乙醇加盐萃取精馏的工艺设计模板

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乙醇-水溶液精馏课程设计

广西工学院课题名称：乙醇-水溶液连续精馏设计系别：生物与化学工程系专业：化工082班学号： *************名：***指导教师：***时间： 2011年6月13-25日设计题目: 筛板精馏塔设计者: 班级化工082班姓名：马升艳日期2011 年6月指导教师: (签字)设计成绩: 日期附:筛板精馏塔设计任务书一、设计名称：乙醇-水溶液连续精馏塔设计二、设计条件1．进精馏塔的料液含乙醇25%（质量），其余为水；2．产品乙醇含量不得低于94%（质量）；3．残液中乙醇含量不得高于0.1%（质量）；4．生产能力为日产94%（质量）乙醇产品425吨/天；5．操作条件（1）塔顶操作压力4kPa（表压）；（2）进料热状况（自选）；（3）回流比（自选）；（4）加热蒸气为低压蒸汽；（5）全塔效率60% 。

（6）单板压力降≤ 0.7 kPa6．工作日：每年330天，每天24小时连续运行。

三、设计要求：1．设计方案的确定及流程说明；2．塔的工艺计算：（1）物料衡算；（2）计算塔顶、塔底及加料板温度；（3）计算平衡数据；（4）计算塔板数：作X-Y图；求最小回流比及适宜回流比；求理论塔板数和实际塔板数。

3．塔和塔板的主要工艺尺寸计算：（1）塔体和塔板主要尺寸的确定：塔径；溢流装置（溢流堰长、出口堰高、降液管的宽度及面积、降液管下端与塔板间距离）；塔板设计（塔板布置：包括开孔区、溢流区、安定区、无效区；筛孔数或浮阀数：包括孔径、塔板厚度、开孔面积、开孔率、孔数或浮阀数、浮阀的选型；排列方式及孔心距）。

（2）塔板的液体力学验算：塔板压力降；雾沫夹带；漏液点气速；液泛（即淹塔）。

（3）塔板负荷性能图。

4．设计结果一览表5．板式塔的结构：（1）塔体结构：塔顶空间；塔底空间；人孔；视镜；支座；塔高；封头及容器法兰。

（2）塔板结构及安装方式。

6．附属设备的计算及选型（1）再沸器（即蒸馏釜）；（2）塔顶回流冷凝器；（3）料液预热器；（4）塔顶、塔底产品冷凝器；（5）主要接管尺寸及法兰：包括塔顶蒸气出口管、回流液管、料液排出管、加料管、饱和水蒸气管的管径及各接管的法兰。

乙醇精馏设计

目录设计说明书一、设计项目背景 (2)二、生产工艺流程 (4)三、生产规模 (5)四、物料衡算结果 (5)五、能量衡算结果 (5)六、设备选型 (6)计算说明书一、物料衡算 (7)1、每小时生产能力的计算 (7)2、生产工艺流程示意图 (7)3、各塔物料衡算 (7)二、能量衡算 (9)三、设备选型(冷凝器2的选型计算) (10)1、水的定性温度 (10)2、按热面积设定 (11)3．传热系数 (11)设计说明书设计项目：乙醇精馏车间产品名称：工业乙醇产品规格：纯度95%一、设计项目背景：1.乙醇的理化性质乙醇又称酒精，分子式为CH3CH2OH，相对分子质量46.07。

为无色透明、易燃易挥发的液体，有酒的气味和刺激性辛辣味，溶于水、甲醇、乙醚和氯仿，能溶解许多有机化合物和若干无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限4.3%-19.0%（体积）。

无水乙醇相对密度0.7893（20/4℃），熔点-117.3℃，沸点78.32℃，折射率1.3614，闪点（闭杯）14℃。

工业乙醇（含乙醇95%）折射率1.3651，表面张力（20℃）22.8mN/m，粘度（20℃）1.41mPa·s，蒸气压（20℃）5.732kPa，比热容（23℃）2.58J/(g·℃），闪点12.8℃，相对密度0.816，沸点78.15℃，凝固点-114℃，自燃点793℃。

2.乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。

医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。

因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。

除用作燃料，制造饮料和香精外，乙醇也是一种重要的有机化工原料，如用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，但目前乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、乙酸、乙基乙醇已不再采用乙醇作原料而用其他原料代替。

乙醇加盐萃取精馏的工艺设计

乙醇加盐萃取精馏的工艺设计摘要：蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法蒸馏过程按蒸馏方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。

简单蒸馏是一种单级蒸馏操作，常以间歇方式进行。

平衡蒸馏又称闪蒸，也是一种单级蒸馏操作，常以连续方式进行。

简单蒸馏和平衡蒸馏一般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。

对于较难分离的体系可采用精馏，用普通精馏不能分离体系则可采用特殊精馏。

特殊精馏是在物系中加入第三组分，改变被分离组分的活度系数，增大组分间的相对挥发度，达到有效分离的目的。

特殊精馏有萃取精馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。

关键词：蒸馏间歇方式精馏目录前言 (2)1.1的物料衡算 (3)1.1.1分别对塔顶,进料,塔底进行物料衡算如下： (3)1.1.2原料液以及塔顶,塔底产品的平均摩尔质量 (3)1.1.3精馏塔各部分流量计算： (3)1.2塔板数的确定 (4)1.3实际板层数计算 (5)1.3.1进料线的求取 (5)1.3.2根据作图知不同的回流比下的总理论板数和进料板位置如下表(不包括再沸器) (5)1.3.3全塔效率的计算 (5)1.4精馏塔尺寸的确定 (6)1.4.1物料物性计算 (6)1.4.2平均密度计算 (8)1.4.3液相平均密度计算 (8)1.4.4液体平均表面张力的计算 (9)1.4.5液体平均粘度计算 (9)1.4.6塔径的计算(以R=1.071的塔顶为例) (11)1.4.7精馏塔总有效高度的计算 (12)1.4.8 塔体造价计算 (13)1.5 精馏塔热量衡算 (14)1.5.1塔顶冷凝器计算 (14)1.5.2再沸器计算 (15)1.5.3塔板费用 (16)1.5.4所以塔板费用每小时耗费为 (16)1.5.5750为人工操作费 (17)2.塔板设计 (17)2.1溢流装置选用单溢流弓形降液管，凹形受液盘．不设进口堰 (17)2.2塔板流体力学的计算 (19)2.3塔板负荷性能图 (21)3.设计计算结果汇总于下表 (23)4.课程设计评价................................................................................... 错误！未定义书签。

用加盐萃取精馏制取无水乙醇

用加水萃取精馏制取无水乙醇E+化工1班夏亚琴（武汉工程大学）Abstract: Dehydrated ethanol is now used in pharmaceutical, chemical, energy and other industries, it has the increasing demand. There are two main methods: distillation by salt effect and extractive distillation with salt for the preparation of ethanol. In the paper, salt effects on were presented and analyzed. Salt selection and recent progress of salt effect and their separation application in chemical engineering were reviewed in detail.Keywords: dehydrated ethanol；salt effect；distillation by salt effect；extractive distillation with salt摘要：无水乙醇在制药、化学，能源和其他领域的需求量正在加大。

制取无水乙醇主要有两种方法，其一是利用盐效应精馏，其二是萃取精馏。

本文讨论了加盐萃取精馏制无水乙醇的理论分析。

包括盐的选择和最近盐效应的进展以及详细讨论了它们工艺分离和应用。

关键词：无水乙醇，盐效应，加盐精馏，加盐萃取1引言对于具有恒沸点的乙醇一水体系的分离,目前普遍采用先脱水后蒸馏的间歇分离方法,如石灰(CaO)脱水法、离子交换树脂脱水法、4A型分子筛脱水法等。

这些方法均存在着劳动强度大、原料损耗多、间歇蒸馏过程中有头液和尾液等缺点,既影响了生产率,又影响了企业的经济效益。

加盐萃取精馏制取无水乙醇的实验研究

加盐萃取精馏制取无水乙醇的实验研究王洪海1 王志英1 高光英2 李春利 1（1.河北工业大学化工学院，天津300130，中国；2.天津大学化工学院，天津300072，中国）摘要：由于加盐萃取精馏分离技术存在巨大潜力和优势，有必要深入研究其过程机理，使其在工业上得到更广泛的应用。

