年產(chǎn)300噸無(wú)水乙醇的工藝設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)課件

1、300t/a無(wú)水乙醇的工藝設(shè)計(jì)學(xué) 院： 理工學(xué)院專 業(yè)： 化學(xué)工程與工藝答 辯 人： 夏子全目錄1 研究背景及意義2 文獻(xiàn)綜述3 設(shè)計(jì)部分4 結(jié)束語(yǔ) 5 參考文獻(xiàn)研究背景及意義能源危機(jī) 20世紀(jì)以來(lái)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致人類對(duì)能源的渴望急劇攀升，不可再生資源的消耗呈幾何倍率增長(zhǎng)。天然化石燃料資源日趨枯竭，嚴(yán)重掣肘了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。產(chǎn)業(yè)革命 1973年的世界石油危機(jī)，嚴(yán)重沖擊了全球的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了逐漸擺脫經(jīng)濟(jì)對(duì)石油的依賴，人們把眼光投向了可再生資源的研究，在此沖擊下，巴西、美國(guó)率先推行“汽油醇計(jì)劃”，自此燃料乙醇產(chǎn)業(yè)步入了良性發(fā)展的軌道。研究背景及意義乙醇又稱酒精，廣泛用于各種行業(yè)?，F(xiàn)今，無(wú)水乙醇又被

2、稱為“清潔燃料 ”，對(duì)減少大氣污染及抑制溫室效應(yīng)意義重大。燃料乙醇是一種生物轉(zhuǎn)化的太陽(yáng)能，燃燒后本質(zhì)上不會(huì)增加空氣中二氧化碳的含量，不會(huì)增加溫室效應(yīng)，是一種取之不盡、用之不竭的可再生資源。在汽油中加入一定比例的乙醇作燃料，能節(jié)約石油、凈化空氣，轉(zhuǎn)化多余的糧食，為人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展提供一條簡(jiǎn)單有效的途徑。文獻(xiàn)綜述 無(wú)水乙醇的性質(zhì)無(wú)水乙醇（Ethanol）俗稱無(wú)水酒精，系醇類代表。常溫常壓下，無(wú)水乙醇一種是無(wú)色易燃，且有特殊香味的揮發(fā)性液體，并略帶刺激性。通常，人們把純度高達(dá)99.5%的乙醇溶液稱為無(wú)水乙醇。無(wú)水乙醇的生產(chǎn)方法目前工業(yè)上無(wú)水乙醇的生產(chǎn)方法主要有“恒沸精餾”，“萃取精餾”，“分子篩

3、吸附”和“膜分離”4種方法。本文總結(jié)了節(jié)能型分子篩脫水吸附制無(wú)水乙醇技術(shù)的研究進(jìn)展，并展望了其工藝前景。 國(guó)內(nèi)外無(wú)水乙醇發(fā)展現(xiàn)狀 巴西是世界上最大的乙醇生產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)乙醇300億升，無(wú)水乙醇占1/3。是推廣燃料乙醇最成功的國(guó)家。 美國(guó)是世界上第二大乙醇生產(chǎn)國(guó)，約占世界產(chǎn)量的33%。目前，美國(guó)的乙醇年產(chǎn)量超過(guò)60億加侖（1800萬(wàn)噸）。 國(guó)內(nèi)外無(wú)水乙醇發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)汽油醇的研究起步較晚，改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)糧食大幅度增產(chǎn)，由早期的勉強(qiáng)滿足自給變?yōu)槭袌?chǎng)相對(duì)過(guò)剩 。20世紀(jì)90年代后期，我國(guó)對(duì)燃料乙醇進(jìn)行試生產(chǎn)。 2000年政府決定將燃料乙醇的開(kāi)發(fā)生產(chǎn)、使用列入第十個(gè)五年規(guī)劃。2001年，國(guó)家投資建立

4、了4個(gè)大型燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)。并于2004年推廣使用燃料乙醇。 2007年9月，發(fā)改委頒布了可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，燃料乙醇作為再生能源成為了政府重點(diǎn)推廣的新型能源。 另外，國(guó)家可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃中提出：到2020年，生物燃料乙醇年利用量要達(dá)到1107噸。 建設(shè)規(guī)模及設(shè)計(jì)方案 1.建設(shè)規(guī)模 300t/a無(wú)水乙醇工業(yè)裝置，即1t/d無(wú)水乙醇。2.設(shè)計(jì)方案（1）先經(jīng)過(guò)精餾制得95%(體積)的工業(yè)乙醇,在經(jīng)過(guò)分子篩脫水制得無(wú)水乙醇。（2）年工作日按300天計(jì)，三班制連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，其產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。 主要工藝條件 1.原料組成：含24.18%（體積）乙醇的30液體 ， 其余為水。 2.

5、產(chǎn)品要求：含量99.9%（體積）30乙醇。 3.塔底殘液要求：含乙醇0.1%（質(zhì)量）。 4.加熱劑：經(jīng)壓力調(diào)節(jié)后0.2MPa和0.5MPa的飽合 水蒸汽。 5.冷卻劑：32的循環(huán)冷卻水。 無(wú)水乙醇生產(chǎn)的工藝流程圖 無(wú)水乙醇生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖工藝計(jì)算物料衡算圖2.1為物料衡算示意圖。 30時(shí)：分子量 精餾塔工藝計(jì)算1.確定回流比 圖解Nmin及Rmin由圖得：Rmin=2.10Nmin=10精餾塔工藝計(jì)算確定理論板數(shù)2.確定理論板數(shù)圖解理論板數(shù)Nt 由圖得：Nt=18其中精餾段15塊，提餾段3塊 精餾塔熱量衡算 加入熱量移出熱量3.625kJ/h3.625kJ/h原料熱量原料預(yù)熱器再沸器冷凝器產(chǎn)品

6、熱量熱損失釜液熱量0.243kJ/h0.490kJ/h2.892kJ/h1.977kJ/h0.587kJ/h0.289kJ/h0.772kJ/h熱量衡算匯總表熱量衡算預(yù)熱器塔頂冷凝器塔底再沸器工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容 工程設(shè)計(jì)圖 主要設(shè)備圖工藝流程圖設(shè)備布置圖管道布置圖 主要設(shè)備圖1.精餾塔2.分子篩塔 分子篩塔 車間管道布置 車間布置1.滿足工藝流程的要求，盡可能使物料線路短 捷、順暢。2.合理確定消防通道寬度，在滿足衛(wèi)生、消防等的要求下，盡量緊湊布置，減少占地。3.合理組織人流和物資，減少交叉運(yùn)輸，保證安全。 管道布置1.對(duì)于乙醇這種易燃物品，管道布置應(yīng)注意防火防暴，管路不應(yīng)敷設(shè)在生活間和走廊處，應(yīng)配置防火防爆安全裝置。2.管路盡量架空敷設(shè)，平行成列走直線；并列管線上的閥門應(yīng)盡量錯(cuò)開(kāi)排列；從主管上引出支管時(shí)，氣體管從上方引出，液體管從下方引出。3.管路布置應(yīng)有利于生產(chǎn)安全。 結(jié)束語(yǔ)1.本設(shè)計(jì)采用精餾與分子篩工藝結(jié)合的方法，工藝路線比較成熟。2.與其他無(wú)水乙醇生產(chǎn)方法相比，本設(shè)計(jì)具有能耗低，效率高，無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。3.由于設(shè)計(jì)者水平有限，缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)過(guò)程中數(shù)據(jù)均以參考資料為基礎(chǔ)，可能導(dǎo)致一些設(shè)備的設(shè)計(jì)結(jié)果與工廠實(shí)際情況有差距。 主要