【正文】 通，互相影響較小，操作方便。乙醇精餾綜合考慮各項(xiàng)因素，所以設(shè)計(jì)可采用 雙塔精餾工藝 。 乙醇與水共沸 物 濃度為 %，雙塔精餾大可滿足精餾純度的要求。由于雙塔精餾具有流程簡單，運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，所以在操作上較三塔精餾要方便簡單。三塔精餾的流程較雙塔精餾流程要復(fù)雜，所以在投資方面，同等規(guī)模三塔精 餾 的設(shè)備投資要比雙塔精餾高出 20%～ 30%。三塔精餾制取的精乙醇純度較高，含有的有機(jī)雜質(zhì)相對(duì)較少。在消耗方面，由于常壓塔加壓塔的蒸汽冷凝熱作為加熱源，所以三塔精餾的蒸汽消耗相比雙塔精餾要低。這樣，在同等的生產(chǎn)條件下，降低了主精餾塔的負(fù)荷，并目常壓塔利用加壓塔塔頂?shù)恼羝淠裏嶙鳛榧訜嵩矗?所以三塔精餾既節(jié)約蒸汽，又節(jié)省冷卻水。 （ 1）工藝流程。粗乙醇預(yù)熱器的熱量由精乙醇提供，也不需要外供熱量。如作為特殊需 要，則再經(jīng)過常壓精餾塔的進(jìn)一步提純。脫除低沸點(diǎn)組分后，采用加壓精餾的方法，提高乙醇?xì)怏w分壓與沸點(diǎn)，減少乙醇的氣相揮發(fā)，從而提高了乙醇的收率。預(yù)精餾塔后的冷凝器采用一級(jí)冷凝，用以脫除二甲 醚等低沸點(diǎn)的雜質(zhì)，控制冷凝器氣體出口溫度在一定范圍內(nèi)。對(duì)企業(yè)的達(dá)標(biāo)排放構(gòu)成了較大的威脅。 近年來，許多企業(yè)原有乙醇雙塔精餾裝置 已 不能滿足企業(yè)的需要。乙醇的精餾分 2 個(gè)階段：先在預(yù)塔中脫除輕餾分后進(jìn)入主精餾塔，進(jìn)一步把高沸點(diǎn)的重餾分雜質(zhì)脫除，從塔頂或側(cè)線采出 .經(jīng)精餾乙醇冷卻器冷卻至常溫后，就123大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 可得到純度較高的精乙醇產(chǎn)品。來自合成工段的粗乙醇，經(jīng)減壓進(jìn)入粗乙醇貯槽。近年來在大、中型企業(yè)中得到了推廣和應(yīng)用。雙塔精餾工藝技術(shù)由于具有投資少、建設(shè)周期短、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，其在聯(lián)醇裝置中得到了迅速推廣。如此反復(fù)，低沸點(diǎn)組分不斷提高，到最后制得接近純態(tài)的低沸點(diǎn)組分。因低沸點(diǎn)組分易于氣化，則所得氣相中低沸點(diǎn)組分含量高于液相中的含量，而液相中高沸點(diǎn)組分含量，較氣相中高。 精餾原理 精餾是將沸點(diǎn)不同的組分所組成的混合液，在精餾塔中，同時(shí)多次部分氣化和多次部分冷凝，使其分離成純態(tài)組分的過程。由于乙醇作為有機(jī)化工的基礎(chǔ)原料，用它加工的產(chǎn)品種類很多，因此對(duì)乙醇的純度均有一定的要求。 123大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 第 二 章 工藝流程的選擇 和確定 粗乙醇的精餾 在乙醇合成時(shí)，因合成條件如壓力、溫度、合成氣組成及催化劑性能等因素的影響，在產(chǎn)生乙醇反應(yīng)的同時(shí)，還伴隨著一系列的副反應(yīng)。乙醇 汽油也被稱為（ E 型汽油），我國使用乙醇汽油是用 90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。故乙醇只能用于一般消毒，達(dá)不到滅菌標(biāo)準(zhǔn)！因其是良好的有機(jī)溶劑，所以 中醫(yī) 用它來送服 中藥 ，以溶解中藥中大部分有機(jī)成分并對(duì)中藥有防腐作用。一般使用 95%的酒精用于器械消毒； 70~75%的酒精用于殺菌，例如 75%的酒精在 常溫 （ 25℃ ）下一分內(nèi)可以殺死 大腸桿菌 、金黃色 葡萄 球菌、白色 念珠菌 、白色念球菌、 銅綠假單胞菌 等；更低濃度的酒精用于降低體溫，促進(jìn)局部 血液 循環(huán)等。 （ 2）活潑金屬（鉀、鈣、鈉、鎂、鋁）可以將乙醇羥基里的氫取代出來。醇金屬遇水則迅速 水解 生成醇和 堿 。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 。乙醇的 pKa=，與水相近。室溫下，乙醇是無色 易燃 ，且有特殊香味的揮發(fā)性液體。 乙醇的物理性質(zhì)主要與其低碳直鏈醇的性質(zhì)有關(guān)。 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 無機(jī)物 ，又能溶解許多有機(jī)物，所以常用乙醇來溶解 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)物和無機(jī)物均能溶解，增大接觸面積，提高 反應(yīng)速率 。 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)。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。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)保 ”的原則；結(jié)合乙醇的性質(zhì)特征設(shè)一座年產(chǎn) 20 萬噸煤制乙醇的生產(chǎn)車間 。煤在世界化石能源儲(chǔ)量中占有很大比重（我國情況更是如此），而且煤制乙醇的合成技術(shù)很成熟。 123大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 1 第 一 章 緒 論 設(shè)計(jì)的目的和意義 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(shí)問題，尋求替代能源已成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。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。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。123大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） I 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。 本設(shè)計(jì)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(jì)的理論知識(shí)來設(shè)計(jì)浮閥塔，并由負(fù)荷性能圖來進(jìn)行校驗(yàn)。 關(guān)鍵詞 ： 乙醇精餾 ； 浮閥塔 ； 塔附件設(shè)計(jì) 123大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） II Abstract Ethanol is a very important anic 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 123大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） III 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................... I Abstract .............................................................................................................................. 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)