产万吨酒精蒸馏车间设计.docxVIP

物料衡算 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： P ? 100000 ? 14900 kg/h 280 ? 24 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% 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； F ? S ? L ? W 0 0 F x ? Lx 0 0 l Wx w 0式中 F ——发酵缪蒸汽量，kg/h； x ——发酵缪中酒精摩尔分率 0 0 S—— 加热蒸汽量，kg/h； L—— 上升蒸汽量，kg/h； x ——上升蒸汽的摩尔分率 l 0W —— 废液量，kg/h； x 0 w0 粗馏塔热量衡算： —— 废液中的摩尔分率 F I ? SI 0 F s ? LI L ? WI W 式中： I F —— 成熟缪的热焓，kJ/kg； I —— 加热蒸汽的热焓，kJ/kg； s IW —— 废液的热焓，kJ/kg； I L —— 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： F ? V ? Q ? V ? P ? W ? P ? V 0 其中 V ? Q ? (R ? 1)P F ? V ? P ? W ? P ? V 故： 0 Fx ? Px f p ? Wx w ? P x p ? V x p 式中 F—— 粗酒精蒸汽量，kg/h； 0V —— 加热蒸汽量，kg/h； 0 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： FI ? V I f 0 s ? QI q ? VI v ? PI p ? WI w ? P I p ? V I v ? q 式中 I —— 粗酒精蒸汽的热焓，kJ/kg； f I —— 加热蒸汽的热焓，kJ/kg； s I —— 回流液的热焓，kJ/kg； q I v —— 上升酒精蒸汽的热焓，kJ/kg； I —— 成品酒精的热焓，kJ/kg； p I —— 杂醇酒精的热焓，kJ/kg； p I —— 废液的热焓，kJ/kg； w q —— 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：x ? 12%(体积分数）? 9.1%（质量分数）? 3.7（7 0 温度：80℃ 比热： C =4.17 4 kJ /kg. ℃，热焓： I ? 80 ? 4.175 ? 334 kJ/kg p,c F  摩尔分数）， 成品酒精：P=14900kg/h，酒精含量： x p =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: I ? 78.3 ? 3.35 kJ/kg p 0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 x =5.3%（摩尔分数）， 0 则最小回流比： R min ? ? y p 0 ? x ? 88.13 ? 27.5 27.5 ? 5.3  ? 2.7 0 0 取最适宜的回流比: R ? 1.3R ? 1.3 ? 2.7 ? 3.5 min 则上升酒精蒸汽量：V ? (R ? 1)P ? (1 ? 3.5) ?14900 ? 67050 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: Q ? V ? 67050 kg/h I ? I ? 262 kJ/kg q p 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