新疆工程学院
毕业设计（论文）
2013 届
题目年产10万吨氯乙烯精馏塔设计专业应用化工技术
学生姓名张翔
学号2010231622
小组成员刘璐刘东旭陈庚田刚
指导教师朱文娟
完成日期2013.4.5
新疆工程学院教务处印制
新疆工程学院
毕业设计（论文）任务书班级应化10-5（2）班专业应用化工技术姓名张翔日期 4.9
1、设计（论文）题目：年产10万吨氯乙烯精馏塔设计
2、设计（论文）要求：
（1）学生应在教师指导下按时完成所规定的内容和工作量，独立完成。（2）选题有一定的理论意义与实践价值，必须与所学专业相关。
（3）设计任务明确，思路清晰。
（4）设计方案的分析论证，原理综述，方案方法的拟定及依据充分可靠。（5）格式规范，严格按系部制定的设计格式模板调整格式。
（6）所有学生必须在规定时间交论文初稿。
3、设计（论文）日期：任务下达日期
完成日期
4、指导教师签字：
新疆工程学院
毕业设计（论文）成绩评定
报告
毕业设计答辩及综合成绩
正戊烷精馏塔工艺计算 1全塔物料平衡计算 1.1 原始数据获取： 表3-1 原料各组分数据汇总 .1.2物料衡算 物料的年处理量= 77100001000/8000 1299/580.3720.35860.251000.1 kmol h ??=?+?+?+? 根据设计要求选择05n C -为轻关键组分，06n C -正己烷为重关键组分，0 4n C -为轻组分，07n C -为重组分，轻组分和清关键组分从塔顶流出，重组分和重关键组 分从塔釜流出。假定为清晰分割， 4,w x ≈0，7,D x ≈0,则根据物料衡算关系列出下表：
表3-2 各组分物料衡算关系 联立物料衡算式方程： 1383D W += 389.7454.650.050.05W D D +-+= 0.05324.750.05129.9W D W +-+= 表3-3 清晰分割物料衡算计算结果汇总 1.3用泡点方程计算塔底温度： 对于压力低于200kpa 和分子结构相似的组分所构成的系统可按理想物系处理，汽液平衡常数仅与系统的温度和压力有关，与溶液的组成无关。当已知压力和温度时，由P-T-K 图可以直接查得平衡常数。 初设w t =70℃，由K-P-T 图按P=101.3kpa 查得各组分的i k 值， 求得各组分相平衡常数值，计算结果如下表3-3：
表3-4 泡点方程计算塔底温度结果 在所设的72℃条件下，1 |1|0.0030.01c i iW i k X =-=<∑，符合要求。 1.4露点方程计算塔顶温度 ∴塔底温度为72℃。 因为本塔采用全凝气，所以塔顶温度就是塔顶产品的露点温度。 初设d t =30℃,由K-P-T 图按P=101.3kpa,查得t=30℃时各组分相平衡常数值，计算结果如下表3-4： 表3-5 露点方程计算塔顶温度结果 i 1 |(/)1|0.0050.01c D i i X k =-=<∑，符合要求。 ∴塔顶温度为28℃。
一、塔精 1.全的物料衡算 由于水的沸点为100℃，正丁醇的沸点为117.7℃ 故水作为轻组分，正丁醇作为重组分，产品正丁醇从塔底出来。 % 74.9874 /05.018/95.018/95.0F =+= x M F =74?(1-0.9874)+0.9874?18=18.71kmol kg / F =20?1000/18.71=1069.03/kmol h 总物料衡算 F=D+W=252 （1） 采用填料塔连续精馏 由正丁醇-水平衡数据作图，画出正丁醇—水溶液y-x 图，求得mi n R 取min 5.1R R = 过点（0.9994，0.9994）作平衡线的切线，则求出此线与y 轴的交点截距为0.5192， 故求得最小回流比为0.9248，所以操作状态的回流比为1.387 数直角梯级即为理论塔板数：T N （包括再沸器）=9块 其中精馏段1N =4块，提留段（包括再沸器）=5块，第五块为进料板。 实际塔板数求取： 由平衡线得塔顶:9994.01==x y D ,在图中求得x 1=0.9946 % 892.574 /985.018/015.018 /015.0=+= W x
由平衡线方程1(1)x y x αα= +-得顶α=8.99 塔底：x x w m ==0.05892，y m =0.2234 同理得底α=4.56 ααα= =6.4 塔顶温度100℃，塔底温度117.7℃ 定性温度为85 .1082 7 .117100=+℃ 查附录得s Pa ?=m 390.0 μ 1 μ正丁醇=2.948 求得()s mPa m ?=?-+?=422.0948.29874.019874.0390.0μ ?αm μ=6.4×0.422=2.70 查得0E =55.1% 校正后为55.1%×1.1=60.61% 实际塔板：%1000?=P T N N E 8110 =-= ＋E N N T P ，取8块（包括再沸器） 精馏段取4块 提馏段取4块 第5块进料板 3.塔高的计算
年产8万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算 1.
