*s表面张力N/m乙苯106.1686.430.76720.24317.87苯乙烯104.144.910.81080.25319.83苯78.115.200.75740.19915.39甲苯92.143.460.76010.21416.33甲醇塔塔顶的平均相对分子质量MDMD=106.160.8643+104.140.049178.110.0520+92.140.

40、0346=104.12g/mol塔顶的气相密度PV塔顶的液相密度PL、PL=（0.76720.86430.81080.04910.75740.052+0.76010.0346）1000=768.58kg/m3塔顶的液体粘度uLuL=0.2430.86430.2530.04910.1990.05200.2140.0346=0.240mPas塔顶的气体流量WVV=(R+1)D=(8+1)71.5789=644.2101kmol/hWV=VMD=644.2101104.12=67075.15kg/h塔顶的液体流量WLL=RD=871.5789=572.6312kmol/hWL=LMD=572.6312104.12=59622.36kg/h塔顶的物质性质汇总，见表4-12表4-12 塔顶物质性质汇总相对分子质量g/mol气体密度PV/（kg/m3)液体密度PL/（kg/m3)液体粘度UL/(mPa*m)气体流量WV/(kg/h)液体流量WL/(kg/h)表面张力mN/m104.123.15768.580.24067075.1559622.3617.784.5.3 计算塔釜的物质物性查石油化工基础数据手册得，塔釜在T=224下的物性见表4-13表4-13 塔釜各物质的物性分子式Mol%相对分子质量液体密度g/cm3液体粘度mPa*s表面张力mN/m乙苯0.26106.160.66310