【正文】 進入 分子篩塔進一步進行脫水 ，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個過程就叫做回流。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新型填料，高效率塔板的不斷被研制出來，浮閥塔的推廣并不是越來越廣。 四、氣體壓降及液面落差小，因氣液流過浮閥塔板時阻力較小，使氣體壓降及液面落差比泡罩塔小。所以在此我們使用浮閥塔，浮閥塔的突出優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，造價低，制造方便；塔板開孔率大，生產(chǎn)能力大等。而浮閥塔具有很多優(yōu)點，且加工方便，故有關(guān)浮閥塔板的研究開發(fā)遠較其他形式的塔板廣泛，是目前新型塔板研開發(fā)的 主要方向。 四、有一定的操作彈性：當氣液相流率有一定波動時，兩相均能維持正常的流動，而且不會使效率發(fā)生較大的變化。 精餾塔對塔設備的要求 精餾設備所用的設備及其附屬裝置，總稱為精餾裝置，其核心為精餾塔。 精餾塔的相關(guān)概述 精餾原理及其在化工生產(chǎn)上的應用 實際生產(chǎn)中，在精餾塔中精餾時，部分氣化和部分冷凝是同時進行的。 1949 年我國乙醇年產(chǎn)量只有 10kt，而到 1987 年，總產(chǎn)量超過 1000kt，近幾年的發(fā)展更是迅速， 20xx 年，我國燃料乙醇的年產(chǎn)量 已 達到20xxkt， 預計 到 2020 年達到 10000kt。但是又由于常用的多為其水溶液，因此，研究和改進乙醇 水體 系的精餾設備亦為關(guān)鍵所在。 此外，乙醇也已廣泛地應用到國民經(jīng)濟的許多部門，它是許多化工產(chǎn)品不可或缺的基礎原料和溶劑，利用乙醇可以合成橡膠、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、酯類、環(huán)氧 乙烷等；它也是生產(chǎn)油漆和化妝品不可缺少的原料。 float valve tower 1 引言 由于我國石油資源短缺，能源安全已經(jīng)成為不可回避的現(xiàn)實問題，尋求替代能源已經(jīng)成為我國經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵。本文可為乙醇精餾的實際生產(chǎn)操作提供理論依據(jù)。 參考文獻 ......................................................................................................... 38 附錄 ................................................................................................................ 39 I 年產(chǎn) 45萬噸乙醇精餾工段工藝設計 摘要 ： 乙醇已廣泛地應用到國民經(jīng)濟的許多部門，它是許多化工產(chǎn)品不可或缺的基礎原料和溶劑，亦是前景廣闊的可再生替代能源，因此工業(yè)生產(chǎn)乙醇有著廣闊的市場前景，而乙醇的精餾是工業(yè)化生產(chǎn)中的重要組成部分。本次設計的浮閥塔（單塔）是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設備。 關(guān)鍵詞： 乙醇；水；二元精餾；浮閥精餾塔 II The Process Design of Ethanol Refining Section of 450 kt/a Abstract: Ethanol had been widely applied to many sectors of the national economy, it was the indispensable basis for many chemical products, raw materials and solvents, which also promising alternative energy, industrial production of ethanol had a broad market prospects, and distillation of alcohol was an important ponent of industrial production. This design