年產(chǎn)20萬噸乙醇精餾塔設(shè)計


摘 要

乙醇是一種極重要的有機化工原料，也是一種燃料，在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位。隨著乙醇工業(yè)的迅速成熟，各種制乙醇的方法相繼產(chǎn)生。由于乙醇與水混合物的特殊性，即相對揮發(fā)度的不同且在一定濃度時生成共沸物，精餾操作一直是乙醇生產(chǎn)不可缺少的工序。

本設(shè)計的主要內(nèi)容是根據(jù)20萬噸乙醇生產(chǎn)工藝的需求，通過物料衡算和熱量衡算以及板式浮閥塔設(shè)計的理論知識來設(shè)計浮閥塔，并由負(fù)荷性能圖來進(jìn)行校驗。此外，本設(shè)計遵循經(jīng)濟、資源綜合利用、環(huán)保的原則，嚴(yán)格控制工業(yè)三廢的排放，充分利用廢熱，降低能耗，提高工藝的可行性。

關(guān)鍵詞：乙醇精餾； 浮閥塔；塔附件設(shè)計

Abstract

Ethanol is a very important organic chemical raw material, but also a fuel, in the national economy occupied a very important position. With the rapid ethanol industry matures, various methods have been found. As a characteristic of a mixture of ethanol and water, the difference of the relative volatility and is generated in a certain concentration azeotrope, distillation operation has been indispensable step of ethanol production.

The design of the main content is based on 200,000 tons of ethanol production technology，which needs through material balance and energy balance and the plate valve column design theory to design the float valve column by load performance diagrams for verification. In addition, the design follows the economy, resource utilization, environmental protection principles, strictly control industrial waste emissions, the full use of waste heat, reduce energy consumption and improve the feasibility of the process.

Keywords:  Ethanol distillation， Valve column， Design

目 錄

摘 要 I

Abstract II

第一章 緒 論 1

1.1 設(shè)計的目的和意義 1

1.2 產(chǎn)品的性質(zhì)及用途 1

1.2.1 物理性質(zhì) 1

1.2.2 化學(xué)性質(zhì) 2

1.2.3 乙醇的用途 2

第二章 工藝流程的選擇和確定 3

2.1 粗乙醇的精餾 3

2.1.1 精餾原理 3

2.1.2 精餾工藝和精餾塔的選擇 3

2.2 乙醇精餾流程 5

第三章 物料和能量衡算 7

3.1 物料衡算 7

3.1.1 粗乙醇精餾的物料平衡計算 7

3.1.2 主塔的物料平衡計算 8

3.2 主精餾塔能量衡算 9

3.2.1 帶入熱量計算 9

3.2.2 帶出熱量計算 10

3.2.3 冷卻水用量計算 10

第四章 精餾塔的設(shè)計 11

4.1 主精餾塔的設(shè)計 11

4.1.1 精餾塔全塔物料衡算及塔板數(shù)的確定 11

4.1.2 求最小回流比及操作回流比 12

4.1.3 氣液相負(fù)荷 12

4.2 求操作線方程 12

4.3 圖解法求理論板 13

4.3.1 塔板、氣液平衡相圖 13

4.3.2 板效率及實際塔板數(shù) 14

4.4 操作條件 14

4.4.1 操作壓力 14

4.4.2 混合液氣相密度 15

4.4.3 混合液液相密度 16

4.4.4 表面張力 16

4.5 氣液相流量換算 19

第五章 塔徑及塔的校核 21

5.1 塔徑的計算 21

5.2 溢流裝置 23

5.2.1 堰長 23

5.2.2 出口堰高 23

5.2.3 弓形降液管的寬度和橫截面積 23

5.2.4 降液管底隙高度 24

5.3 塔板布置 24

5.4 浮閥數(shù)目與排列 24

5.5 氣相通過浮閥塔板的壓降 26

5.6 淹塔 27

5.7 塔板負(fù)荷性能圖 28

5.7.1 霧沫夾帶線 28

5.7.2 液泛線 29

5.7.3 液相負(fù)荷上限線 30

5.7.4 漏液線 30

5.7.5 液相負(fù)荷下限線 31

第六章 塔附件設(shè)計 34

6.1 接管設(shè)計 34

6.2 壁厚 35

6.3 封頭 35

6.4 裙座 35

6.5 塔高的計算 35

6.5.1 塔的頂部空間高度 35

6.5.2 塔的底部空間高度 36

6.5.3 塔立體高度 36

第七章 總結(jié) 37

致 謝 38

參考文獻(xiàn) 39