2、原料消耗的计算 （1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式为： 糖化： 162 18 180 发酵： 180 46×2 44×2 （2）生产1000㎏国标食用酒精的理论淀粉消耗量（乙醇含量95%（v/v ），相当于%（质量分数））： （3）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量： 生产过程各阶段淀粉损失 6 12625106)O H nC O nH O H C n →+（2 52612622CO OH H C O H C +→) (2.162792/162%41.921000kg =??
则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为： （4）生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量 薯干含淀粉65%，则1000kg 酒精薯干量为: 若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量为（G1），则薯干用量为： （5）α-淀粉酶消耗量 薯干用量：;а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g ,单位量原料消耗α-淀粉酶量：8u/g 则用酶量为： （6）糖化酶耗量 酶活力：20000u/g;使用量：150u/g 则酶用量： 酒母糖化酶用量（300u/g 原料，10%酒母用量）： 式中67%为酒母的糖化液占67%,其余为稀释水和糖化剂. 两项合计,糖化酶用量为+=)(kg （7）硫酸铵耗用量: 硫酸铵用于酒母培养基的补充氮源,其用量为酒母量的%,设酒母醪量为m,则硫酸铵耗量为:%?m 3、蒸煮醪量的计算 淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆（原料：水=1：2），则粉浆量为： 假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度为50oC，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105oC，然后进入罐式连续液化器液化，再经115oC 高温灭酶后，在真 ) (1799%55.9%1002 .1627kg =-) (69.2767%651799kg =÷%65)1799(1÷-G ) (07.11)(1007.112000 8 1069.276733kg g =?=??) (76.20)(1076.2020000150 1069.276733kg g =?=??)(78.220000 300 %67%1069.2767kg =???) (07.83032169.2767kg =+?）（)] /([63.1)7.01(18.400K kg kJ B C ?=-=
化工过程课程设计 课题名称：乙烯制氯乙烯的工艺流程实例设计 班级： 姓名： 学号： 时间： 化工过程课程设计 (1) 1 氯乙烯概述 (1) 2氯乙烯的应用 (2) 3 氯乙烯的生产 (3) 3.1乙烯氧氯化法 (3) 3.2乙炔法 (4) 3.3乙烯直接氯化法 (4) 3.4乙烯氯化裂解法 (4) 3.5乙烯氯化平衡法 (4) 3.6混合烯炔法 (4) 4 乙烯氧氯化法具体工艺流程 (5) 4.2 反应催化剂 (5) 4.3 反应机理 (6) 4.4 动力学方程 (6) 4.6 反应器的形式 (7) 4.8 工艺流程图 (9) 4.9 总流程框图 (10) 5 参考文献 (10) 1 氯乙烯概述 氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一种应用于高分子化工的重要的单体，可由乙烯或乙炔制得。为无色、易液化气体，沸点-13.9℃，临界温度142℃，临界压力5.22MPa。氯乙烯是有毒物质，肝癌与长期吸入和接触氯乙烯有关。它与空气形成爆炸混合物，爆炸极限4%～22%（体积），在压力下更易爆炸，贮运时必须注意容器的密闭及氮封，并应添加少量阻聚剂。
