300吨无水乙醇的工艺设计

300t a无水乙醇的工艺设计 目录 1研究背景及意义2文献综述3设计部分4结束语5参考文献 研究背景及意义 能源危机20世纪以来 经济的快速发展导致人类对能源的渴望急剧攀升 不可再生资源的消耗呈几何倍率增长 天然化石燃料资源日趋枯竭 严重掣肘了经济的发展 产业革命1973年的世界石油危机 严重冲击了全球的经济发展 为了逐渐摆脱经济对石油的依赖 人们把眼光投向了可再生资源的研究 在此冲击下 巴西 美国率先推行 汽油醇计划 自此燃料乙醇产业步入了良性发展的轨道 研究背景及意义 乙醇又称酒精 广泛用于各种行业 现今 无水乙醇又被称为 清洁燃料 对减少大气污染及抑制温室效应意义重大 燃料乙醇是一种生物转化的太阳能 燃烧后本质上不会增加空气中二氧化碳的含量 不会增加温室效应 是一种取之不尽 用之不竭的可再生资源 在汽油中加入一定比例的乙醇作燃料 能节约石油 净化空气 转化多余的粮食 为人类社会的可持续发展提供一条简单有效的途径 文献综述 无水乙醇的性质无水乙醇 Ethanol 俗称无水酒精 系醇类代表 常温常压下 无水乙醇一种是无色易燃 且有特殊香味的挥发性液体 并略带刺激性 通常 人们把纯度高达99 5 的乙醇溶液称为无水乙醇 无水乙醇的生产方法目前工业上无水乙醇的生产方法主要有 恒沸精馏 萃取精馏 分子筛吸附 和 膜分离 4种方法 本文总结了节能型分子筛脱水吸附制无水乙醇技术的研究进展 并展望了其工艺前景 无水乙醇的用途 清洁燃料 无水乙醇 化工医药 电子制造 航空航天 汽油醇 国内外无水乙醇发展现状 巴西是世界上最大的乙醇生产国 年产乙醇300亿升 无水乙醇占1 3 是推广燃料乙醇最成功的国家 美国是世界上第二大乙醇生产国 约占世界产量的33 目前 美国的乙醇年产量超过60亿加仑 1800万吨 国内外无水乙醇发展现状 我国对汽油醇的研究起步较晚 改革开放以来 我国粮食大幅度增产 由早期的勉强满足自给变为市场相对过剩 20世纪90年代后期 我国对燃料乙醇进行试生产 2000年政府决定将燃料乙醇的开发生产 使用列入第十个五年规划 2001年 国家投资建立了4个大型燃料乙醇生产企业 并于2004年推广使用燃料乙醇 2007年9月 发改委颁布了 可再生能源中长期发展规划 燃料乙醇作为再生能源成为了政府重点推广的新型能源 另外 国家可再生能源中长期发展规划 中提出 到2020年 生物燃料乙醇年利用量要达到1 107吨 乙醇的生产方法 发酵法 淀粉质原料发酵法 糖质原料发酵法 乙烯水合法 乙烯直接水合法 乙烯间接水合法 建设规模及设计方案 1 建设规模300t a无水乙醇工业装置 即1t d无水乙醇 2 设计方案 1 先经过精馏制得95 体积 的工业乙醇 在经过分子筛脱水制得无水乙醇 2 年工作日按300天计 三班制连续运转 其产品质量达到国家质量标准要求 主要工艺条件 1 原料组成 含24 18 体积 乙醇的30 液体 其余为水 2 产品要求 含量 99 9 体积 30 乙醇 3 塔底残液要求 含乙醇 0 1 质量 4 加热剂 经压力调节后0 2MPa和0 5MPa的饱合水蒸汽 5 冷却剂 32 的循环冷却水 无水乙醇生产的工艺流程图 无水乙醇生产工艺流程简图 工艺计算的主要内容 工艺计算 工艺计算 热量衡算 物料衡算 工艺计算 物料衡算 图2 1为物料衡算示意图 30 时 分子量 精馏塔工艺计算 1 确定回流比 图解Nmin及Rmin 由图得 Rmin 2 10Nmin 10 精馏塔工艺计算 确定适宜回流比 由图得 曲线急剧下降向平缓过度得适宜回流比 R 4 N R图 确定适宜回流比 精馏塔工艺计算 确定理论板数 2 确定理论板数 图解理论板数Nt 由图得 Nt 18其中精馏段15块 提馏段3块 精馏塔热量衡算 热量衡算汇总表 工艺设计的内容 工程设计图 主要设备图 工艺流程图 设备布置图 管道布置图 主要设备图 1 精馏塔2 分子筛塔 分子筛塔 车间管道布置 车间布置1 满足工艺流程的要求 尽可能使物料线路短捷 顺畅 2 合理确定消防通道宽度 在满足卫生 消防等的要求下 尽量紧凑布置 减少占地 3 合理组织人流和物资 减少交叉运输 保证安全 管道布置1 对于乙醇这种易燃物品 管道布置应注意防火防暴 管路不应敷设在生活间和走廊处 应配置防火防爆安全装置 2 管路尽量架空敷设 平行成列走直线 并列管线上的阀门应尽量错开排列 从主管上引出支管时 气体管从上方引出 液体管从下方引出 3 管路布置应有利于生产安全 管道布置图 结束语 1 本设计采用精馏与分子筛工艺结合的方法 工艺路线比较成熟 2 与其他无水乙醇生产方法相比 本设计具有能耗低 效率高 无污染的优点 3 由于设计者水平有限 缺乏实际经验 设计过程中数据均以参考资料为基础 可能导致一些设备的设计结果与工厂实际情况有差距 主