【正文】 . 0 7 8 %0 . 2 / 4 6 9 9 . 8 / 1 8Wx ?塔 底 組 成 ： （ 2）平均摩爾質(zhì)量 MF=46*+()*18=MD=46*+()*18=Mw=46*+()*18=（ 3）料液及塔頂?shù)桩a(chǎn)品的摩爾流率 以 300 天 /a 計(jì)有： D’ =20200t/a=1*107kg/7200h=（ 95%C2H5OH） /h （ 4）全塔物料衡算： D= D’ / MD=F=D+W （ 31） x F D WF x D x W?? （ 32） 即 =+ 經(jīng)計(jì)算得： F= 理論塔板 數(shù) 的 確定 理論塔板數(shù) NT的求取 （ 1）乙醇 水相平衡數(shù)據(jù) 表 常壓下乙醇 水氣液平衡組成（摩爾）與溫度關(guān)系 [78] 溫度 /℃ 液相 氣相 溫度 /℃ 液相 氣相 溫度 /℃ 液相 氣相 100 7 本題中，塔內(nèi)壓力接近于常壓（實(shí)際上略高于常壓），而表中所給為常壓下的相平衡數(shù)據(jù)，因?yàn)椴僮鲏毫ζx常 壓很小，所以其對 xy 平衡關(guān)系的影響完全可以忽略。隨著科學(xué)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。 但是 其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高粘度的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié) ； 在操作過程中有時(shí)會發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。 四 ．氣體壓降及液面落 差小，因氣液流過浮閥塔板時(shí)阻力較小，使氣體壓降及液面落差比泡罩塔小。 二 ．操作彈性大，由于閥片可以自由升降以適應(yīng)氣量的變化，因此維持正常操作而允許的負(fù)荷波動(dòng)范圍比篩板塔，泡罩塔都大。 乙醇與水的分離是正常物 系的分離，精餾的意義重大，在化工生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，對于提純物質(zhì)有非常重要的意義。 浮閥塔塔板是在泡罩塔板和篩孔塔板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)。近年來與浮閥塔一直成為化工生中主要的傳質(zhì)設(shè)備，浮閥塔多用不銹鋼板或合金 。 常用板式塔類型及本設(shè)計(jì)的選型 常用板式塔類型有很多，如：篩板塔、泡罩塔、舌型塔、浮閥塔等。 五：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，安裝檢修方便。 三：流體阻力?。毫黧w通過塔設(shè)備時(shí)阻力降小，可以節(jié)省動(dòng)力費(fèi)用，在減壓操作是時(shí)，易于達(dá)到所要求的真空度。常用的精餾塔有板式塔和填料塔兩類，通稱塔設(shè)備，和其他傳質(zhì)過程一樣，精餾塔對塔設(shè)備的要求 [22]大致如下： 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(dòng)。精餾結(jié)果，塔頂冷凝收集的是純低沸點(diǎn)組分，純高沸點(diǎn)組分則留在塔底。對理想液態(tài)混合物精餾時(shí)，最后得到的餾液 (氣相冷卻而成 )是沸點(diǎn)低的物質(zhì)，而殘液是沸點(diǎn)高的物質(zhì)，精餾是多次簡單蒸餾的組合。90 ﹪﹦ *107（ ㎏ ） 生產(chǎn) 2萬噸（ 2*107kg kg） 95%的酒精糖蜜原料消耗量： 糖蜜原料含可發(fā)酵性糖 50%，故 2 萬噸 95%的酒精糖蜜消耗為： *107247。 184）﹦ *107（ ㎏ ） 生產(chǎn) 2萬噸（ 2*107kg kg） 95%的酒精 (酒精中的乙醇 95%（ m） )的理論蔗糖消耗量： *107 95％﹦ *107（ ㎏ ） 實(shí)際糖蜜 消耗量 生產(chǎn) 2萬噸（ 2*107kg kg） 95%的酒精實(shí)際蔗糖消耗量： 生產(chǎn)過程中蒸餾率為 98﹪ ，發(fā)酵率為 90﹪ ，則實(shí)際蔗糖消耗量為： *107247。 乙醇 — 水混合液經(jīng)原料預(yù)熱器加熱，進(jìn)料狀況為汽液混合物 q=1 送入精餾塔，塔頂上升蒸汽采用全凝器冷凝，一部分入塔回流，其余經(jīng)塔頂產(chǎn)品冷卻器冷卻后，送至下一工段 ,塔釜采用直接蒸汽加熱 ,塔底產(chǎn)品冷卻后 ,送入貯罐。塔里的混合物不斷重復(fù)前面所說的過程，而進(jìn)料口不斷有新鮮原料的加入。氣相混合物上升到塔頂上方的冷凝器中，這些氣相混合物被降溫到泡點(diǎn)，其中的液態(tài)部分進(jìn)入到塔頂產(chǎn)品冷卻器中，停留一定的時(shí)間然后 通過預(yù)熱器后 進(jìn)入 分子篩塔進(jìn)一步進(jìn)行脫水 ，而其中的氣態(tài)部分重新回到精餾塔中，這個(gè)過程就叫做回流。不久的將來生物乙醇燃料 [23]的發(fā)展將成為我國的一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)！ 本設(shè)計(jì)主要采用 單濃度糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵 [3]，發(fā)酵后 成熟的醪液進(jìn)入醪塔，在醪塔中的酒精蒸汽（主要考慮為水和乙醇的混合物）經(jīng)過冷卻后進(jìn)入 原料罐，在里面停留一定的時(shí)間之后，通過泵進(jìn)入原料預(yù)熱器，在原料預(yù)熱器中加熱到泡點(diǎn)溫度，然后，原料從進(jìn)料口進(jìn)入到精餾塔中。以中國四家燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能來看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足未來國內(nèi)對燃料乙醇的需求，燃料乙醇裝置產(chǎn)能擴(kuò)張不可避免。 2 我相信在未來，中國政府還將繼續(xù)適度發(fā) 展燃料乙醇行業(yè)。到 2020 年，估計(jì)國內(nèi)自產(chǎn)石油 億 t．缺口 25億 t，對外依存度 55％。原油及石油產(chǎn)品凈進(jìn)口量 億 t。大約使用糧食 400 萬 t，基本使用陳化糧。目前，獲得國家批準(zhǔn)生產(chǎn)的企業(yè)有 4 家：河南天冠燃料乙醇有限公司、吉林燃料乙醇股份有限責(zé)任公司、安徽豐原生物化工有限公司、黑龍江華潤酒精有限公司，已形成燃料乙醇 生產(chǎn)能力 122 萬 t。為了合理利用資源。而燃料酒精產(chǎn)生的是二氧化碳 [24]和水，對環(huán)境無污染 [2]。石油、天然氣、煤礦等燃料能源的使用產(chǎn)生了很多環(huán)境問題?？梢砸怨任锏矸蹫樵仙a(chǎn)燃料酒精，以植物秸稈等纖維素為原料生產(chǎn) 燃料酒精，以甘蔗作為原料生產(chǎn)燃料酒精，以蜜生 產(chǎn)燃料酒精等等。 燃料酒精 [1]又稱變性燃料乙醇，可分為替代燃料和燃料添加劑兩種，是清潔汽油的主要代替物， 已在一些國家和地區(qū)得到大量使用。 