乙醇-水精馏塔设计.doc

化工原理课程设计说明书

设计题目：乙醇-水精馏塔设计

设计者：

专业：化学工程与工艺

学号：

指导老师：

2006年6月19日

化工原理课程设计任务

设计题目：乙醇-水精馏塔设计设计条件

系统进料：25℃

处理量：25,000吨/年进料浓度：28%乙醇(质量)

处理要求：塔顶乙醇浓度≥94%(质量)塔底乙醇浓度≤0.1%(质量)

塔顶压强：4kPa(表压)进料状态：泡点进料回流比：1.7Rmin冷却水温：28C

加热蒸汽：0.2MPa(表压)

设备形式：筛板塔

年工作时：7200小时

年工作曰：300天(连续操作)塔顶冷凝器采用全凝器

塔低再沸器为间接蒸汽加热

目录

一、前言……………………

二、设计方案简介…………

三、工艺流程图及说明…………………

四、工艺计算及精馏塔设计

1、工艺条件……………

2、汽液平衡数据………

3、物料衡算………………

4、实际塔板数确定………

5、精馏塔内汽液负荷计算…………………

6、工艺条件及物性数据计算………………

7、塔和塔板主要工艺尺寸计算…………

8、塔板负荷性能图…………

五、辅助设备设选型计算

六、课程设计的其它问题………………

七、选用符号说明………

八、参考文献……………

九、结束语…………………

前言

乙醇(C?H?OH),俗名酒精，是基本的工业原料之一，与酸碱并重，它作为再生能源犹为受人们的重视。工业上常用发酵法(C?H??O?)n和乙烯水化法制取乙醇。乙醇有相当广泛的用途，除用作燃料，制造饮料和香精外，也是一种重要的有机化工原料，如用乙醇制造乙酸、乙醚等；乙醇又是一种有机溶剂，用于溶解树脂，制造涂料。

众所周知，在医药卫生方面，乙醇作为消毒杀菌剂而造福于人类。人类餐饮饭桌上饮用各种酒品，乙醇也是其中不可或缺的组成部分，如：啤酒含3%～5%,葡萄酒含6%～20%,黄酒含8%～15%,白酒含50%～70%(均为体积分数)。据有关资料表明，乙醇对人体具有营养价值。

现在，乙醇成为了一种新型替代能源一乙醇汽油。按照我国的国家标准，乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。它可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是目前世界上可再生能源的发展重点，符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向，技术上成熟安全可靠，在我国完全适用，具有较好的经济效益和社会效益。

乙醇精馏是生产乙醇中极为关键的环节，是重要的化工单元。其工艺路线是否合理、技术装备性能之优劣、生产管理者及操作技术素质之高低，均影响乙醇生产的产量及品质。工业上用发酵法和乙烯水化法生产乙醇，单不管用何种方法生产乙醇，精馏都是其必不可少的单元操作。

本次设计的精馏塔是为了精馏乙醇以得到高纯度的乙醇，要求达到塔顶馏出物浓度(≥94%(wt%)),塔底浓度(≤0.1%(wt%))。本设计采用填料塔，与板式塔相比，填料塔有一下优点：(1)生产能力大；(2)分离效率高；(3)压力降小；(4)持液量小；(5)操作弹性大。

设计方案简介

工艺流程图及说明

工艺计算及精馏塔设计

1、工艺条件

正如前面设计任务书，本次设计工艺条件如下：进料温度：25℃

处理量：25,000吨/年

进料浓度：28%乙醇(wt%)

处理要求：塔顶乙醇浓度≥94%(质量)

塔底乙醇浓度≤0.1%(质量)塔顶压强：4kPa(表压)

进料状态：泡点进料回流比：1.7Rmin

冷却水温：28℃

加热蒸汽：0.2MPa

设备形式：填料塔

塔顶冷凝采用全凝器

塔低再沸器为间壁加热

年工作日：300天(连续操作)年工作时：7200小时

2、汽液平衡数据及t-x-y,x-y图

(1)乙醇和水的汽液平衡数据如下：

温度t/℃

乙醇的摩尔分数1%

温度t/℃

乙醇的摩尔分数1%

液相xA

汽相yA

液