年产万吨酒精蒸馏车间工作方案设计书.docVIP

2． 物料衡算 2.1 生产规模 年生产能力：100000t／y 年连续工作日:280d／y 连续每小时产量： 根据设计任务，医用酒精的年生产能力100000t／y 全年365d，除去机械维修、节假日等，实际连续工作日280d 每昼夜24h连续生产，则每小时生产能力： kg/h 蒸馏过程采用气相过塔两塔蒸馏流程，塔底采用直接蒸汽加热，压力为0.12MPa，温度为104℃。设蒸汽总损耗0.25%，其中精馏和粗馏各占一半，在粗馏和精馏损耗中，设备的蒸汽渗漏损耗和废酒糟带走的酒精各占一半，两外提取杂醇油带走的酒精又占成品酒精总量0.48% 2.2 各塔物料衡算 图2 粗馏塔物料进出 Fig.2 Figure out crude distillation column materials 对整个粗馏塔进行全塔总物料衡算； 式中 F0——发酵缪蒸汽量，kg/h；——发酵缪中酒精摩尔分率 S—— 加热蒸汽量，kg/h； L—— 上升蒸汽量，kg/h；——上升蒸汽的摩尔分率 W0—— 废液量，kg/h； —— 废液中的摩尔分率 粗馏塔热量衡算： 式中： —— 成熟缪的热焓，kJ/kg； —— 加热蒸汽的热焓，kJ/kg； —— 废液的热焓，kJ/kg； —— 上升酒精蒸汽的热焓，kJ/kg； 图2 精馏塔物料进出 Fig.2 Figure out distillation column materials 现在以每小时成品酒精的产量为基准，对整个精馏塔进行总物料衡算如下： 其中 故： 式中 F—— 粗酒精蒸汽量，kg/h； V0—— 加热蒸汽量，kg/h； V—— 塔顶上升的酒精蒸汽量，kg/h； V’—— 酒精蒸汽渗漏损失量，kg/h； Q—— 回流入塔的冷凝酒精量，kg/h； P’—— 杂醇酒精蒸汽量，kg/h； P—— 成品酒精量，kg/h； W—— 废液量，kg/h； R—— 回流比。 精馏塔热量衡算： 式中 —— 粗酒精蒸汽的热焓，kJ/kg； —— 加热蒸汽的热焓，kJ/kg； —— 回流液的热焓，kJ/kg； —— 上升酒精蒸汽的热焓，kJ/kg； —— 成品酒精的热焓，kJ/kg； —— 杂醇酒精的热焓，kJ/kg； —— 废液的热焓，kJ/kg； —— 热损失，kJ/h. 加热蒸汽：压力为0.3MPa（绝对），其热焓：Is=2723(kJ/kg) 成熟缪：酒精含量：，温度：80℃ 比热：=4.174 kJ /kg. ℃，热焓：kJ/kg 成品酒精：P=14900kg/h，酒精含量：=95%(气相中酒精质量分数)=88.13%（气相中酒精分子摩尔分数），温度：78.3℃=351.45K，比热：3.35kJ/kg.℃ 热焓:kJ/kg 进料层气相酒精浓度： y0=xf=49.18%(质量分数)=27.5%（摩尔分数）与之相平衡的液相浓度x0=5.3%（摩尔分数）， 则最小回流比： 取最适宜的回流比: 则上升酒精蒸汽量： kg/h 酒精浓度与成品酒精相同，温度为351.45K，其热焓为Iv=1187kJ/kg 回流冷凝酒精量:kg/h kJ/kg 废液：一般精馏塔塔底压力为0.12MPa（绝对），相对应温度为377.15K，比热容为4.178 kJ/kg.K，其热焓Iw=435 kJ/kg 杂醇酒精：含量60%（质量分数，下同），其中杂醇油含量为45%，含酒精量55%，则杂醇酒精中酒精含量：, 杂醇酒精中带走的酒精占成品酒精的0.48%，则： 杂醇酒精蒸汽量：kg/h 杂醇酒精的温度354.15K，比热为4.10 kJ/kg.K,其热焓kJ/kg 精馏酒精蒸汽渗漏损耗和废液带走酒精损耗为 kg/h kg/h 热损失按每100kg成品酒精24166 kJ计算，则：kJ/h 将已知数据代入 则得： 解得：kg/h 热焓： kJ/kg 根据工艺设计，粗馏塔的上升蒸汽量等于精馏塔的粗酒精蒸汽量， 即: kg/h kJ/kg 根据精馏塔和粗馏塔的损耗各占一半，可知粗馏塔的损耗 kg/h 将已知数据代入 解得：kg/h 将已知数据代入和 则 解方程组得: kg/h 粗塔废液酒精的含量： 1.37×10-5 将已知数据代入和 则解方程组得：kg/h 废液中酒精含量： 3. 热量衡算 3.1精馏塔冷却器7的热量衡算 冷却器的95%乙醇入口的温度t为78.3℃，出口温度t0 30℃； 冷却器的水入口温度为27℃，出口温度为50℃； 95%乙醇的无相变传热 kJ/h 水的无相变传热 水的流量为kg/h 4. 设备设计计算 4.1 精馏塔冷却器7设计计算 4.1.1 冷却面积计算