本文以乙醇－水共沸物为分离物系，乙二醇＋醋酸钾为萃取剂，进行加盐萃取精馏的小试研究，考察溶剂含盐量、溶剂比和回流比等操作参数对乙醇－水共沸体系分离效果的影响。

关键词：乙醇；加盐萃取精馏；回流比；实验研究Experimental Study on Extractive Distillation with Salt toProduce Purity AlcoholWANG Hong-hai1 WANG Zhin-ying1 GAO Guang-ying2 LI Chun-li1(1.School of Chemical Engineering，Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China; 2.School ofChemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China) Abstract: In order to extend application, it is needed to study deeply on the processing theory of extractive distillation with salt because of its advantage and potential. The whole process of extractive distillation with salt on alcohol-water in a laboratory column was carried out which using glycol and potassium acetate. The separate effects of solvent, solvent/reflux rate and reflux were investigated.Keywords: alcohol; extractive distillation with salt; reflux; experimental study在化工、煤化工、石油化工、医药化工、生物化工以及环境保护等诸多领域，都不可避免的需要对各种混合物进行分离，除了常规分离方法外，更加节能、行之有效的分离手段越来越多的应用于工业生产。

乙醇精馏设计

无水乙醇相对密度0.7893（20/4℃），熔点-117.3℃，沸点78.32℃，折射率1.3614，闪点（闭杯）14℃。

2.乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。

医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。

因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。

应用ChemCAD软件模拟加盐萃取无水乙醇精馏过程

收稿日期： 2011-02-18 作者简介：王小光（ 1980—），男，硕士，讲师，主要从事化工模拟研究，E-mail： wangqinghua201@ 163． com。
王小光等应用 ChemCAD 软件模拟加盐萃取无水乙醇精馏过程
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合物的 K 值）方面，即有效模拟化工系统［1］。无水乙醇是化工生产常用的一种有机原料。制
目前世界上比较常用的化工模拟软件有 Pro / Ⅱ，Aspen Plus 等，但它们都是大型化工模拟软件，购买费用较高。ChemCAD 系列软件是美国 Chemstations 公司开发的化工流程模拟软件。以图形用户界面方式输入，且价格比较低廉，适合一般中小化工企业和科研机构。使用它，可以在计算机上建立与现场装置吻合的数据模型，并通过运算模拟装置的稳态或动态运行，为工艺开发、工程设计、优化操作和技术改造提供理论指导。
图 2 系统主界面 Fig． 2 Simulation window
在绘图界面上，单击 Separators 菜单里面的 SCDS 模块，然后在左面空白处单击左键，即可画得一精馏塔。同理，画出进料管线与出料管线，用标有 “stream”的折线连接，如图 3 所示。
1 过程模拟流程的建立 1． 1 新建模拟
在 ChemCAD 中，要创建一个新的模拟，首先要为新的模拟命名，例如 example1。打开 File 菜单，选择 New Job，或是直接点击工具栏中的创建新模拟图标，就会出现一个对话框，提示用户输入新模拟的名称，将 example1 输入，如图 1 所示。点击保存按钮，就会进入 ChemCAD 的主工作窗口，在主窗口的视图区显示有制图面板，就可以绘制流程图。
取无水乙醇的方法很多，近年来发展比较迅速的方法有：膜分离法、共沸精馏法、生物发酵法、萃取精馏法等。加盐萃取精馏制取无水乙醇由于具有低能耗、污染小、设备简单、操作方便等优点而备受关注［2-4］。随着社会对无水乙醇需求量的增加，对其生产过程进行优化以达到节能减排等目的变得十分重要。有必要利用先进的化工模拟软件 ChemCAD 对影响产品质量的因素进行模拟计算，以期达到过程的最优化［5］。

乙醇水溶液提纯精馏塔设计

编号：（）字号本科生毕业设计（论文）题目：姓名：学号：班级：二〇一二年六月乙醇水溶液提纯精馏（120kt/a ）设计张飞飞 06082927 过程装备与控制工程2008-2班中国矿业大学毕业设计任务书学院化工学院专业年级过控08- 2班学生姓名张飞飞院长签字：指导教师签字：指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要乙醇-水是工业上最常见的溶剂，也是非常重要的化工原料之一，是无色、无毒、无致癌性、污染性和腐蚀性小的液体混合物。

因其良好的理化性能，广泛地应用于国民经济的许多部门,近些年来，由于燃料价格的上涨，乙醇燃料越来越有取代传统燃料的趋势。

但是由于乙醇-水体系有共沸现象，普通的精馏难于得到高纯度的乙醇。

因此，研究和改进乙醇-水体系的精馏设备是非常必要的。

本设计基于精馏的原理，查阅乙醇-水体系的相关物性参数，对精馏装置进行设计.而这一设计过程中的主要内容有:物料衡算，热量衡算，塔体工艺设计，塔板工艺设计，塔附属设备设计以及部分机械设计。

