年产10万吨酒精蒸馏车间设计

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1、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、.2Figureoutcrudedistillationcolumnmaterials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.2Figureoutdistillationcolumnmaterials现在以每

3、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

4、；——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：=4.174kJ/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

5、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/hkJ/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4.178kJ/kg.K，其热焓Iw=435kJ/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4.10kJ/kg.K,其热焓kJ/kg精馏酒精蒸汽渗漏损耗和废

6、液带走酒精损耗为kg/hkg/h热损失按每100kg成品酒精24166kJ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/hkJ/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t030℃；冷却器的水入口

7、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/h4.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95%乙醇给冷却器的最大传热量为kJ/h,采用竖式列管冷却器,经查表,总传热系数K=2.09×103kJ/（m2·h·℃）,95%乙醇进口温度为78.3℃，出口温度为30℃，冷却水的进口温度为t1=27℃,出口温度为t2=50℃,平均温差Δtm为：78.3℃→30℃27℃→50℃51.3℃20℃℃℃代入数据得：℃冷却面积：m24.2精馏塔设计计算4.2.1精馏塔塔板数计算乙醇-水的气-液平衡y-

8、x如下图4：图中曲线表示在一定外压下乙醇蒸汽的组成y和与之相平衡的液相组成x之间的关系（均为摩