氯乙烯三维图形 2 氯乙烯的应用 氯乙烯的主要应用是在工业上进行均聚或共聚以生产高聚物。目前世界上用于制造聚氯乙烯树脂的氯乙烯单体（VCM）量约占总产量的96%，而美国则高达98%，氯乙烯的聚合物广泛用于工业，农业，建筑业以及人们的日常生活之中。例如：硬聚氯乙烯具有强度高、质量轻、耐磨性能好等特点，广泛用于工业给水、排水、排污、排气和排放腐蚀性流体等用管道、管件以及农业灌溉系统、电缆电线管道等，其总量约占聚氯乙烯（PVC ，prly vnyl chloride）消耗量的1/3；目前世界上塑料销量的20%以上用于建筑，而建筑用塑料中有40%是氯乙烯的聚合物，如塑料地板，不仅可以制成色彩鲜艳的各种图案，而且可将图案制成表面有浮雕感的多种型材；聚氯乙烯塑料制成的门、窗框具有较好的隔热、隔冷、隔音性能和耐腐蚀性、耐潮湿、耐霉烂等特点，而且由于表面光滑，不需要油漆、维修方便、比其他材料门框便宜，因而在国内得到了广泛的应用和发展。聚氯乙烯料壁具有色泽鲜艳、花纹有立体感、防潮、防霉、防燃、便于清洗等优点，用于房屋建筑内墙装饰，美观大方，价格便宜。美国、日本、瑞典等国有50%以上的内墙用壁纸装饰。软聚氯乙烯具有坚韧、耐绕曲、有弹性耐寒性高等特点，所以常用作电线电缆的绝缘包皮，用以代替铅皮、橡胶、纸张；还广泛用于软管、垫片及各种零件、人造革和日常用品的生产。聚氯乙烯糊是将聚氯乙烯微粒分散在液体悬浮介质中，形成高黏度糊状混合物，用于制造人造革、纸质黏胶制品，涂于织物、纸张、金属防腐用的涂装材料、微孔塑料、浇铸成型品等表面。泡沫聚氯乙烯抗压强度高、有弹性、不吸水、不氧化，常用作衣物衬里、衬垫、防火壁、绝缘材料及隔音材料等。聚氯乙烯还广泛应用于汽车仪表表皮、门板表面、座椅、车顶内衬、侧面车板等。
2 精馏塔的工艺计算 2.1精馏塔的物料衡算 2.1.1基础数据 （一）生产能力： 10万吨/年，工作日330天，每天按24小时计时。 （二）进料组成： 乙苯212.6868Kmol/h ；苯3.5448 Kmol/h ；甲苯10.6343Kmol/h 。 （三）分离要求： 馏出液中乙苯量不大于0.01，釜液中甲苯量不大于0.005。 2.1.2物料衡算（清晰分割） 以甲苯为轻关键组分，乙苯为重关键组分，苯为非轻关键组分。 01.0=D HK x ，005.0=W LK x ， 表2.1 进料和各组分条件 由《分离工程》P65式3-23得： ,1 ,,1LK i LK W i HK D LK W z x D F x x =-=--∑ （式2. 1） 2434.13005 .001.01005 .0046875.0015625.08659.226=---+? =D Kmol/h W=F-D=226.8659-13.2434=213.6225Kmol/h 0681.1005.06225.21322=?==W X W ，ωKmol/h 编号 组分 i f /kmol/h i f /% 1 苯 3.5448 1.5625 2 甲苯 10.6343 4.6875 3 乙苯 212.6868 93.7500 总计 226.8659 100
5662.90681.16343.10222=-=-=ωf d Kmol/h 132434.001.02434.1333=?==D X D d ，Kmol/h 5544.212132434.06868.212333=-=-=d f ωKmol/h 表2-2 物料衡算表 2.2精馏塔工艺计算 2.2.1操作条件的确定 一、塔顶温度 纯物质饱和蒸气压关联式（化工热力学 P199）： C C S T T x Dx Cx Bx Ax x P P /1)()1()/ln(635.11-=+++-=- 表2-3 物性参数 注：压力单位0.1Mpa ，温度单位K 编号 组分 i f /kmol/h 馏出液i d 釜液i ω 1 苯 3.5448 3.5448 0 2 甲苯 10.6343 9.5662 1.0681 3 乙苯 212.6868 0.1324 212.5544 总计 226.8659 13.2434 213.6225 组份 相对分子质量 临界温度C T 临界压力C P 苯 78 562.2 48.9 甲苯 92 591.8 41.0 乙苯 106 617.2 36.0 名称 A B C D
