【正文】 123大學(xué)2013屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘 要乙醇是一種極重要的有機(jī)化工原料，也是一種燃料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(duì)揮發(fā)度的不同且在一定濃度時(shí)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(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)20萬(wàn)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(jì)的理論知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)浮閥塔，并由負(fù)荷性能圖來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。此外，本設(shè)計(jì)遵循經(jīng)濟(jì)、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(jì)AbstractEthanol 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， Design39目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒 論 1 設(shè)計(jì)的目的和意義 1 產(chǎn)品的性質(zhì)及用途 1 物理性質(zhì) 1 化學(xué)性質(zhì) 2 乙醇的用途 2第二章 工藝流程的選擇和確定 3 粗乙醇的精餾 3 精餾原理 3 精餾工藝和精餾塔的選擇 3 乙醇精餾流程 5第三章 物料和能量衡算 7 物料衡算 7 粗乙醇精餾的物料平衡計(jì)算 7 主塔的物料平衡計(jì)算 8 主精餾塔能量衡算 9 帶入熱量計(jì)算 9 帶出熱量計(jì)算 10 冷卻水用量計(jì)算 10第四章 精餾塔的設(shè)計(jì) 11 主精餾塔的設(shè)計(jì) 11 精餾塔全塔物料衡算及塔板數(shù)的確定 11 求最小回流比及操作回流比 12 氣液相負(fù)荷 12 求操作線方程 12 圖解法求理論板 13 塔板、氣液平衡相圖 13 板效率及實(shí)際塔板數(shù) 14 操作條件 14 操作壓力 14 混合液氣相密度 15 混合液液相密度 16 表面張力 16 氣液相流量換算 19第五章 塔徑及塔的校核 21 塔徑的計(jì)算 21 溢流裝置 23 堰長(zhǎng) 23 出口堰高 23 弓形降液管的寬度和橫截面積 23 降液管底隙高度 24 塔板布置 24 浮閥數(shù)目與排列 24 氣相通過浮閥塔板的壓降 26 淹塔 27 塔板負(fù)荷性能圖 28 霧沫夾帶線 28 液泛線 29 液相負(fù)荷上限線 30 漏液線 30 液相負(fù)荷下限線 31第六章 塔附件設(shè)計(jì) 34 接管設(shè)計(jì) 34 壁厚 35 封頭 35 裙座 35 塔高的計(jì)算 35 塔的頂部空間高度 35 塔的底部空間高度 36 塔立體高度 36第七章 總結(jié) 37致 謝 38參考文獻(xiàn) 39第一章 緒 論 設(shè)計(jì)的目的和意義由于我國(guó)石油資源短缺，能源安全已經(jīng)成為不可回避的現(xiàn)實(shí)問題，尋求替代能源已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。乙醇作為石油的補(bǔ)充已成為現(xiàn)實(shí)，發(fā)展乙醇工業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。煤在世界化石能源儲(chǔ)量中占有很大比重（我國(guó)情況更是如此），而且煤制乙醇的合成技術(shù)很成熟。隨著石油和天然氣價(jià)格的迅速上漲，煤制乙醇更加具有優(yōu)勢(shì)。本設(shè)計(jì)遵循“工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、配置科學(xué)、安全環(huán)?！钡脑瓌t；結(jié)合乙醇的性質(zhì)特征設(shè)一座年產(chǎn)20萬(wàn)噸煤制乙醇的生產(chǎn)車間。作為替代燃料，近幾年，汽車工業(yè)在我國(guó)獲得了飛速發(fā)展，隨之帶來(lái)能源供應(yīng)問題。石油作為及其重要的能源儲(chǔ)量是有限的，而乙醇燃料以其安全、廉價(jià)、燃燒充分，利用率高、環(huán)保的眾多優(yōu)點(diǎn)，替代汽油已經(jīng)成為車用燃料的發(fā)展方向之一。我國(guó)政府已充分認(rèn)識(shí)到發(fā)展車用替代燃料的重要性，并開展了這方面的工作。通過設(shè)計(jì)可以鞏固、深化和擴(kuò)大所學(xué)基本知識(shí)，培養(yǎng)分析解決問題的能力；還可以培養(yǎng)創(chuàng)新精神，樹立良好的學(xué)術(shù)思想和工作作風(fēng)。通過完成設(shè)計(jì)，可以知道乙醇的用途；基本掌握煤制乙醇的生產(chǎn)工藝；了解國(guó)內(nèi)外乙醇工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀；以及乙醇工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。 產(chǎn)品的性質(zhì)及用途 物理性質(zhì)乙醇是一種很好的溶劑，既能溶解許多無(wú)機(jī)物，又能溶解許多有機(jī)物，所以常用乙醇來(lái)溶解植物色素或其中的藥用成分，也常用乙醇作為反應(yīng)的溶劑，使參加反應(yīng)的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物均能溶解，增大接觸面積，提高反應(yīng)速率。例如，在油脂的皂化反應(yīng)中，加入乙醇既能溶解NaOH，又能溶解油脂，讓它們?cè)诰啵ㄍ蝗軇┑娜芤海┲谐浞纸佑|，加快反應(yīng)速率，提高反應(yīng)限度。乙醇的物理性質(zhì)主要與其低碳直鏈醇的性質(zhì)有關(guān)。分子中的羥基可以形成氫鍵，因此乙醇黏度很大，也不及相近相對(duì)分子質(zhì)量的有機(jī)化合物極性大。室溫下，乙醇是無(wú)色易燃，且有特殊香味的揮發(fā)性液體。 化學(xué)性質(zhì)乙醇具有酸性（不能稱之為酸，不能使酸堿指示劑變色，也不與堿反應(yīng)，也可說(shuō)其不具酸性）乙醇分子中含有極化的氧氫鍵，電離時(shí)生成烷氧基負(fù)離子和質(zhì)子。乙醇的pKa=，與水相近。乙醇的酸性很弱，但是電離平衡的存在足以使它與重水之間的同位素交換迅速進(jìn)行。因?yàn)橐掖伎梢噪婋x出極少量的氫離子，所以其只能與少量金屬（主要是堿金屬）反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的醇金屬以及氫氣。醇可以和高活躍性金屬反應(yīng)，生成醇鹽和氫氣。醇金屬遇水則迅速水解生成醇和堿。（1）乙醇可以與金屬鈉反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣，但不如水與金屬鈉反應(yīng)劇烈。（2）活潑金屬（鉀、鈣、鈉、鎂、鋁）可以將乙醇羥基里的氫取代出來(lái)。 乙醇的用途乙醇可作為溶劑、各種化合物的結(jié)晶、洗滌劑、萃取劑；可用于有機(jī)合成；食用酒精可以勾兌白酒；可用作粘合劑、硝基噴漆、清漆、化妝品、油墨、脫漆劑等的溶劑以及農(nóng)藥、醫(yī)藥、橡膠、塑料、人造纖