关键词：乙醇-水；精馏塔设计；附属设备设计；机械设计ABSTRACTEthanol-water is one of the most common industrial solvents and important chemical raw materials,which is colorless,non-toxic, non-pollution,non-carcinogenic,and little corrosive. Due to its good physical and chemical properties ,Ethanol-water is widely used in many national economic sectors. In recent years, because of the rising prices of fuels, ethanol fuel issaid to replace traditional fuels in future. but due to the ethanol - water system azeotropicphenomenon, it is difficult to produce high purity ethanol through common distillation .Therefore, It is essential to research and improve the distillation equipment of ethanol- water system.This article is based on the principle of Distillation, Access to some related physical parameters of ethanol - water system, This process of designing the main content Material balance, energy balance, the tower of design, ancillary equipment design as well as some mechanical design.Key words: ethanol-water ；distillation tower design; Ancillary equipment design；mechanical design总目录第一部分：设计说明书第二部分：专题论文第三部分：专英翻译第四部分：致谢第一部分：设计说明书目录1.绪论 (1)1.1.设计背景 (1)1.2.设计意义 (1)1.3.设计步骤 (1)2.精馏塔设计计算 (2)2.1.精馏流程的确定 (2)2.2.塔的物料衡算 (2)2.2.1.查阅文献，整理有关物性数据 (2)2.2.2.料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数 (3)2.2.3. 平均摩尔质量 (3)2.2.4. 物料衡算 (3)2.3. 塔板数的确定 (3)2.3.1. 乙醇—水物系的气液平衡数据 (4)2.3.2. 求最小回流比及操作回流比 (4)2.3.3. 求精馏塔的气液相负荷 (4)2.3.4. 求操作线方程 (4)2.3.5. 图解法求理论塔板层数 (4)2.3.6. 求实际塔板数 (5)2.4 塔的工艺条件及物性数据计算 (6)2.4.1. 操作压力 (6)2.4.2. 平均摩尔质量 (7)2.4.3. 平均密度 (7)2.4.3.1 气相密度 (7)2.4.3.2 液相平均密度 (7)2.4.4. 液体表面张力 (8)2.5 精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (9)2.5.1. 塔径的计算 (9)2.5.2. 精馏塔有效高度的计算 (9)2.6 塔板主要工艺尺寸的计算 (9)2.6.1. 堰长 (9)2.6.2. 溢流堰高度 (10)2.6.3. 弓形降液管宽度和截面积 (10)2.6.4. 降液管底隙高度 (11)2.7 塔板布置 (11)2.7.1. 塔板的分块 (12)2.7.2. 边缘区宽度确定 (12)2.7.3. 开孔区面积计算 (13)2.8 塔版流体力学验算 (13)2.8.1. 气相通过浮阀塔板的压强降 (13)2.8.2. 液沫夹带 (14)2.8.4. 液泛 (14)2.9 塔板负荷性能图 (14)2.9.1. 漏液线 (15)2.9.2. 液沫夹带线 (15)2.9.3. 液相负荷下限线 (16)2.9.4. 液相负荷上限线 (16)2.9.5. 液泛线 (16)2.9.6. 漏液线 (16)3. 塔盘的结构设计 (19)3.1 塔板结构 (19)3.1.1. 矩形板 (19)3.1.2. 通道板 (22)3.1.3. 弧形板 (22)3.2 受液盘 (23)3.2.1. 凹形受液盘 (23)3.2.2. 液封盘 (24)3.3 降液板 (24)3.4 支持板和支持圈 (25)3.5 紧固件结构 (25)3.6 塔盘机械计算 (26)3.6.1. 塔盘的载荷 (26)3.6.2. 塔盘板的允许挠度 (27)3.6.3. 矩形板稳定性校核 (27)3.6.1. 塔盘重量估算 (27)3.6.2. 不同载荷下的稳定性校核 (27)3.7 本章小结 (30)4 辅助装置及附件设计 (30)4.1 接管设计 (30)4.1.1. 进料管 (31)4.1.2. 回流管 (31)4.1.3. 塔釜出料管 (31)4.1.4. 塔顶蒸气出料管 (33)4.1.5. 塔釜进气管 (33)4.1.6. 法兰 (33)4.2 塔顶回流冷凝器 (34)4.2.1. 整体式 (34)4.2.2. 强制循环式 (34)4.3 塔底再沸器 (34)4.4 除沫器设计 (35)4.4.1. 设计气速的选取 (35)4.4.2. 除沫器直径计算 (36)4.5 吊柱 (36)4.5.2 吊柱的结构 (36)4.6 人孔 (37)4.7 裙座 (38)4.7.1 裙座选材 (38)4.7.2 裙座的结构 (38)4.7.2.1 座体 (38)4.7.2.2 座体厚度 (38)4.7.2.3 裙座与塔体的连接 (38)4.7.2.4 裙座缺口 (40)4.7.2.5 检查孔 (40)4.7.2.6 排气管 (40)4.7.2.7 引出管通道 (40)4.7.2.8 防火层与保温层 (40)4.8操作平台和扶梯 (40)4.9本章小结 (40)5塔的强度设计和稳定性校核 (41)5.1设计条件 (41)5.1.1 塔总体高度 (41)5.1.11 塔顶空间高度 (41)5.1.12塔底部空间高度 (41)5.1.13开有人孔的板间距 (41)5.1.14 裙座高度 (41)5.1.1. 塔进料板高度 (41)5.1.1. 塔总体高度 (41)5.1.2 按计算压力计算塔体和封头的厚度 (41)5.111 塔体厚度计算 (41)5.112 封头厚度计算 (41)5.2 已知条件 (42)5.3 塔设备质量载荷计算 (42)5.4 自振周期计算 (44)5.5 地震载荷与地震弯矩计算 (44)5.6 风载荷与风弯矩计算 (46)5.7 偏心弯矩及最大弯矩 (49)5.8 圆筒轴向应力校核和圆筒稳定校核 (49)5.9 塔设备压力实验时的应力校核 (50)5.10 裙座轴向应力校核 (51)5.11 基础环设计 (53)5.12 地脚螺栓计算 (54)5.13 校核结果 (54)5.15 塔设备质量载荷计算 (54)5.14 本章小结 (55)6塔设备的制造、安装及运输 (55)6.1.1 制造上的要求 (55)6.1.1.1 材料检验 (55)6.1.1.2 冷热成形 (55)6.1.2 制造与组装 (55)6.1.3 焊接及其特点 (56)6.1.4 热处理 (56)6.2 大型塔设备的安装 (57)6.2.1 安装上的考虑 (57)6.2.2 塔盘的安装 (57)6.3 塔设备的运输 (57)6.3.1 运输上的考虑 (57)6.3.2 铁路运输 (58)7 总结 (58)参考文献 (61)附录1：专题论文 (62)附录2：翻译部分 (69)英文原文 (70)中文译文 (75)致谢 (83)1 绪论1.1设计背景精馏是分离液体混合物（含可液化的气体混合物）最常用的一种单元操作，在化工、炼油、石油化工等工业中得到广泛应用。

年产12万吨乙醇水精馏装置工艺设计—毕业设计

专科毕业论文（设计）题目：年产12万吨乙醇水精馏装置工艺设计诚信声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。

除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。

特此声明。

论文作者签名：日期：2013年5月23日毕业设计(论文)任务书设计题目：年产万吨乙醇水精馏装置工艺设计函授站：陕西函授站学生姓名：指导老师：1 设计的主要任务及目标：设计—筛板式精馏塔，通过该装置的设计，使学生在熟练掌握专业知识的基础上能够将理论应用到实际的生产中去，从而培养学生理论联系实际以及独立设计、创新的能力。

撰写设计计算书一份；主体设备装配图1张，工艺流程图1套原料为乙醇—水混合物，其中：乙醇含量为45%（质量分率，下同）塔顶产品中乙醇含量不低于90.5%塔釜残液中乙醇含量不高于0.20%进料温度为泡点，年开工时间330天2 设计的基本要求和内容：（1）完成塔设备主体部分的燃料衡算与主要设备设计计算；（2）画出塔设备的装配图；（3）画出带控制点的工艺流程图；3 主要参考文献：[1] 谭天恩.化工原理(第二版)下册[M].北京：化学工业出版社，1998：132—156[2] 匡国柱.化工单元过程及设备课程及设计（第二版）[M].北京：化学工业出版社.2007：193—236[3] 编委会.化工工艺手册[M].北京：化工工业出版社.1994：203—264 4年产12万吨乙醇水精馏装置工艺毕业设计摘要人类与化工的关系十分密切，在现代生活中，几乎随时随地都离不开化工产品，从衣、食、住行等物质生活，到文化艺术、娱乐等精神活活，都需要花共产请位置服务。

有些化工产品在人类发展史中，起着划时代的重要作用。

它们的生活和应用，甚至代表着人类文明的一定历史阶段。

化工生产常需进行液体混合物的分离已达到提纯或回收有组分的目的，是利用一体混合物中各组分挥发程度的不同并借助于多次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法。

8万吨每年无水乙醇萃取精馏工艺设计

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8 万吨/年无水乙醇萃取精馏工艺设计
十分重要。本文将采用 Aspen Plus 化工流程模软件，对萃取精馏制取无水乙醇的影响因素进行
模拟计算，以期达到工艺流程的最优化[11]。
1.4Aspen Plus 软件模拟简介
1.4.1 Aspen Plus 软件简介
Aspen Plus 是美国 Aspen 技术公司 80 年代初推向市场的、具有准确单元操作模型和最新计算方法的大型工艺流程模拟计算软件。它用严格和精确的计算方法进行单元和全过程的计算，为企业提供准确的单元操作模型[12]，还可以寻找己有装置的优化操作条件和进行新建、改建装置的优化设计。它还配有较完整的物性数据库，并能进行灵敏度分析及过程优化。
溶解性：与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。 1.1.2.2 化学性质
无水乙醇是非电解质，在溶液中不电离，其官能团是羟基（—OH）。无水乙醇可发生以下化学反应：
1、消去反应无水乙醇在浓硫酸条件下迅速加热升至 170℃，生成乙烯，浓硫酸作为脱水剂、催化剂。 2、取代反应无水乙醇与氢溴酸在加热条件下反应，生成溴乙烷和水。 3、分子内脱水无水乙醇在浓硫酸条件下加热至 140℃，生成乙醚和水。 4、酯化反应无水乙醇与羧酸在浓硫酸存在下加热，可生成对应的酯类化合物。 5、与金属钠反应无水乙醇与金属钠反应，生成乙醇钠和氢气。 6、与强氧化剂反应乙醇与酸性高锰酸钾溶液或酸性重铬酸钾溶液反应，可被氧化为乙酸。
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8 万吨/年无水乙醇萃取精馏工艺设计
2 工艺设计与计算
2.1 工艺原理
2.1.1 萃取精馏技术原理在工业生产中，常需要分离一些近沸点或共沸体系，如生物发酵生产无水乙醇时乙醇
与水的分离、C4 双烯烃与 C4 单烯烃的分离、C4 烯烃和烷烃的分离等，近沸点或恒沸体系，由于它们的相对挥发度接近 1 或等于 1，若采用普通精馏方法进行分离，不仅设备投资和操作费用很高，有时甚至是不可能的，对于这些体系需用其它分离方法进行分离，如萃取精馏（Extractive Distillation）、共沸精馏(Azeotropic Distillation)、萃取(Extraction)、吸附(Adsorption)、结晶(Crystallization)等。其中萃取精馏就是一种很有效的分离方法，其基本原理是在被分离体系中加入萃取剂（也称溶剂，Solvent），以提高被分离组分间的相对挥发度，从而使被分离组分可以通过精馏的方法分离开来[13]。萃取精馏技术已有近 60 年的历史，早期应用于高纯丁二烯和芳烃的制备，并很快得到了广泛研究和应用。萃取精馏的原理及工艺流程见图 2-1[14]。