实验五 填料精馏塔理论塔板数的测定 精馏操作是分离、精制化工产品的重要操作。塔的理论塔板数决定混合物 的分离程度，因此，理论板数的实际测定是极其重要的。在实验室内由精馏装 置测取某些数据，通过计算得到该值。这种方法同样可以用于大型装置的理论 板数校核。目前包括实验室在内使用最多的是填料精馏塔。其理论板数与塔结 构、填料形状及尺寸有关。测定时要在固定结构的塔内以一定组成的混合物进 行。 一． 实验目的 1．了解实验室填料塔的结构，学会安装、测试的操作技术。 2．掌握精馏理论，了解精馏操作的影响因素，学会填料精馏塔理论板 数的测定方法 3．掌握高纯度物质的提纯制备方法。 二． 实验原理 精馏是基于汽液平衡理论的一种分离方法。对于双组分理想溶液，平衡时 气相中易挥发组分浓度要比液相中的高；气相冷凝后再次进行汽液平衡，则气 相中易挥发组分浓度又相对提高，此种操作即是平衡蒸馏。经过多次重复的平 衡蒸馏可以使两种组分分离。平衡蒸馏中每次平衡都被看作是一块理论板。精 馏塔就是由许多块理论板组成的，理论板越多，塔的分离效率就越高。板式塔 的理论板数即为该塔的板数，而填料塔的理论板数用当量高度表示。填料精馏 塔的理论板与实际板数未必一致，其中存在塔效率问题。实验室测定填料精馏 塔的理论板数是采用间歇操作，可在回流或非回流条件下进行测定。最常用的 测定方法是在全回流条件下操作，可免去加回流比、馏出速度及其它变量影响，而且试剂能反复使用。不过要在稳定条件下同时测出塔顶、塔釜组成，再由该 组成通过计算或图解法进行求解。具体方法如下： １．计算法 二元组份在塔内具有n 块理论板的第一块板的汽液平衡关系符合平衡方 程式为： 1 11y y -=w w N m x x -+11α （１） y 1——第一块板的气相组成 x w ——塔釜液的组成 m α——全塔(包括再沸器)α（相对挥发度）的几何平均值m α=w p αα N ——理论板数
⑴综合运用“化工原理”和相关选修课程的知识，联系化工生产的实际完成单元操作的化工设计实践，初步掌握化工单元操作的基本程序和方法。 ⑵熟悉查阅资料和标准、正确选用公式，数据选用简洁，文字和工程语言正确表达设计思路和结果。 ⑶树立正确设计思想，培养工程、经济和环保意识，提高分析工程问题的能力。二、设计任务及操作条件在一常压操作的连续精馏塔内分离乙醇－水混合物。 生产能力（塔顶产品）3000 kg/h 操作周期 300 天／年 进料组成 25% （质量分数，下同） 塔顶馏出液组成≥94% 塔底馏出液组成≤0.1% 操作压力 4kPa（塔顶表压） 进料热状况泡点 单板压降：≤0.7 kPa 设备型式筛板 三、设计内容： (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件数据的计算； (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) 绘制生产工艺流程图； (10) 绘制精馏塔设计条件图； (11) 对设计过程的评述和有关问题的讨论。 [ 设计计算 ] （一）设计方案选定 本设计任务为分离水－乙醇混合物。 原料液由泵从原料储罐中引出，在预热器中预热至84℃后送入连续板式精馏塔（筛板塔），塔顶上升蒸汽流采用强制循环式列管全凝器冷凝后一部分作为回流液，其余作为产品经冷却至25℃后送至产品槽；塔釜采用热虹吸立式再沸器提供气相流，塔釜残液送至废热锅炉。 1精馏方式：本设计采用连续精馏方式。原料液连续加入精馏塔中，并连续收集产物和排出残液。其优点是集成度高，可控性好，产品质量稳定。由于所涉浓度范围内乙醇和水的挥发度相差较大，因而无须采用特殊精馏。 2操作压力：本设计选择常压，常压操作对设备要求低，操作费用低，适用于乙醇和水这类非热敏沸点在常温（工业低温段）物系分离。 3塔板形式：根据生产要求，选择结构简单，易于加工，造价低廉的筛板塔，筛板塔处理能力大，塔板效率高，压降较低，在乙醇和水这种黏度不大的分离工艺中有很好表现。 4加料方式和加料热状态：加料方式选择加料泵打入。由于原料温度稳定，为减少操作成本采用30度原料冷液进料。
课程设计说明书题目: 分离正戊烷-正己烷用筛板精馏塔设计
安徽理工大学课程设计（论文）任务书 机械工程学院过控教研室