隨著社會的發(fā)展，社會對燃料能源（石油、天然氣、煤礦等）的需求越來越大，而燃料能源儲量越來越少，價(jià)格越來越低，人們迫切需要找到一種新的可再生能源代替現(xiàn)有的燃料能源。因燃料乙醇對酒精質(zhì)量要求不高，本設(shè)計(jì)書按理想條件主要考慮水和乙醇的存在，因此主要是對水 乙醇分離設(shè)備─浮閥精餾塔做了較詳細(xì)的敘述，主要包括：工藝 計(jì) 算，輔助設(shè)備計(jì)算。本次設(shè)計(jì)的浮閥塔是化工 生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。為此，掌握氣液相平衡關(guān)系，熟悉各種塔型的操作特性，對選擇、設(shè)計(jì)和分析分離過程中的各種參數(shù)是非常重要的。 作者簽名： 日 期： 目 錄 摘要 .................................................... I Abstract ................................................ II 引言 .................................................... 1 第 1 章 全程原材料（糖蜜）的計(jì)算 ........................ 3 理論糖蜜消耗量 ............................................. 3 實(shí)際糖蜜消耗量 ............................................. 3 第 2 章 精餾塔的相關(guān)概述 .................................. 3 精餾原理及其在化工生產(chǎn)上的應(yīng)用 ............................. 3 精餾塔對塔設(shè)備的要求 ....................................... 4 常用板式塔類型及本設(shè)計(jì)的選型 ............................... 4 本設(shè)計(jì)所選 塔的特性 ......................................... 4 第 3 章 精餾塔的設(shè)計(jì)內(nèi)容 .................................. 5 塔板的工藝設(shè)計(jì) .............................................. 5 精餾塔全塔物料衡算 ........................................ 5 理論塔板數(shù)的確定 .......................................... 6 精餾塔操作工藝條件及相關(guān)物性數(shù)據(jù)的計(jì)算 ................... 10 塔板主要工藝結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 ............................... 16 塔板的流動(dòng)性能校核 ......................................... 21 氣相通過浮閥塔板的壓降 [18]................................. 21 淹塔校核 [16] ............................................... 22 物沫夾帶校核 [20] ........................................... 23 漏液校核 ................................................. 23 塔板的負(fù)荷性能圖 [19]......................................... 24 塔附件設(shè)計(jì) ................................................. 28 筒體與封頭 ............................................ 29 裙座 ..................................................... 29 吊柱 ..................................................... 29 人孔 ..................................................... 29 塔總體高度的設(shè)計(jì) ........................................... 30 塔的頂部空間高度 ......................................... 30 塔的底部空間高度 ......................................... 30 塔體高度 ................................................. 30 結(jié)論 ................................................... 31 致謝 ................................................... 33 參考文獻(xiàn) ............................................... 34 附錄 1 .................................................. 36 附錄 2 .................................................. 37 I 年產(chǎn) 2 萬噸酒精精制工藝設(shè)計(jì) 摘要： 化工生產(chǎn)常需進(jìn)行二元液相混合物的分離以達(dá)到提純或回收有用組分的目的，精餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)度的不同并借助于多次部分汽化和多次部分冷凝達(dá)到輕重組分分離目的的方法。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 畢 業(yè) 論 文 年產(chǎn) 2 萬噸酒精精制工藝設(shè)計(jì) Annual Output of 20200 Tons of Refined Process Design of Alcohol 學(xué)院名稱： 年產(chǎn) 2 萬噸酒精精制工藝設(shè)計(jì) 專業(yè)班級： 化學(xué)工程與工藝（ 1）班 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）， 是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 安陽工學(xué)院 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解安陽工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。精餾操作在化工、石油化工、輕工等工業(yè)生產(chǎn)中占有重要的地位。塔