(完整版)年产45万吨乙醇精馏工段工艺设计毕业设计

年产45万吨乙醇精馏工段工艺设计The Process Design of EthanolRefining Section of 450 kt/a目录摘要 ....................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................引言 .......................................................................................................................第一章绪论.......................................................................................................1.1 国内乙醇工业的发展现状 .......................................................................................1.2 精馏塔的相关概述 ...................................................................................................1.2.1精馏原理及其在化工生产上的应用.....................................................................1.2.2精馏塔对塔设备的要求.........................................................................................1.2.3常用板式塔类型及本设计的选型.........................................................................1.2.4本设计所选塔的特性.............................................................................................第二章工艺流程选择与原材料的计算.............................................................2.1 乙醇精馏工艺流程的概述 .......................................................................................2.2 乙醇原料的计算 .....................................................................................................2.2.1理论玉米秸秆葡萄糖消耗量.................................................................................2.2.2实际玉米秸秆耗量 .................................................................................................第三章精馏设备的设计内容.............................................................................3.1 塔板的工艺设计 .......................................................................................................3.1.1精馏塔全塔物料衡算.............................................................................................3.1.2理论塔板数的确定 .................................................................................................3.1.3精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算.....................................................3.1.4塔板主要工艺结构尺寸的计算.............................................................................3.2.1 气相通过浮阀塔板的压降....................................................................................3.2.2淹塔校核 .................................................................................................................3.2.3物沫夹带校核 .........................................................................................................3.2.4漏液校核 .................................................................................................................3.3 塔板的负荷性能 .......................................................................................................3.4 塔附件设计 ...............................................................................................................3.4.1 塔顶蒸气出料管 ....................................................................................................3.4.2筒体与封头 .............................................................................................................3.4.3裙座 .........................................................................................................................3.4.4 吊柱 ........................................................................................................................3.4.5人孔 .........................................................................................................................3.5 塔总体高度的设计 ...................................................................................................3.5.1塔的顶部空间高度 .................................................................................................3.5.2 塔的底部空间高度 ................................................................................................3.5.3塔体高度 .................................................................................................................3.6 全凝器的设计 .........................................................................................................3.7 再沸器的设计 ...........................................................................................................3.8 接管的计算与选择 ...................................................................................................第四章自动控制系统.........................................................................................第五章厂区布置.................................................................................................5.1 概述 ...........................................................................................................................5.2 布置原则及方法 .......................................................................................................5.2.1.满足生产和运输的要求.........................................................................................5.2.2满足安全和卫生要求.............................................................................................5.2.4满足施工和安装的作业要求.................................................................................5.2.5满足工厂发展的要求.............................................................................................5.2.6满足竖向布置的要求.............................................................................................结论 .......................................................................................................................致谢 ........................................................................................... 错误!未定义书签参考文献 ...............................................................................................................附录 .......................................................................................................................年产45万吨乙醇精馏工段工艺设计摘要：乙醇已广泛地应用到国民经济的许多部门，它是许多化工产品不可或缺的基础原料和溶剂，亦是前景广阔的可再生替代能源，因此工业生产乙醇有着广阔的市场前景，而乙醇的精馏是工业化生产中的重要组成部分。

乙醇—水精馏塔的工艺设计

目录（一）设计方案简介.................................................................................................................. - 1 - （二）工艺计算及主体设备设计计算...................................................................................... - 1 - 1．精馏流程的确定............................................................................................................ - 1 - 2．塔的物料恒算................................................................................................................ - 1 -2.1料液及塔顶、塔底产品的摩尔分数....................................................................... - 1 -2.2 料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量.............................................................. - 2 -2.3 物料恒算.................................................................................................................. - 2 -3．塔板数的确定................................................................................................................ - 2 -3.1理论塔板数的求取................................................................................................... - 2 -3.1.1绘制相平衡图................................................................................................... - 2 -3.1.2 求最小回流比、操作回流比.......................................................................... - 3 -3.1.3 求理论塔板数.................................................................................................. - 3 -3.2全塔效率................................................................................................................... - 5 -3.3实际塔板数............................................................................................................... - 5 -4．塔的工艺条件及物性数据计算[2]................................................................................. - 5 -4.1操作压力................................................................................................................... - 5 -4.2温度[1] ....................................................................................................................... - 5 -4.3平均摩尔质量........................................................................................................... - 6 -4.4平均密度................................................................................................................... - 6 -4.5液体表面张力........................................................................................................... - 7 -4.6液体黏度................................................................................................................... - 7 -5．精馏段气液负荷计算[2]................................................................................................. - 7 - 6．塔和塔板主要工艺尺寸计算[3]，[4] ............................................................................... - 8 -6.1塔径........................................................................................................................... - 8 -6.2溢流装置................................................................................................................... - 8 -6.3塔板布置................................................................................................................... - 9 -6.4筛孔数与开孔率..................................................................................................... - 10 -6.5塔的有效高度(精馏段)......................................................................................... - 10 -6.6塔高计算................................................................................................................. - 10 -7.筛板的流体力学验算[5]................................................................................................. - 10 -7.1塔板压降................................................................................................................. - 10 -7.2液面落差................................................................................................................. - 11 -7.3.液沫夹带................................................................................................................ - 11 -7.4漏液......................................................................................................................... - 11 -7.5液泛......................................................................................................................... - 11 -8.塔板负荷性能图[6]......................................................................................................... - 12 -8.1漏液线..................................................................................................................... - 12 -8.2液沫夹带线............................................................................................................. - 12 -8.3液相负荷下限线..................................................................................................... - 13 -8.4液相负荷上限线..................................................................................................... - 13 -8.5液泛线..................................................................................................................... - 14 -9.附图................................................................................................................................ - 16 -10.本设计的评价或有关问题的分析讨论...................................................................... - 18 - 附：参考文献符号说明.......................................................................................................... - 18 -（一）设计方案简介塔设备是炼油、化工、石油化工、生物化工和制药等生产中广泛应用的气液传质设备。

加盐萃取蒸馏生产无水乙醇

文章编号:1002-8110(2003)06-0074-02加盐萃取蒸馏生产无水乙醇吴晓莉,靖恋,尹卓容(山东轻工业学院食品与生物工程学院,山东济南 250100)摘要:研究了氯化钙、氯化钠和氯化铜对乙醇挥发系数的影响以及盐浓度对乙醇挥发系数的影响,氯化钙、氯化钠和氯化铜分别使乙醇的挥发系数提高了0.2、0.3、0.54,氯化钙效果较好并确定其最适添加量为30%(w/w)。

最终制备出99.6%(v/v)的无水乙醇。

关键词:无水乙醇;加盐萃取蒸馏;挥发系数中图分类号:TS262131;TS26114 文献标识码:B无水乙醇作为一种常用的化学试剂、化工原料、有机溶剂在化工生产、燃料生产、油漆生产以及化妆品生产、制药工业、国防工业和其它工业生产中都有着广泛的应用。