目录 前言 (5) 1.概论 1.1 设计目的 (5) 1.2 塔设备简介 (6) 2.流程简介................... 错误!未定义书签。 3.工艺计算 (7) 3.1物料衡算 (8) 3.2理论塔板数的计算 (9) 3.2.1由正戊烷-正己烷的汽液平衡数据绘出x-y图， (9) 3.2.2 q线方程 (9) 3.2.3平衡线 (10) 3.2.4求最小回流比及操作回流比 (11) 3.2.5求精馏塔的气、液相负荷 (11) 3.2.6操作线方程 (12) 3.2.7逐板法求理论板 (11) 3.2.8实际板层数的求取 (13) 4.塔的结构计算 (13) 4.1混合组分的平均物性参数的计算 (13) 4.1.1平均温度t (13) m 4.1.2平均摩尔质量 (14) (15) 4.1.3平均压强p m 4.1.4平均密度 (15) 4.1.5液体的平均粘度 (17) 4.1.6液相平均表面张力 (18) 4.2塔高的计算 (18) 4.2.1最大空塔气速和空塔气速 (18) 4.2.2塔径 (19) 4.2.3 塔径的圆整 (21) (21) 4.2.4塔截面积A T 4.2.5实际空塔气速u (21) 4.3精馏塔有效高度的计算 (22)
5.塔板主要工艺尺寸的计算 (22) 5.1溢流装置计算 (22) 5.1.1堰长l w (22) 5.1.2溢流堰高度h w 溢流堰高度计算公式 (22) 5.1.3弓形降液管宽度W d 及截面积A f (23) 5.1.4降液管底隙高度h (24) 5.2塔板布置筛板数目与排列 (24) 5.2.1塔板的分块 (24) 5.2.2边缘区宽度确定 (25) 5.2.3开孔面积的计算 (25) 5.2.筛孔计算及其排列............................. 错误!未定义书签。 6.筛板的流体力学验算 (24) 6.1气相通过筛板塔板的压降...................... 错误!未定义书签。4 6.1.1干板电阻 hc .. (26) 6.1.2板上充气液层阻力h 1 (26) 6.2、液泛验算 (26) 6.2.1与气体通过塔板的压降相当的液柱高度h p (27) 6.2.2液体通过降液管的压头损失h D ， (27) 6.2.3板上液层高度，取h L =0.05m ................... 错误!未定义书签。 6.3液沫夹带 (27) 6.4漏液的验算 (27) 7.塔板负荷性能图 (27) 7.1漏液线 (27) 7.2液沫夹带线 (28) 7.3液相负荷下限线 (28) 7.4液相负荷上限 (28) 7.5液泛线 (29) 8.精馏塔的工艺设计结果总表 (32) 9.塔附件设计 (33) 9.1 接管—进料管 (331) 9.2 法兰 (34) 9.3筒体与封头 (34)
基于Origin LabTalk 的精馏塔理论塔板数计算张巍青余静张宜飞赵强赵媛媛化学与化工学院 指导教师:于涛化学与化工学院 摘要:开发了一种使用Origin软件对精馏实验数据进行图解法处理的方法，以苯——甲苯混合液实验体系为例，对实验数据进行处理，通过LabTalk脚本语言绘制出梯级图，以图解法分别求解出实验所需理论塔板数和加料板位置。结果表明该方法具有方便、快捷、准确性高的特点，并且可以有效提高学生的计算机数据处理能力。 关键词:精馏实验;精馏计算;图解法;Origin软件 前言 精馏是工业生产中一种重要的传质单元操作，利用液体混合物中各组分间挥发度的差异，以热能为媒介，实现混合物的高纯度分离，广泛应用于石油、化工、轻工、食品、冶金等行业。因此，精馏实验也是化工原理实验中最重要的实验之一，在计算精馏塔理论板数时， [1]一般采用逐板计算法(Lewis—Mathson法)或图解法(McCabe,Thiele法)。其中逐板计算法以双组分精馏的平衡线方程和操作线方程为基础，在计算过程中交替使用这两个方程求算塔内气液相组成，从而确定精馏所需理论板数。图解法的基本原理与逐板计算法完全相同，只是分别用相平衡曲线和操作线代替了逐板计算法中的相平衡方程和操作线方程，并用画直角梯形线的方法代替了繁杂的计算。图解法的优点在于简便和直观，但准确性和可靠性也相对较差。而借助计算机软件辅助进行数据与图形处理，不仅可以减少人为误差、提高效 [2-3]率和精确度，还可有效地锻炼学生计算机应用能力，培养其科学研究素养。Origin是美国OriginLab公司开发的一种图形可视化和数据分析软件，具有
