年产12万吨酒精1

年产12万吨酒精1

目录

目录 (1)

第一节概述 (3)

1.1 精馏操作对塔设备的要求 (3)

1.2板式塔类型 (3)

1.2.1筛板塔 (4)

1.2.2浮阀塔 (4)

1.3精馏塔的设计步骤 (5)

第二节设计方案的确定 (5)

2.1 工艺流程和工艺操作要点 (5)

2.1.1工艺流程 (5)

2.1.2各工艺过程的操作要点 (5)

2.2操作条件的确定 (6)

2.2.1操作压力 (7)

2.2.2进料状态 (7)

2.2.3加热方式 (7)

2.2.4冷却剂与出口温度 (8)

2.2.5热能的利用 (8)

2.3确定设计方案的原则 (8)

第三节板式精馏塔的工艺计算 (9)

3.1精馏塔的物料衡算 (10)

3.2塔板数的确定 (10)

3.3精馏塔的工艺条件极有关物性数据的计算 (11)

3.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算 (14)

3.5塔板主要工艺尺寸的计算 (15)

第四节板式塔结构 (17)

(17)

4.1塔顶空间H

D

4.2人孔数目 (17)

(17)

4.3塔底空间H

B

4.4塔高的计算 (17)

第五节精馏装置的附属设备 (18)

5.1塔顶回流冷凝器 (18)

5.2再沸器 (19)

5.3离心泵的选择 (20)

第六节总结 (21)

参考文献 (22)

致谢 (23)

第一节概述

1.1 精馏操作对塔设备的要求

精馏操作所进行的是气液两相之间的传质，而作为气液两相传质的塔设备，首先必须要能使气液两相得到充分的接触，以达到较高的传质效率。没有这一条则失去了其存在的基础。但是，为了满足工业生产的要求，塔设备还得具备各种基本要求。

1.气液处理量大。即生产能力大时，仍不致发生大量雾沫夹杂、拦液或液泛等破坏操作现象。

2.操作稳定，弹性大。即当塔设备的气液负荷有较大范围的变动时，仍能再较高的传质效率下进行稳定的操作，并应保证长期连续操作必须具有的可靠性。

3.流体流动的阻力小。即流体流经塔设备的压力减小，这将大大减省动力消耗，从而降低操作费用。对于减压精馏操作，过大的压力降还将使整个系统无法维持必要的真空度，最终破坏系统的操作。

4.结构简单，材料耗用量小，制造和安装容易。

5.耐腐蚀和不易堵塞，方便操作、调节和检修。

6.塔内的滞留量要小。

1.2板式塔类型

板式塔为逐级接触型气液传质设备，在板式塔中塔内装有一定数量的塔盘，气体自塔底向上以鼓泡喷射的形式穿过塔盘上的液层，使两相密切接触，进行传质，两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。板式塔种类繁多，根据塔板上气液接触元件的不同，可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、穿流多孔板塔、舌形塔、浮动舌形塔和浮动喷射塔等多种。

板式塔在工业上最早使用的是泡罩塔（1813年）、筛板塔（1832年），其后，特别是在20世纪50年代以后，随着石油、化学工业生产的发展，相继出现了大批新型塔板，如S形板、浮阀塔、多降液管筛板、蛇形塔板、穿流式波纹塔板、浮动喷射塔板以及角钢塔板等。目前从国内外实际使用情况看，主要的塔板类型为浮阀塔、筛板塔及泡罩塔，前两者使用尤为广泛。

1.2.1筛板塔

筛板塔也是最早出现板式塔。与泡罩塔相比，其生产能力要大20%~40%，塔内效率高10%~15%，而且结构简单，塔盘造价减少40%左右，安装维修都比较容易。近年发展了大孔筛板（孔径达20~25mm）、导向筛板等多种筛板塔。

与泡罩塔操作相似，液体从上一层塔盘的降液管流下，横向流过塔盘，经溢流管流入下一层塔盘。依靠溢流堰保持塔盘上的液层高度。蒸汽自下而上穿过筛孔时，分散成气泡，在穿过板上液层时，进行气液间的传热和传质。

筛板塔作为传质过程的常用塔设备，它的主要优点如下：

1.结构简单，易于加工，造价约为泡罩塔的60%，为浮阀塔的80%左右。

2.处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加10%~15%。

3.塔板效率高，比泡罩塔高15%左右。

4.、压降较低，每块板压力降比泡罩塔约低30%左右。

筛板塔的缺点如下：

1.塔板安装的水平度要求较高，否则气液接触不均匀。

2.操作弹性较小（约2~3）。

3.小孔筛板容易堵塞。

1.2.2浮阀塔

浮阀塔是在泡罩塔的基础上发展起来的，它主要的改进时取消了升气管和泡罩，早塔板开孔上没有浮动的浮阀，浮阀可根据气流流量的上下浮动，自动调节，使气缝速度稳定在某一数值。这一改进使浮阀塔在操作弹性、塔板效率、压降、生产能力以及设备造价等方面都比泡罩塔优越。但其在处理粘度大的物料方面，又不及泡罩塔可靠。浮阀塔广泛用于精馏、吸收及解吸等传质过程中。浮阀塔直径从200~6400mm，使用效果均较好。国外浮阀塔径大者可达10m,塔高可达80m，板数有的可达数百块。

浮阀塔的具体优点如下：

1.处理能力大，比同塔径的泡罩塔可增加20%~40%，接近于筛板塔。

2.操作弹性大，一般约为5~9，比筛板、泡罩、舌形塔板的操作弹性要大的

多。

3.塔板效率高，比泡罩塔高15%左右。

4.压降小，在常压塔中每块板的压降一般约400~666Pa.

5.使用周期长，黏度稍大以及有一般聚合现象的体系也能正常操作。

6.结构简单，安装容易，其制造费用约为泡罩塔的60%~80%，但为筛板的

120%~130%。

1.3精馏塔的设计步骤

板式塔的设计如下：

1.根据设计的任务和工艺要求，确定设计方案;

2.根据设计的任务和工艺要求,确定塔板的类型；

3.确定塔径、塔高等工艺尺寸；

4.进行塔板的设计，包括溢流装置的设计、塔板的布置、升气道的设计及

排列；

5.进行流体力学验算；

6.绘制塔板的负荷性能图；

7.根据负荷性能图，对设计进行分析，若设计不够理想，可对某些参数进

行调整，重复上述设计过程，一直到满意为止。

第二节设计方案的确定

2.1 工艺流程和工艺操作要点

2.1.1工艺流程

木薯原料——粉碎——拌料——蒸煮——糖化——发酵——蒸馏——酒精

2.1.2各工艺过程的操作要点

(1)粉碎:由于木薯干中淀粉含量高、纤维素少，因而易被粉碎，为了最大限度地保留木薯中的营养成分，应先使用粗碎机把带皮木薯干磨成小块，再使用细碎机将其磨成粉末，本试验使用直径1．5mm筛孔，效果较好。

(2)拌料:为了使原料蒸煮环节顺利进行，可先把木薯粉添加到约4倍质量的50℃的温水中，边添加边搅拌，以使木薯粉均匀分散，之后再加入少量淀粉酶，从而最大限度地利用木薯中可发酵成分。搅拌约30min后，将该混合液注入加热器中。

(3)蒸煮:采用蒸汽给木薯粉混合液加热，温度控制在121℃左右，气压1．4个大气压，蒸煮时间为30～60min。木薯粉在高温高压作用下，细胞膜和植物组