近年来又有一些国家往汽油中添加10%~25%的无水乙醇,以此提高汽油的辛烷值增加汽油的抗爆性,并且可以减轻汽油燃烧废气对空气的污染。

因此,对无水乙醇的研究将对国民经济有重大意义。

工业上制备无水乙醇的方法有共沸精馏法、分子筛吸附法、膜分离法等。

共沸精馏法是加入第三组分,如苯、乙二醇形成三元共沸物,但是能耗高,污染环境。

本文研究氯化铜、氯化钙和氯化钠对乙醇挥发系数的影响。

盐加入蒸馏塔溶于回流液中能打破乙醇-水的汽液平衡,乙醇的挥发度提高,从而制得无水乙醇。

从微观角度看,由于盐是强电解质,在水中离解为离子,产生电场,而溶液中水分子的极性和介电常数不同,在盐离子电场的作用下,极性强,介电常数大的水分子就会较多的聚集在离子周围,使水的活度减小,或者与水分子缔合而提高了乙醇对水的相对挥发度。

[1]1 实验材料和方法1.1 材料1.1.1 试剂:氯化钙、氯化铜、氯化钠、亚硫酸品红、对二甲氨基苯甲醛、浓硫酸等等。

均为分析纯试剂。

收稿日期:2003-06-26作者简介:吴晓莉(1978-),女,山东省济宁市人,在读硕士研究生。

1.1.2 试验装置如图11.2 试验方法:采用间歇蒸馏的方法。

乙醇—水体系加盐萃取精馏过程研究

上海工程技术大学学报JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY OF ENGINEERING SCIENCE Vol34No3 Sept2020第34卷第3期2020年9月文章编号：1009-444X(2020)03-0298-05乙醇一水体系加盐萃取精馏过程研究胡昊辰，吴淑晶，刘昊宇，乔佳妮(上海工程技术大学化学化工学院,上海201620)摘要：采用加盐萃取精馏方法，以丙三醇作为萃取剂，分别加入CaCl和K2CO3两种盐，在改变进料乙醇含量(体积分数，全文同)及回流比的情况下，进行乙醇一水体系的分离实验研究.研究结果表明，添加两种离子盐均可增加产品乙醇含量.在相同的进料乙醇含量和回流比条件下，加入丙三醇+CaCl2的萃取效果比加入丙三醇+K2CO3更好.研究结果对实际生产具有一定参考价值关键词：乙醇；离子盐；萃取精馏中图分类号：TQ028.31文献标志码：AStudy on Process of Salt Extraction and Distillation forEthanol-Water SystemHU Haochen,WU Shujing,LIU Haoyu,QIAO Jiani(School of Chemistry and Chemical Engineering,Shanghai Universty of Engineering Science,Shanghai201620,China)Abs8rac8：Usingthemethodofsaltextractionanddisti l ationandglycerolastheextractanttwodi f erent saltsofCaCl2andK2CO3wereaddedrespectively bychangingthefeedethanalcontent(concentration) andrefluxratiotheseparationexperimentofethanol-watersystem wasresearched Theresearchresults showthattheadditionofbothionicsaltscanincreasetheproductcontentofethanolandinthesame conditionoffeed ethanol content and reflux ratio%theaddition ofglycerol+CaCl2canimprovethe entractione f ectoftheproductethanolbe t erthanglycerol+K2CO3Theresearchhascertainreference valueforactualproductionKey words:ethanol；ionic salt；extraction and distillation作为重要的基础化工原料之一，乙醇应用十分广泛.乙醇性质活泼，是有机合成的重要原料，常用于乙醇制备乙醚、乙醛、乙酸、氯乙醇等.乙醇具有良好的溶解性，是重要的有机溶剂，用于溶解树脂、制作涂料等•体积分数99.5%以上的乙醇称为无水乙醇，在无水乙醇中添加适量的改性剂就可得到另一种可再生能源一一变性燃料乙醇•燃烧变性燃料乙醇能够有效减少汽车尾气中的PM2.5和一氧收稿日期：2020-05-19基金项目：上海工程技术大学大学生创新创业计划资助项目（cxl904001）作者简介：胡昊辰"000-），男，在读本科生，研究方向为化学工程与工艺.E-mail:502066526@ 通信作者：吴淑晶（1968-），女，副教授，博士，研究方向为化学工艺.E-mail：wushujing!68@第3期胡昊辰，等：乙醇一水体系加盐萃取精馏过程研究・299・化碳•变性燃料乙醇作为可再生液体燃料，可补充化石燃料资源,降低石油资源对外依存度,同时减少温室气体和污染物排放.在制取无水乙醇研究方面,董利科「门认为高温常压条件下，乙醇和水易形成共沸物，普通精馏不能有效分离出无水乙醇•如何有效克服共沸点问题并有效制取无水乙醇成为乙醇工业生产过程中的一项关键技术.目前，常规的无水乙醇制取主要有4种方法:共沸精馏、吸附脱水、膜分离和加盐萃取精馏•传统的共沸精馏方法机械化水平高、产量高,但共沸精馏工艺能耗大，常用的夹带剂苯、环己烷等在生产操作时容易引起污染⑵.马义囚对吸附脱水技术原理开展研究，使用分子活性炭、离子交换树脂、分子筛等吸附剂，去除溶液中含有的水分子，但分子筛的再生过程能耗较大•膜分离技术作为一种无水乙醇制取方法主要包括蒸汽气体渗透和渗透蒸发两种模式，但大多数膜分离技术仍处于实验室研究或小型工业化实验阶段.加盐萃取精馏是基于萃取精馏和溶盐精馏优点耦合的一种方法，利用溶剂萃取精馏时液体回收循环方便，工业上易于实现，可以克服溶盐精馏时固体盐输送困难等缺点•在溶剂中加盐可改进溶剂效果、减少溶剂比，且使用方便，是一项极具前途的无水乙醇制取方法目前，加盐萃取精馏普遍采用乙二醇作为萃取剂，但丙三醇的介电常数远大于乙二醇，所以乙醇在丙三醇溶液中的挥发度远大于在乙二醇中的挥发度，且丙三醇价格低廉，作为溶剂无毒无害，有良好的选择性和溶解度，但国内外报道以丙三醇作为萃取剂的文献很少•鉴于此，本研究针对无水乙醇制取中加盐萃取精馏方法，选取不同的离子盐，在不同的进料乙醇含量、回流比（体积分数，全文同）等条件下进行实验，探讨离子盐对丙三醇分离乙醇一水体系的影响及规律.1实验条件及方案本研究采用小试间歇式精馏塔,选取原料乙醇进料量500mL、萃取剂丙三醇300mL,回流比设定为1：1和5:2.根据盐效应理论,向乙醇一水体系溶液中添加离子盐，离子盐在水中形成离子场，从而使溶液中各组分的活度系数发生一定的变化，乙醇一水共沸物系统的相对挥发性增加，且易于分离⑷.本实验选择两种易于离子化的离子盐氯化钙（CaCl）和碳酸钾（K2CO3）作为溶盐.不加入丙三醇时%改变进料乙醇含量、回流比和离子盐质量等参数%得到不同的产品乙醇含量然后，加入萃取剂丙三醇，并采取3种进料乙醇含量和不同质量的盐进行交叉实验•选择进料乙醇含量分别为75%&5%和95%,CaCl2及K2CO3在室温20\时溶解度分别为74.5g和110.0g,考虑到离子盐效应随盐添加质量的增加而增大，进料乙醇水含量较少，且不同季节的环境温度会影响离子盐的溶解度，分别加入质量为25,35和45g的K2CO3和CaCl2[4].2实验结果分析2.1离子盐为CaCl22.1.1塔顶和塔釜温度变化规律在不同回流比条件下进行实验,塔顶和塔釜温度随时间变化的规律如图1所示数据显示%实验开始前25min,塔顶和塔釜温度呈上升趋势，然后基本趋于稳定状态.图1不同回流比下塔顶和塔釜温度变化规律Fig.1Temperature changes laws of column top andbotom withdiferentrefluxratios2.1.2回流比对产品含量的影响回流比为5:2时，不同质量CaCl对产品乙醇含量的影响规律如图2所示在回流比不变的条件下,随着CaCl添加质量的增加，产品乙醇含量为97.2%〜99.0%，变化呈上升趋势.回流比设定为1:1,添加其他实验条件不变,研究CaCl添加质量对产品含量的影响规律.