塔和塔板的主要工艺尺寸的计算 （一）塔径 D 参考下表 初选板间距H T =0.40m,取板上液层高度 H L =0.07m 故： ①精馏段： H T -h L =0.40-0.07=0.3 11 220.00231394.3()()()()0.04251.04 3.78s L s V L V ρρ== 查图表 20C =0.078；依公式 0.20.2 2026.06( )0.078( )0.0733 C C σ ===； max 0.078 1.496/u m s == = ，则： u=0.7?u =0.7?2.14=1.047m/s 故： 1.265D m = ==； 按标准，塔径圆整为1.４m, 则空塔气速为2244 1.04 0.78/1.3s V u m s D ππ?= ==? 塔的横截面积2221.40.63644 T A D m ππ === ②提馏段： 11 ''22''0.002771574.8 ()()()()0.05070.956 5.14s L s V L V ρρ==；查图 20C 0.2 0.2 22.09()0.0680.069420C C σ?? ==?= ??? ； max 1.213/u m s == ， '0.70.7 1.2130.849/u u m s =?=?=； ' 1.20D m ===； 为了使得整体的美观及加工工艺的简单易化,在提馏段与精馏段的塔径相差不大的情况下选择相同的尺寸; 故:D '取1.４m 塔的横截面积:''2221.4 1.32744 T A D m π π = = =
空塔气速为22 440.956 '0.720/1.3 s V u m s D ππ?= ==? 板间距取0.4m 合适 （二）溢流装置 采用单溢流、弓形降液管、平形受液盘及平形溢流堰，不设 进流堰。各计算如下： ①精馏段： 1、溢流堰长 w l 为0.7D ，即：0.7 1.40.91w l m =?=； 2、出口堰高 h w h w =h L -h ow 由l w /D=0.91/1.４=0.7, 2.5 2.5 8.28 10.480.91 h w L l m ==查手册知： E 为1.03 依下式得堰上液高度： 2 2 33 2.84 2.848.281.030.013100010000.91h ow w L h E m l ????==?= ? ????? 故：L ow h -h 0.070.0130.057w h m ==-= 3、 降液管宽度d W 与降液管面积f A 有/w l D =0.7查手册得/0.14,/0.08d f T W D A A == 故：d W =0.14D=0.14 ?1.3=0.182m 2220.080.08 1.30.106244f A D m π π ==??= ()0.10620.418.55,0.0023 f T s A H s s L τ?===>符合要求 4、降液管底隙高度0h 取液体通过降液管底隙的流速0u =0.1m/s 依式计算降液管底隙高度0h ， 即：000.0023 0.0250.910.1 s w L h m l u = ==? ②提馏段： 1、 溢流堰长'w l 为0.7'D ，即：'0.7 1.40.91w l m =?=； 2、 出口堰高'w h '' w L ow h =h -h ； 由 '/D=0.91/1.4=0.7w l ，'2.5 2.5 9.98 12.630.91 h w L l m = =查手册知 E 为1.04依下式得堰上液高度：
工程策划书 鲁东大学 设计题目：年产10万吨啤酒工厂设计
目录 一.可行性研究报告 (3) 1.1 总论 (3) 1.2 工程建设地目地和意义 (3) 1.3 产品方案及需求预测 (4) 1.4 建厂条件及厂址选择 (4) 1.5 工程实施预规划及资金支付 (6) 1.6 经济效益及社会效益地初步估算 (6) 二.总平面布局 (7) 三.淡色啤酒生产地工艺设计 (7) 3.1 原料 (7) 3.2 生产工艺 (8) 四．工艺计算 (10) 4.1 100000t/a啤酒厂糖化车间地物料衡算 (10) 4.2 100000t/a啤酒厂糖化车间地热量衡算 (12) 4.3 100000t/a啤酒厂发酵车间地耗冷量衡算 (15) 4.4 年产10万吨12度啤酒地用水量计算 (18) 4.5 总容积200立方M啤酒锥底发酵罐计算 (19) 五.设备计算及选型 (20) 5.1 主要设备地计算 (20) 5.2 设备清单 (21) 六.工厂布局 (22) 七.啤酒工厂卫生 (22) 7.1 工厂设计规范 (22) 7.2 厂库环境卫生 (22) 7.3 厂区设施卫生 (22) 7.4 车间卫生 (22) 7.5 厂区公共卫生 (22) 八.环境保护与综合利用 (23) 8.1 环保治理工艺地设计原则： (23) 8.2 三废处理 (23) 九. 经济技术及概算 (23) 9.1人力资源配置 (23) 9.2产品成本及利润估算 (24) 十．总结 (25) 参考文献 (25) 一.可行性研究报告 1.1 总论 1.1.1 工程名称：年产100000吨啤酒工厂设计 1.1.2 承办单位：青岛三德工艺品有限公司 昌邑得益工艺品有限公司 1.1.3 工程地址：潍坊市昌邑饮马工业园区 1.1.4 工程经理：杨玉琨
