化工原理课程设计 乙醇水板式精馏塔

乙醇—水精馏塔设计任务书

任务书

一．设计题目

乙醇—水连续精馏塔的温计．

二．设汁任务及操作条件

(1)进精馏塔的料液含乙醇25％(质量)．其余为水。

(2)产品的乙醇含量不得低于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(24小时) 吨94％(质量)的乙醇产品。

(5)操作条件

①精馏塔顶压强4kPa(表压)．

②进料热状态 自选。

③回流比 自选。

④加热蒸汽 低压蒸汽。

⑤单板压降 ≯0.7kPa．

三．设备型式

设备型式为筛板塔或浮阀塔．

四．厂址

厂址为西北地区。

五．设计内容

(1)设计方案的确定及流程说明。

(2)塔的工艺计算。

(3)塔和塔板主要工艺尺寸的设计。

①塔高、塔径及塔板结构尺寸的确定。

②塔板的流体力学验算。

③塔板的负荷性能图。

(4)设计结果概要或设计一览表。

(5)辅助设备选型与计算。

(6)生产工艺流程图及精馏塔的工艺条件图。

(7)对本设计的评述或有关问题的分析讨论。

六．设计基础数据

(1)常压下乙醇—水系统t—x—y数据；

(2) 乙醇的密度、粘度、表面张力等物性参数见《化工原理设计指导书》。

2、确立工艺条件：进料状态（决定着是否需要加热）、产品纯度标准（决定着回流比等）、加热热源（决定着塔底再沸器设计）

3、进行物料平衡计算、能量平衡计算；

4、进行塔板计算与设计，分别确立提馏段（如果需要的话）、精馏段的塔板数；

5、根据产品纯度标准，确定回流比，进料状态的调整（操作参数确立）；

6、完善塔顶冷凝器、进料加热器和塔底再沸器设计；

7、全部装置的保温设计；

8、绘出总装图、部件图和零件图；

9、整理完成《“乙醇-水”浮阀式精馏塔设计计算说明书》，OK！

水和乙醇精馏塔顶得到水溶液。

全回流可尽快在塔内建立起浓度分布，使塔顶、塔釜物料浓度在最短时间达到质量要求。分离乙醇-水混合液的精馏塔，因乙醇-水形成共沸物（共沸点78.15℃，共沸物组成乙醇96%，水4%）。塔顶一般可得到80%左右的乙醇-水溶液。

乙醇

在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，低毒性，纯液体不可直接饮用。乙醇的水溶液具有酒香的气味，并略带刺激性，味甘。乙醇易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物。乙醇能与水以任意比互溶，能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶。

以上内容参考：百度百科-乙醇

乙醇和水分离可以采用蒸馏法。因为乙醇和水的沸点不同。

乙醇在常温常压下易燃、易挥发的无色透明液体，低毒性，纯液体不可直接饮用；具有特殊香味，并略带刺激；微甘，并伴有刺激的辛辣滋味。

易燃，其蒸气能与空气形成爆炸性混合物，能与水以任意比互溶。能与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮和其他多数有机溶剂混溶，相对密度（d15.56）0.816。

水由氢、氧两种元素组成，无毒，可饮用。在常温常压下为无色无味的透明液体，被称为人类生命的源泉。水是地球上最常见的物质之一，是包括无机化合、人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。

扩展资料：

乙醇的用途很广，可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%~75%的乙醇作消毒剂等，在国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。乙醇与二甲醚（即甲醚）互为官能团异构体。

纯水可以导电，但十分微弱，属于极弱的电解质。日常生活中的水由于溶解了其他电解质而有较多的正负离子，导电性增强。

水在空气中含量虽少，空气的重要组分。固态水（冰）的密度（916.8kg/m3）比液态水的密度（999.84kg/m3）小，因而冰会漂浮在水面上，水结冰时体积略有增加。

参考资料来源：百度百科-乙醇

参考资料来源：百度百科-水

玉米——粉碎——蒸煮（糊化）——糖化（加糖化酶）——发酵（加酵母菌种）——蒸馏塔（蒸馏）——精馏塔（精馏）——酒精

酵母菌将糖发酵成酒精的过程不是简单的化学反应，其机理至今仍莫衷一是。

乙醇的七种制备方法如下。

一、制备方法

1、发酵法

糖质原料（如糖蜜、亚硫酸废液等）和淀粉原料（如甘薯、玉米、高梁等）发酵。

发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解（用废蜜糖作原料不经这一步）、发酵，即可制得乙醇。

2、乙烯水化法

乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：CH2═CH2 + H─OH→C2H5OH

此法中的原料—乙烯可大量取自石油裂解气，成本低，产量大，这样能节约大量粮食，因此发展很快。

3、煤化工

工业制乙醇还主要是通过乙烯氢化制得，而适合中国国情的技术就是利用煤化工技术，将煤转化为合成气，直接或者间接的合成乙醇。

4、联合生物加工

利用生物能源转化技术生产乙醇能缓解非再生化石能源日渐枯竭带来的能源压力。联合生物加工技术，一体化程度高，能有效降低生产成本，未来发展前景广阔。

5、合成法

以乙烯为原料生产乙醇。该法生产的乙醇中夹杂着异构高碳醇，对人有麻痹作用，不宜作食品、饮料、医药和香料等。

6、分批萃取精馏法

7、分子筛固定床吸附法（简称分子筛法）

分子筛是一种无色、无臭、无毒的新材料

二、乙醇

乙醇分子是由乙基和羟基两部分组成，可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物，也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。乙醇分子中的碳氧键和氢氧键比较容易断裂。

无水乙醇指的是纯乙醇，里面不含有水或其他物质，一般在一些化学试验中用到。酒清一般是指含有一部分水，比如一般纯酒精指的是95%的酒精（里面有5%的水）医用酒精是75%的酒精，只有75%的洒精才有杀菌作用。浓度过高或过低都起不到杀菌作用。