实验得到,随CaCl添加质量的增加，产品含量由97.3%・300・上海工程技术大学学报第34卷上升至99.0%.CaCl添加质量对产品含量的影响规律如图3所示%、*如魁z ns c 「・75%进料乙醇含量99.599.098.598.097.597.096.596.0253545CaCb质量/g图2回流比为5:2加入不同质量CaCl2时产品含量对比Fig.2Comparison of product contents by adding different qualities of CaCl2with reflux ratio of5：2% /咽如Mz ng t75%进料乙醇含量■85%进料乙醇含量99.599.098.598.097.597.096.596.0253545CaCb质量/g图3回流比为1:1加入不同质量CaCl2时产品含量对比Fig.3Comparison of product contents by addingdifferent qualities of CaCl2with reflux ratio of1：12.2离子盐为K2CO32. 2.1塔顶和塔釜温度变化规律加入离子盐K2CO3，回流比设定为5:2进行实验，实验数据如图4所示.由图可见，采用K2CO3作为离子盐时，塔顶和塔釜的温度变化规律与CaCl作离子盐时基本一致.Fig.4Temperature changes law of column top andbo8om wi8hrefluxraioof5:22.2.2不同回流比对产品含量的影响在回流比为5:2时，采用不同进料乙醇含量及不同质量离子盐K2CO3进行实验，实验所得产品含量如图5所示.由图可见，不同进料乙醇含量时，选择K2CO3作为离子盐，产品含量跨度与CaCl情况基本一致，均为97.0%〜98.8%.%、咽如魁2ng忙_■75%进料乙醇含量■ 85%进料乙醇含量■ 95%进料乙醇含量Il II II253545K2CO3质量/g图5回流比为5:2加入不同质量K2CO3时产品浓度对比图Fig.5C,mparis,n,fpr,ductc,ncentrati,nsbyaddingdiferent qualities,fK2CO3withrefluxrati,,f5:2针对不同进料乙醇含量，取回流比为1:&研究K2CO3添加质量对产品含量的影响规律•实验所得产品含量如图6所示.由图可见，所得结果与K2CO3在回流比5:2时情况基本一致，其总体数值区间变化与加入CaCl2的情况基本一致.回流比为1:1时实验所制得产品含量为97.2%〜98.9%.59.9o9.9.5.O.5.O.5&67.7.6.99999%、*如i rzng Ko6.9_■75%进料乙醇含量_■85%进料乙醇含量253545K2CO3质量/g图6回流比为1:1加入不同质量K2CO3时产品含量对比图Fig.6Comparison of product contents by adding different qualities of K2CO3with reflux ratio of1：12.3不同回流比对产品含量的影响固定进料乙醇含量、丙三醇质量、离子盐质量等参数，分析不同回流比对产品乙醇含量变化的影响规律，得到曲线如图7、图8所示.由图可看出，当进料乙醇含量和丙三醇添加量保持不变.CaCl和K2CO3加入质量一定时，回流比为1：1时所得产品含量略高于回流比为5：2第 3 期胡昊辰，等：乙醇一水体系加盐萃取精馏过程研究・3Q1・盐添加量/乙醇浓度图7添加CaCl 2时回流比对产品含量影响曲线Fig. 7 Effect of reflux ratio on productcontent by adding CaCl 299.5£97.596.5魅2 ng98.097.0-—回流比5:2-「▲一回流比1:1初步学1 初卡小初盐添加量/乙醇浓度99.098.5图8添加K 2CO 3时回流比对产品含量影响曲线Fig. 8 Effect of reflux ratio on productcontent by adding K 2 CO 3时所得产品含量•并且在进料乙醇含量为95%时, 添加CaCl 较K 2CO3分离效果更好，得到的产品含量在不同回流比时都趋近于99%.2.4离子盐最佳添加量的探讨在萃取剂质量、进料乙醇含量不变的情况下,取回流比为1 : 1, CaCl 添加质量为45和55 g 时，塔顶和塔釜温度及产品乙醇含量的变化曲线如图 9 所示200*塔顶温度(55 g)占塔釜温度(55 g)♦ 塔顶温度(45 g) ♦塔釜温度(45 g)510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65时间/min图9不同CaCl 2添加质量时实验温度变化曲线Fig. 9 Change curves of experiment temperature withdiferen8quanliiesofCaCl 2由图可见，加入55 g CaCl 进行实验时温度变化趋势与加入45 g CaCl 时的温度变化趋势基本一致，从而可以进一步确定离子盐进料质量的变化对加热过程基本不产生影响保持回流比不变，在3种进料含量下分别加入45和55 g CaCl 进行实验，结果如图10所示.进料含量为75%和85%时，加入55 g CaCl 比加入45 gCaCl 得到的产品乙醇含量有所提高,分别从98. 2%和98. 7%提高至98. 5%和99. 0%.进料含量为95%情况下，添加55 g CaCl 与添加45 g CaCl 2得到的产品乙醇含量一致59.9%、*絶魁 z ng K0 5067.7.9 9 9O 59 &9 9965 Xslfcg96.0 -----------------------------------------------75 85 95进料乙醇含量/ %图10添加不同质量CaCl 2时产品含量变化曲线Fig. 10 Product content change curves ofdifferent qualities of CaCl 2基于以上分析，为进一步确定离子盐添加质量的影响，本研究在不同条件下交叉实验，额外增加了 3组实验数据.保持其他实验条件不变，分别在进料含量75%和85%的情况下加入65 g CaCl , 以及在进料含量75%的情况下加入65 g K 2CO3, 所得离子盐最佳添加量的具体数据见表1由表可见，增加离子盐添加量后得到产品乙醇含量变化不大，甚至存在略微减少的情况•对多次平行实验得到最终数据分析，最终数据可能存在一定的测量误差，误差值为0. 1%左右，但由于测量仪器精度无法测量出具体数字，故在最佳添加量一栏中以首先达到最大产品乙醇含量的离子盐添加量为准通过结合数据，在表1列出以CaCl 与K 2CO3作为离子盐，进行加盐萃取精馏能够获得最大浓度乙醇的最佳添加量.但是，最终取得的产品乙醇最大含量均为99.0%左右，与实验目标制取含量为99. 5%的无水乙醇仍存在略微差距.未来还需针对其他方面的研究和不同的实验条件进行深入探讨・302・上海工程技术大学学报第34卷表1离子盐最佳添加量Table1Theepimaladdi8ionofionicsal8离子盐进料乙醇含量/%离子盐质量/g产品乙醇含量/%离子盐最佳添加量/g559857560989606598955990CaCl285609905565990459909545509904598975559884565990K2CO345989855555990459899545509863结语本研究以丙三醇作为萃取剂，分别加入CaCl 和K2CO3两种盐，采用加盐萃取精馏方法进行乙醇一水体系分离研究，得出如下结论.1）根据盐效应理论，离子盐对液相结构有化学作用和物理作用影响，加入乙醇一水体系中的CaCl 和K2CO3打破其气液平衡，使乙醇的挥发度提高.研究结果表明，相同条件下加入等质量CaCl和K2CO3时，前者得到的产品乙醇含量较高.（2）改变回流比时，产品乙醇含量也随之改变，且回流比为1&时得到的产品含量较回流比为5：2时高3）乙醇进料含量为75%和85%时，分别加入55g CaCl和55g得到产品含量最高，进料含量为95%时，加入45g CaCl和45g瓦。

分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)

分离乙醇水精馏塔设计(含经典工艺流程图和塔设备图)化工原理课程设计任务书一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件（1）进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；（2）产品的乙醇含量不得低于90％；（3）塔顶易挥发组分回收率为99％；（4）生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；（5）每年按330天计，每天24小时连续运行。

（6）操作条件a）塔顶压强 4kPa （表压）b）进料热状态自选c）回流比自选d）加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）e）单板压降 kPa。