氯乙烯精馏系统操作影响因素 【摘要】氯乙烯是生产聚氯乙烯的主要原料，氯乙烯单体的质量好与坏直接影响聚氯乙烯树脂的质量。本文通过对氯乙烯精馏系统操作影响因素的分析，提出了提高氯乙烯质量的方法。 【关键词】氯乙烯精馏回流比惰性气体脱水 1 前言 聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，简称PVC）是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料。由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，聚氯乙烯已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、包装、电力、日常生活、公用事业等领域均有广泛应用，与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS统称为五大通用树脂。 氯乙烯又名乙烯基氯（Vinyl chloride）是一种应用于高分子化工的重要的单体，是生产聚氯乙烯的主要原料，氯乙烯单体的质量好与坏直接影响树脂的质量。 2 精馏系统操作影响因素 高质量的氯乙烯是生产高质量聚氯乙烯的基础。随着用户对产品质量的要求不断提高以及市场竞争的激烈化，近年对氯乙烯质量也提出来新的要求。由于氯乙烯中的有机及无机杂质对精馏过程、聚合反应和聚氯乙烯产品的热稳定性有不利的影响，必须尽可能地去除干净。目前，电石法氯乙烯精馏已可制得乙炔含量极低（普通气相色谱检不出）、高沸物小于10X10-6 的精氯乙烯，就有机杂质来说其质量已高于乙烯法的氯乙烯质量，但就总体来讲，由于氯乙烯中的含水高于乙烯法氯乙烯，因此，生产出来工聚氯乙烯质量还有一定的差距。目前在国内，电石法氯乙烯用传统的脱水方法要生产出含水≤200X10-6的精氯乙烯是很困难的，而进口的乙烯法氯乙烯的商业指标是含水≤100X10-6，国外糊用聚氯乙烯对氯乙烯的要求是含水≤40X10-6。要进一步提高电石法聚氯乙烯的质量，就要生产出和乙烯法相同的氯乙烯质量。要生产出高质量的氯乙烯，精馏工序的工艺技术和装备是关键。 2.1 回流比的选择 回流比是指精馏段内液体回流量与塔顶馏出液量之比，也是表征精馏塔效率的主要参数之一。在氯乙烯精馏过程中，由于大部分采用塔顶冷凝器的内回流形式，不能直接按最佳回流量和回流比来操作控制，但实际操作中，发现质量差而增加塔顶冷凝量时，实际上就是提高回流比和降低塔顶温度、增加理论板数的过程。但若使冷凝量和回流比增加太多，势必使塔釜温度下降而影响塔底混合物组成，因此又必须相应地增加塔釜加热蒸发量，使塔顶和塔底温度维持原有水平，
第三章 精馏塔工艺设计计算 塔设备是化工、石油化工、生物化工、制药等生产过程中广泛采用的气液传质设备。根据塔内气液接触构件的结构形式，可分为板式塔和填料塔两大类。 板式塔内设置一定数量的塔板，气体以鼓泡或喷射形势穿过板上的液层，进行传质与传热，在正常操作下，气象为分散相，液相为连续相，气相组成呈阶梯变化，属逐级接触逆流操作过程。 本次设计的萃取剂回收塔为精馏塔，综合考虑生产能力、分离效率、塔压降、操作弹性、结构造价等因素将该精馏塔设计为筛板塔。 3.1 设计依据[6] 3.1.1 板式塔的塔体工艺尺寸计算公式 （1） 塔的有效高度 T T T H E N Z )1( -= （3-1） 式中 Z –––––板式塔的有效高度，m ； N T –––––塔内所需要的理论板层数； E T –––––总板效率； H T –––––塔板间距，m 。 （2） 塔径的计算 u V D S π4= （3-2） 式中 D –––––塔径，m ； V S –––––气体体积流量，m 3/s u –––––空塔气速，m/s u =（0.6~0.8）u max （3-3） V V L C u ρρρ-=max （3-4） 式中 L ρ–––––液相密度，kg/m 3