of float valve tower (a single tower) was a gasliquid mass transfer. This design for a distillation of a binary system to undertake analysis, select drawing, puting, accounting, and so on, was a plete distillation of the design process, including: ethanol calculations of the raw material, process calculation, calculation of auxiliary equipment, automatic control of alcohol distillation, the plant layout. According to the design requirements and some basic data calculated by distillation diameter , high 34m, feed on the 30th floor. This paper provided a theoretical basis for the actual production of ethanol distillation operation. Key words: Alcohol。乙醇作為石油資源的補充已經(jīng)成為現(xiàn)實，發(fā)展乙醇工業(yè)對于我國經(jīng)濟的發(fā)展具有非常重要的戰(zhàn)略意義。在醫(yī)藥工業(yè)和醫(yī)療事業(yè)中，乙醇用來配制提取醫(yī)藥制劑和作為消毒劑；染料工業(yè)，國防工業(yè)等其他工業(yè)部門也大量使用乙醇；在食品工業(yè)中，乙醇是配制各類白酒、果酒、葡萄酒、藥酒和生產(chǎn)食用醋酸及食用香精的主要原料。 目前，我國的乙醇工業(yè)是上世紀 50 年代發(fā)展起來的。 我國常 用的板式塔型仍為泡罩塔、浮閥塔、篩板塔和舌形塔等，加強了對篩板塔的科研工作，提出了斜孔塔和浮動噴射塔等新塔形。對理想液態(tài)混合物精餾時，最后得到的餾液 (氣相冷卻而成 )是沸點低 的物質(zhì)，而殘液是沸點高的物質(zhì)，精餾是多次簡單蒸餾的組合。常用的精餾塔有板式塔和填料塔兩類，通稱塔設備，和其他傳質(zhì)過程一樣，精餾塔對塔設備的要求大致如下： 3 一、生產(chǎn)能力大：即單位塔截面大的氣液相流率，不會產(chǎn)生液泛等不正常流動。 五、結(jié)構(gòu)簡單，造價低，安裝檢修方便。近年來與浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質(zhì)設備，浮閥塔多用不銹鋼板或合金。 本設計所選塔的特性 浮閥塔的優(yōu)點是： 一、生產(chǎn)能力大，由于塔板上浮閥安排比較緊湊，其開孔面積大于泡罩塔 板，生產(chǎn)能力比泡罩塔板大 20%～ 40%，與篩板塔接近。 五、塔的造價較低，浮閥塔的造價是同等生產(chǎn)能力的泡罩塔的 50%～ 80%，但是比篩板塔高 20%～ 30。 近幾十年來，人們對浮閥塔的研究越來越深入，生產(chǎn)經(jīng)驗越來越豐富，積累的設計數(shù)據(jù)比較完整，因此設計浮閥塔比較合適。 液相混合物就從塔底一部分進入到塔底產(chǎn)品冷卻器中，一部分進入再沸器，在再沸器中被加熱到泡點溫度重新回到精餾塔。 184）﹦ ? （ kg） 生產(chǎn) 45 萬噸（ ? 810 kg） 94%的乙醇理論葡萄糖消耗量： ? 94％﹦ 10? （ kg） 實際玉米秸稈耗量 生產(chǎn)的乙醇實際葡萄糖消耗量： 生產(chǎn)過程中蒸餾率為 98﹪ ，發(fā)酵率為 90﹪ ，則實際葡萄糖消耗量為： ? 247。 （ 2）確定操作的回流比 R 理論板：指離開這種板的氣液兩相互成平衡，而且塔板上液相組成均勻。板效率計算可用奧康奈爾公式 2 4 )( ?? LET ?? (36) 其中： ? —— 塔頂與塔底平均溫度下的相對揮發(fā)度； ?L—— 塔頂與塔底平均溫度下的液相粘度 smPa? （ 1） 利用表 中數(shù)據(jù)由拉格朗日插值可求得 tF、 tD、 tW tF ： Ft 8 9 .08 9 .0 8 6 .70 .0 7 2 0 .0 9 7 0 .2 0 6 7 0 .0 7 2?? ??? tF = ℃ tD ： Dt 7 8 . 