三、设备形式：筛板塔或浮阀塔四、设计内容：1、设计说明书的内容1）精馏塔的物料衡算；2）塔板数的确定；3）精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算；4）精馏塔的塔体工艺尺寸计算；5）塔板主要工艺尺寸的计算；6）塔板的流体力学验算；7）塔板负荷性能图；8）精馏塔接管尺寸计算；9）对设计过程的评述和有关问题的讨论；2、设计图纸要求；1）绘制生产工艺流程图（A2 号图纸）；2）绘制精馏塔设计条件图（A2 号图纸）；五、设计基础数据：1.常压下乙醇---水体系的t-x-y 数据；2.乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数。

一、设计题目：乙醇---水连续精馏塔的设计二、设计任务及操作条件：进精馏塔的料液含乙醇35％（质量分数，下同），其余为水；产品的乙醇含量不得低于90％；塔顶易挥发组分回收率为99％，生产能力为50000吨/年90％的乙醇产品；每年按330天计，每天24小时连续运行。

塔顶压强 4kPa （表压）进料热状态自选回流比自选加热蒸汽压力低压蒸汽（或自选）单板压降≤0.7kPa。

三、设备形式：筛板塔四、设计内容：1）精馏塔的物料衡算：原料乙醇的组成 xF＝＝0.1740原料乙醇组成 xD0.7788塔顶易挥发组分回收率90％平均摩尔质量 MF =由于生产能力50000吨／年，.则 qn，F所以，qn，D2）塔板数的确定：甲醇—水属非理想体系，但可采用逐板计算求理论板数,本设计中理论塔板数的计算采用图解法。

萃取精馏制取无水乙醇

一．萃取精馏相对挥发度 =1（恒沸物）和接近于1给分离过程带来的困难，只有通过改变相对挥发度才能得以解决。

通常改变相对挥发度的方法是加入第三组分来实现的。

当加入第三组分得沸点比原物系任何组分的沸点都高，在蒸馏过程中和相对挥发度较低的组分一起从塔底排出时，这样的蒸馏过程就是萃取精馏过程，所加入的第三组分称为萃取剂。

二．工艺原理萃取剂为乙二醇，所加的盐为醋酸钾。

乙二醇对水的溶解度远大于对乙醇的溶解度（200：1），将乙二醇和醋酸钾加入乙醇和水的互溶液中，会使平衡曲线下移，在适当的操作条件下，使95%乙醇的水组分均匀扩散到溶剂中，使乙醇的浓度升高，可进一步得到99．5%以上的合格乙醇。

吸收水和微量乙醇的萃取相混合液因沸点相差较大（乙醇78．13℃，水100℃，混合溶剂145℃），十分容易分离。

将其置于减压蒸馏装置加热后，分馏出乙醇和水后得到含水量<0．2%的合格溶剂，周而复始，可以连续生产。

三．工艺流程图1．萃取塔；2．脱水塔（萃取剂回收塔）；3．酒精回收塔；4．萃取塔再沸器；5．脱水塔再沸器；6．酒精回收塔再沸器；7．含水萃取剂罐；8．乙醇罐；9．合格萃取剂贮罐；10．萃取剂泵；11．真空泵；12．真空接收器；13．检验罐；14．成品贮藏；15、16．冷却器四．工艺流程叙述首先将原料为95%的酒精由原料罐经原料泵打入换热器，换热到70℃左右（蒸汽加热），进入加盐萃取精馏塔中部。

萃取剂从塔顶加入，与原料在塔内进行萃取精馏。

加入原料与萃取剂的质量比为1：1。

调节塔内冷凝器，使塔内有一定回流量。

酒精蒸汽经塔顶冷凝器冷凝后进入成品检验罐，检验合格后进入成品贮罐。

含水乙二醇萃取剂由萃取剂泵压入萃取回收塔釜中，由再沸器导入热量，按各沸点差异负压蒸馏10%～30%乙醇和水，至萃取剂水分<0.2%时进入合格溶剂罐备用。

由萃取剂回收塔馏出的10%～30%乙醇再进入乙醇回收塔中，蒸馏塔釜间接蒸汽加热，塔顶回馏后得90%～95%乙醇进入原料罐备用，釜内剩余的微量溶剂残液进入萃取剂罐中备用。

乙醇—水体系精馏装置设计方案

乙醇—水体系精馏装置设计方案一、绪论1.1课程设计的目的课程设计是“化工原理”课程的一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基础知识去解决某以设计任务的一次训练，在整个教学计划中起着培养学生独立工作能力的重要作用，通过课程设计就以下几方面要求学生加强训练。

（1）查阅资料选用公式和收集数据的能力。

（2）树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操作上的劳动条件和环境保护的正确设计思路，在这种设计思路的指导下去分析和解决实际问题的能力。

（3）迅速准确的进行工程计算和计算机绘图的能力。

1.2设计依据课程设计方案选定所涉及的主要容有：操作压力、进料状况、加热方式及其热能的利用。

（1）操作压力精馏常在常压，加压或减压下进行，确定操作压力主要是根据处理物料的性质，技术上的可行性和经济上的合理性来考虑的。

一般来说，常压精馏最为简单经济，若无聊无特殊要求，应尽量在常压下操作。

加压操作可提高平衡温度，有利于塔顶蒸汽冷凝热的利用，或可以使用较便宜的冷却剂，减少冷凝，冷却费用。

在相同的塔径下，适当提操作压力还可以提高塔德处理能力。

所以我们采用塔顶压力为1.04atm进行操作。

（2）进料状况进料状态有多种，但一般都是将料液预热到泡点或接近泡点才送入塔中，这样，进料温度不受季节，气温变化和前道工序波动的影响，塔的操作也比较好控制。

此外，泡点进料时，精馏段和提馏的塔径相同，设计制造比较方便。

（3）加热方式精馏塔通常设置再沸器，采用间接蒸汽加热，以提供足够的能量，若待分离的物系为某种轻组分和水的混合物，往往可采用直接蒸汽加热方式，但在塔顶轻组分回收率一定时，由于蒸汽冷凝水的稀释作用，使残液轻组分浓度降低，所需塔板数略有增加。

（4）热能的利用精馏过程的原理是多次进行部分汽化和冷凝，因此热效率很低，通常进入再沸器的能量仅有5%左右被利用。

塔顶蒸汽冷凝放出的热量是大量的。

但其位能较低，不可能直接用来做塔釜的热源，但可用作低温热源，供别处使用。

用加盐萃取精馏制取无水乙醇

制取无水乙醇主要有两种方法，其一是利用盐效应精馏，其二是萃取精馏。

本文讨论了加盐萃取精馏制无水乙醇的理论分析。

包括盐的选择和最近盐效应的进展以及详细讨论了它们工艺分离和应用。

这些方法均存在着劳动强度大、原料损耗多、间歇蒸馏过程中有头液和尾液等缺点,既影响了生产率,又影响了企业的经济效益。

乙醇的精馏设计

第20页，本讲稿共24页
5.原料预热器
❖ 选用传热系数取K=2926J/(m2.h.℃) ❖ 加热蒸汽温度：130 ℃→ 60 ℃ ❖ 原料液温度：25 ℃ →84.97℃ ❖ 所需换热面积261.9m2 ❖ 选用U型管换热器
第21页，本讲稿共24页
6.蒸汽喷出器
蒸汽喷出器可用蒸汽喷射式泵
第22页，本讲稿共24页
第七章设计评述
❖ 化工原理课程设计是一个综合性和实践性很强的学习环节，是理论联系实际的桥梁，同时也是我们在学习化工设计基础只是过程的初次尝试。本次课程设计要求我们综合运用基础知识，独立思考。要做好课程设计，不仅要了解工程设计的基本内容，掌握设计的程序和方法，还要求有缝隙和解决工程实际问题的能力。
设计演示完毕
第24页，本讲稿共24页
乙醇的精馏设计
第1页，本讲稿共24页
操作要求：
❖ 进精馏塔的料液含乙醇25%（质量），其余为水；
❖ 产品乙醇含量不得低于94%（质量）；
❖ 残液中乙醇含量不得高于0.1%（质量）；
❖ 生产能力为日产94%（质量）乙醇产品425吨/天；
❖ 操作条件：
❖
（1）塔顶操作压力4kPa（表压）；
❖
（2）进料热状况（自选）；
❖ (3) 筛板塔盘现在很少用了，比浮阀塔的效率低，操作弹性小。
❖ (4) 筛板塔盘也有溢流堰和降液管。优点是结构简单，压降较小，造价便宜，抗堵性强。
第3页，本讲稿共24页
第二章工艺流程草图及说明
❖ 冷凝器→塔顶产品冷却器→乙醇储罐→乙醇 ↑回流↓
❖ 原料→原料罐→原料预热器→精馏塔 ↑回流↓
第17页，本讲稿共24页
2.塔顶回流冷凝器

