年产300吨无水乙醇的工艺设计--毕业设计教程文件.ppt

300t/a无水乙醇的工艺设计 学 院： 理工学院 专 业： 化学工程与工艺 答 辩 人： 夏子全 目录 1 研究背景及意义 2 文献综述 3 设计部分 4 结束语 5 参考文献 研究背景及意义 能源危机 20世纪以来，经济的快速发展导致人类对能源的渴望急剧攀升，不可再生资源的消耗呈几何倍率增长。天然化石燃料资源日趋枯竭，严重掣肘了经济的发展。 产业革命 1973年的世界石油危机，严重冲击了全球的经济发展。为了逐渐摆脱经济对石油的依赖，人们把眼光投向了可再生资源的研究，在此冲击下，巴西、美国率先推行“汽油醇计划”，自此燃料乙醇产业步入了良性发展的轨道。 研究背景及意义 乙醇又称酒精，广泛用于各种行业。现今，无水乙醇又被称为“清洁燃料 ”，对减少大气污染及抑制温室效应意义重大。 燃料乙醇是一种生物转化的太阳能，燃烧后本质上不会增加空气中二氧化碳的含量，不会增加温室效应，是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源。 在汽油中加入一定比例的乙醇作燃料，能节约石油、净化空气，转化多余的粮食，为人类社会的可持续发展提供一条简单有效的途径。 文献综述 无水乙醇的性质 无水乙醇（Ethanol）俗称无水酒精，系醇类代表。常温常压下，无水乙醇一种是无色易燃，且有特殊香味的挥发性液体，并略带刺激性。通常，人们把纯度高达99.5%的乙醇溶液称为无水乙醇。 无水乙醇的生产方法 目前工业上无水乙醇的生产方法主要有“恒沸精馏”，“萃取精馏”，“分子筛吸附”和“膜分离”4种方法。本文总结了节能型分子筛脱水吸附制无水乙醇技术的研究进展，并展望了其工艺前景。 无水乙醇的用途 清洁燃料 无水乙醇 化工医药 电子制造 航空航天 汽油醇 国内外无水乙醇发展现状 ☆ 巴西是世界上最大的乙醇生产国，年产乙醇300亿升，无水乙醇占1/3。是推广燃料乙醇最成功的国家。 ☆ 美国是世界上第二大乙醇生产国，约占世界产量的33%。目前，美国的乙醇年产量超过60亿加仑（1800万吨）。 国内外无水乙醇发展现状 ☆ 我国对汽油醇的研究起步较晚，改革开放以来，我国粮食大幅度增产，由早期的勉强满足自给变为市场相对过剩 。20世纪90年代后期，我国对燃料乙醇进行试生产。 ☆ 2000年政府决定将燃料乙醇的开发生产、使用列入第十个五年规划。2001年，国家投资建立了4个大型燃料乙醇生产企业。并于2004年推广使用燃料乙醇。 ☆ 2007年9月，发改委颁布了《可再生能源中长期发展规划》，燃料乙醇作为再生能源成为了政府重点推广的新型能源。 ☆ 另外，《国家可再生能源中长期发展规划》中提出：到2020年，生物燃料乙醇年利用量要达到1ⅹ107吨。 建设规模及设计方案 1.建设规模 300t/a无水乙醇工业装置，即1t/d无水乙醇。 2.设计方案 （1）先经过精馏制得95%(体积)的工业乙醇,在经过分子筛脱水制得无水乙醇。 （2）年工作日按300天计，三班制连续运转，其产品质量达到国家质量标准要求。 主要工艺条件 1.原料组成：含24.18%（体积）乙醇的30℃液体 ， 其余为水。 2.产品要求：含量≥99.9%（体积）30℃乙醇。 3.塔底残液要求：含乙醇≤0.1%（质量）。 4.加热剂：经压力调节后0.2MPa和0.5MPa的饱合 水蒸汽。 5.冷却剂：32℃的循环冷却水。 无水乙醇生产的工艺流程图 无水乙醇生产工艺流程简图 工艺计算的主要内容 工艺计算 工艺计算 热量衡算 物料衡算 工艺计算—物料衡算 图2.1为物料衡算示意图。 30℃时： 分子量 精馏塔工艺计算 1.确定回流比 图解Nmin及Rmin 由图得： Rmin=2.10 Nmin=10 精馏塔工艺计算--确定适宜回流比 由图得：曲线急剧下降向平缓过度得适宜回流比：R=4 N-R图 确定适宜回流比 精馏塔工艺计算—确定理论板数 2.确定理论板数 图解理论板数Nt 由图得：Nt=18其中精馏段15块，提馏段3块 精馏塔热量衡算 加入热量 移出热量 3.625kJ/h 3.625kJ/h 原料热量 原料预热器 再沸器 冷凝器 产品热量 热损失 釜液热量 0.243kJ/h 0.490kJ/h 2.892kJ/h 1.977kJ/h 0.587kJ/h 0.289kJ/h 0.772kJ/h 热量衡算汇总表 热量衡算 预热器 塔顶冷凝器 塔底再沸器 工艺设计的内容 工程设计图 主