1 57 8 . 1 5 7 8 . 4 10 . 8 9 4 0 . 7 4 7 0 . 8 5 9 7 0 . 8 9 4?? ??? tD = ℃ tW ： Wt 1 0 01 0 0 9 5 .50 0 .0 1 9 0 .0 0 0 4 0?? ??? tW = ℃ 10 精餾段平均溫度： FD1 tt 8 5 . 5 7 8 . 1 3t 8 1 . 8 222? ?? ? ? ℃ 提餾段平均溫度： Fw2 tt 8 5 . 5 9 9 . 9 0t 9 2 . 722? ?? ? ? ℃ （ 2）精餾塔平均組成：可以由平均溫度計算 1t 8 1 .8 2?精 餾 段 :由 ℃ 11 18 4 . 1 8 2 . 7 8 1 . 8 2 8 2 . 7x : , x 0 . 2 7 70 . 1 6 6 0 . 2 3 4 x 0 . 2 3 4????液 相 組 成 18 4 . 1 8 2 . 7 8 1 . 8 1 5 8 2 . 7y : , y 0 . 5 6 80 . 5 0 9 0 . 5 4 5 y 0 . 5 4 5????氣 相 組 成 2 9 2 .7tC??提 餾 段 ： 由 2 29 5 . 5 8 9 . 0 9 2 . 7 8 9 . 0x : x 2 0 . 0 4 1 80 . 0 1 9 0 . 0 7 2 x 0 . 0 7 2?? ??液 相 組 成 ， 22 29 5 . 5 8 9 . 0 9 2 . 7 8 9 . 0y : y 0 . 2 6 4 30 . 1 7 0 0 . 3 8 9 y 0 . 3 8 9??氣 相 組 成 ， （ 3） 相對揮發(fā)度 精餾段揮發(fā)度：由 Ax ? ， Ay ? 得 Bx ? ， By ? ABBAyx 0 . 5 6 8 0 . 7 2 3 3 . 4 3y x 0 . 4 3 2 0 . 2 7 7?? ? ? ?? （ 37） 提餾段揮發(fā)度：由 Ax39。 ? 39。39。39。 1t ? ℃ 8 5 8 0 8 1 . 8 2 8 09 6 8 . 6 9 7 1 . 8 7 3 5???? ? ?乙, / m??乙 8 5 8 0 8 1 . 8 2 8 09 6 8 . 6 9 7 1 . 8 9 7 1 . 8???? ? ?水, / m??水 同理： 2t ? ℃ ， , / m??乙 , g / m??水 在精餾段：液相密度： ? ?L10 . 2 7 7 4 6 / 0 . 2 7 7 4 6 1 8 1 0 . 2 7 71 1 0 . 4 8 9 27 3 3 . 8 4 9 7 0 . 6 4? ? ? ? ??? ?????? , 3L1 / m?? 汽相密度： 3V1 Pm v . m 10 9. 85 33 .9 0 = 1. 26 kg / mRT m 8. 31 4 +??? ? ? ?（ 27 3. 15 81 .8 2 ） 在提餾段：液相密度： 13 ? ?L20 . 0 4 1 8 4 6 / 0 . 0 4 1 8 4 6 1 8 1 0 . 0 4 1 81 1 0 . 1 0 0 37 6 2 . 8 7 9 6 3 . 6 7? ? ? ? ??? ?????? 3L2 / m?? 汽相密度： 3V2 P m v . m = kg / mR T m +??? ? ??（ ） （ 4） 混合液體表 面張力 二元有機物 水溶液表面張力可用下列公式計算 公式： 4/1004/14/1 ????? SWSWm ?? (314) 注： 00VxVxVxWWWWW ??? ， 00000 VxVx VxWW ??? S 0 0S W S W S S 0SxVx V , V? ? ? ?， q 2 / 3w 2 / 300WW0VqB l g , Q 0 .4 4 1 VTq?? ???? ????? ? ? ? ??? ????? ?? ???? 2SWS W S 0S0A B Q , A l g , 1???? ? ? ? ? ? ?????? 式中，下角標 w、 o、 s 分別代表水，有機物及表面 部分； Wx 、 0x 指主體部分的分子數(shù)； WV 、 0V 指主體部分的分子體積； W? 、 0? 為純水、有機物的表面張力；對乙醇 q=2 1 ?精 餾 段 ： ℃ 表 由不同溫度下乙醇和水的表面張力 溫度 /℃ 乙 醇 表 面 張 力 /（ 1310 ?? ?mN ） 水 表 面 張 力 /（ 1310 ?? ?mN ） 70 18 80 90 14 100 3wwwm 18V 1 8 . 5 4 c m / m o l0 . 9 7 0 6 4? ? ??