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年产20万吨乙醇精馏塔设计


摘 要

乙醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，在国民经济中占有十分重要的地位。随着乙醇工业的迅速成熟，各种制乙醇的方法相继产生。由于乙醇与水混合物的特殊性，即相对挥发度的不同且在一定浓度时生成共沸物，精馏操作一直是乙醇生产不可缺少的工序。

本设计的主要内容是根据20万吨乙醇生产工艺的需求，通过物料衡算和热量衡算以及板式浮阀塔设计的理论知识来设计浮阀塔，并由负荷性能图来进行校验。此外，本设计遵循经济、资源综合利用、环保的原则，严格控制工业三废的排放，充分利用废热，降低能耗，提高工艺的可行性。

关键词：乙醇精馏； 浮阀塔；塔附件设计

Abstract

Ethanol 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， Design

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1 设计的目的和意义 1

1.2 产品的性质及用途 1

1.2.1 物理性质 1

1.2.2 化学性质 2

1.2.3 乙醇的用途 2

第二章 工艺流程的选择和确定 3

2.1 粗乙醇的精馏 3

2.1.1 精馏原理 3

2.1.2 精馏工艺和精馏塔的选择 3

2.2 乙醇精馏流程 5

第三章 物料和能量衡算 7

3.1 物料衡算 7

3.1.1 粗乙醇精馏的物料平衡计算 7

3.1.2 主塔的物料平衡计算 8

3.2 主精馏塔能量衡算 9

3.2.1 带入热量计算 9

3.2.2 带出热量计算 10

3.2.3 冷却水用量计算 10

第四章 精馏塔的设计 11

4.1 主精馏塔的设计 11

4.1.1 精馏塔全塔物料衡算及塔板数的确定 11

4.1.2 求最小回流比及操作回流比 12

4.1.3 气液相负荷 12

4.2 求操作线方程 12

4.3 图解法求理论板 13

4.3.1 塔板、气液平衡相图 13

4.3.2 板效率及实际塔板数 14

4.4 操作条件 14

4.4.1 操作压力 14

4.4.2 混合液气相密度 15

4.4.3 混合液液相密度 16

4.4.4 表面张力 16

4.5 气液相流量换算 19

第五章 塔径及塔的校核 21

5.1 塔径的计算 21

5.2 溢流装置 23

5.2.1 堰长 23

5.2.2 出口堰高 23

5.2.3 弓形降液管的宽度和横截面积 23

5.2.4 降液管底隙高度 24

5.3 塔板布置 24

5.4 浮阀数目与排列 24

5.5 气相通过浮阀塔板的压降 26

5.6 淹塔 27

5.7 塔板负荷性能图 28

5.7.1 雾沫夹带线 28

5.7.2 液泛线 29

5.7.3 液相负荷上限线 30

5.7.4 漏液线 30

5.7.5 液相负荷下限线 31

第六章 塔附件设计 34

6.1 接管设计 34

6.2 壁厚 35

6.3 封头 35

6.4 裙座 35

6.5 塔高的计算 35

6.5.1 塔的顶部空间高度 35

6.5.2 塔的底部空间高度 36

6.5.3 塔立体高度 36

第七章 总结 37

致 谢 38

参考文献 39