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乙醇加盐萃取精馏的工艺设计
摘要: 蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发度的不同并借助于多
次部分汽化和部分冷凝达到轻重组分分离的方法蒸馏过程按蒸馏
方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏和特殊精馏等。

简单蒸馏
是一种单级蒸馏操作, 常以间歇方式进行。

平衡蒸馏又称闪蒸, 也
是一种单级蒸馏操作, 常以连续方式进行。

简单蒸馏和平衡蒸馏一
般用于较易分离的体系或分离要求不高的体系。

对于较难分离的体
系可采用精馏, 用普通精馏不能分离体系则可采用特殊精馏。

特殊
精馏是在物系中加入第三组分, 改变被分离组分的活度系数, 增大
组分间的相对挥发度, 达到有效分离的目的。

特殊精馏有萃取精
馏、恒沸精馏和盐溶精馏等。

关键词: 蒸馏间歇方式精馏
目录
前言 (3)
1.1的物料衡算 (4)
1.1.1分别对塔顶,进料,塔底进行物料衡算如下: (4)
1.1.2原料液以及塔顶,塔底产品的平均摩尔质量 (5)
1.1.3精馏塔各部分流量计算: (5)
1.2塔板数的确定 (5)
1.3实际板层数计算 (6)
1.3.1进料线的求取 (6)
1.3.2根据作图知不同的回流比下的总理论板数和进料板位
置如下表(不包括再沸器) (7)
1.3.3全塔效率的计算 (7)
1.4精馏塔尺寸的确定 (8)
1.4.1物料物性计算 (8)
1.4.2平均密度计算 (10)
1.4.3液相平均密度计算 (10)
1.4.4液体平均表面张力的计算 (11)
1.4.5液体平均粘度计算 (12)
1.4.6塔径的计算(以R=1.071的塔顶为例) (13)
1.4.7精馏塔总有效高度的计算 (15)
1.4.8 塔体造价计算 (15)
1.5 精馏塔热量衡算 (16)
1.5.1塔顶冷凝器计算. (16)
1.5.2再沸器计算 (18)
1.5.3塔板费用 (20)
1.5.4因此塔板费用每小时耗费为 (20)
1.5.5750为人工操作费 (20)
2.塔板设计 (21)
2.1溢流装置选用单溢流弓形降液管, 凹形受液盘．不设进口堰 .. 21
2.2塔板流体力学的计算. (23)
2.3塔板负荷性能图 (25)
3.设计计算结果汇总于下表 (28)
4.课程设计评价 .................................................................. 错误!未定义书签。

结论 (29)
参考文献 (29)
前言
乙醇在工业、医药、民用等方面, 都有很广泛的应用, 是很重
要的一种原料。

在很多方面, 要求乙醇有不同的纯度, 有时要求纯
度很高, 甚至是无水乙醇, 这是很有困难的, 因为乙醇极具挥发性,
也极具溶解性, 因此, 想要得到高纯度的乙醇必须经过一定的方
法。

要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度, 最简单的方法就是
用连续精馏的方法, 因为乙醇和水的挥发度相差不大。

精馏是多数
分离过程, 即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程, 因此可使
混合液得到几乎完全的分离。

化工厂中精馏操作是在精馏塔内进行的, 塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。

为实现精馏分离
操作, 除精馏塔外, 还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下
降液。

可知, 单有精馏塔还不能完成精馏操作, 还必须有塔底再沸
器和塔顶冷凝器, 有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备,
才能实现整个操作。

浮阀塔与20世纪50年代初期在工业上开始推广使用, 由于它兼有泡罩塔和筛板塔的优点, 已成为国内应用最广泛的塔型, 特别是在石油、化学工业中使用最普遍。

浮阀有很多种形式, 但最常见的形式是F1型和V-4型。

F1型浮阀的结果简单、制造方便、节省材料、性能良好, 广泛应用在化工及炼油生产中, 现已列入部颁标准( JB168-68) 内, F1型浮阀又分轻阀和重阀两种, 但一般情况下都采用重阀, 只有处理量大且要求压强降很低的系统中, 才用轻阀。

浮阀塔具有下列优点: 1、生产能力大。

2、操作弹性大。

3、塔板效率高。

4、气体压强降及液面落差较小。

5、塔的造价低。

浮阀塔不宜处理易结焦或黏度大的系统, 但对于黏度稍大及有一般聚合现象的系统, 浮阀塔也能正常操作。

经过对乙醇连续精馏塔的设计,增加对化工生产过程的了解以及对化工原理这门课程的认识。

1.1的物料衡算
乙醇的摩尔质量kmol kg M a /46 水的摩尔质量kmol kg M b /18
1.1.1分别对塔顶,进料,塔底进行物料衡算如下: 77885.018
/1.046/9.046
/9.0 D
x
21033.018
/595.046/405.046
/405.0=+=
F x
03291.018
/92.046/08.046
/08.0=+=
W x
1.1.2原料液以及塔顶,塔底产品的平均摩尔质量
()kmol kg x M x M M D B D A D /80.3977885.011877885.046)1(=-⨯+⨯=-+= ()kmol kg x M x M M F B F A F /89.2321033.011821033.046)1(=-⨯+⨯=-+= ()kmol kg x M x M M W B W A W /92.1803291.011803291.046)1(=-⨯+⨯=-+=
1.1.3精馏塔各部分流量计算:
原料处理量16.9t/h 换算成以摩尔流量为 kmol kg F /431.70789
.231000
9.16=⨯=
总物料衡算431.707==+F W D
乙醇物料衡算F W D 21033.003291.077885.0=+ 联立解得kmol D 261.168= kmol F 170.539= 1.2塔板数的确定用图解法求得=m in R 0.8925 分别取 1.2=m in R 1.071 1.3=m in R 1.16025 1.5=m in R 1.33875 1.8=m in R 1.6065
取当=R 1.071示范计算
精馏塔的气,液相负荷
208.180261.168071.1=⨯==RD L h kmol /
469.348261.168071.2)1(=⨯=+=D R V h kmol / 639.887431.707208.180=+=+='F L L h kmol /
操作线方程精馏段操作线方程
3761.05171.077885.0469
.348261.16869.348208.180+=+=+=
x x x V D x V L y D 1.提馏段操作线方程
0509.0547.203291.0170.539639.887-'=-'=+''='x x x W x L y W
1.3实际板层数计算 1.3.1进料q 线的求取泡点温度:83=B t ℃ 进料温度:︒=78F t ℃
平均温度:5.80=t ℃
kmol
kJ c x M c x M c b a p F b p F a p /760.88195.4)21033.01(1821033.0012.346)1(=⨯-⨯+⨯⨯=-+=
kmol
kJ r x M r x M r b F b a F a /973.4091416.2307)21033.01(1835.83921033.046)1(=⨯-⨯+⨯⨯=-+=
0108.1973
.40914973
.40914)7883(760.88)(=+-=
+-=
r
r
t t c q F B p
1.3.2根据作图知不同的回流比下的总理论板数和进料板位置如下表(不包括再沸器)
1.3.3全塔效率的计算塔顶温度:79℃ 塔底温度:94℃ 平均温度:86.5℃
21.178
.078
.0181.0181.011=-⋅-=-•-=
D D D D D x x y y σ 28.9032
.0032
.0124.0124.011=
-⋅-=-•-=
W W W W W x x y y σ 35.328.921.1=⨯=⋅=W D σσσ
平均温度下的液体粘度
339.089.03315.011.040.0=⨯+⨯=+=B B A A L x x μμμ。