V ρ–––––气相密度，kg/m 3 C –––––负荷因子，m/s 2 .02020?? ? ??=L C C σ （3-5） 式中 C –––––操作物系的负荷因子，m/s L σ–––––操作物系的液体表面张力，mN/m 3.1.2 板式塔的塔板工艺尺寸计算公式 (1) 溢流装置设计 W OW L h h h += (3-6) 式中 L h –––––板上清液层高度，m ； OW h –––––堰上液层高度，m 。 3 2100084.2??? ? ??=W h OW l L E h （3-7） 式中 h L –––––塔内液体流量，m ； E –––––液流收缩系数，取E=1。 h T f L H A 3600= θ≥3~5 (3-8) 006.00-=W h h (3-9) ' 360000u l L h W h = (3-10) 式中 u 0ˊ–––––液体通过底隙时的流速，m/s 。 (2) 踏板设计 开孔区面积a A ： ??? ? ??+-=-r x r x r x A a 1222sin 1802π （3-11）
年产8万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算 2、原料消耗的计算
（1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式为： 糖化： 162 18 180 发酵： 180 46×2 44×2 （2）生产1000㎏国标食用酒精的理论淀粉消耗量（乙醇含量95%（v/v ），相当于92.41%（质量分数））： （3）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量： 则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为： （4）生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量 薯干含淀粉65%，则1000kg 酒精薯干量为: 若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量为（G1），则薯干用量为： （5）α-淀粉酶消耗量 薯干用量：2767.69kg;а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g ,单位量原料消耗α-淀粉酶量：8u/g 则用酶量为： （6）糖化酶耗量 酶活力：20000u/g;使用量：150u/g 则酶用量： 612625106)O H nC O nH O H C n →+（2 52612622CO OH H C O H C +→)(2.162792/162%41.921000kg =??)(1799% 55.9%1002 .1627kg =-)(69.2767%651799kg =÷%65)1799(1÷-G )(07.11)(1007.112000 8 1069.276733kg g =?=??)(76.20)(1076.2020000 150 1069.276733kg g =?=??
酒母糖化酶用量（300u/g 原料，10%酒母用量）： 式中67%为酒母的糖化液占67%,其余为稀释水和糖化剂. 两项合计,糖化酶用量为20.76+2.78=23.54)(kg （7）硫酸铵耗用量: 硫酸铵用于酒母培养基的补充氮源,其用量为酒母量的0.1%,设酒母醪量为m,则硫酸铵耗量为:0.1%?m 3、蒸煮醪量的计算 淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆（原料：水=1：2），则粉浆量为： 假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度为50oC ，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105oC ，然后进入罐式连续液化器液化，再经115oC 高温灭酶后，在真空冷却器中闪蒸冷却至63oC 后入糖化罐。 干物质含量B0=87%的薯干比热容为： 粉浆干物质浓度为： 蒸煮醪比热容为： 式中 cw ——水的比热容[kJ/(kg ·K)] （1） 经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：8303.07＋8303.07×3.63×(105－50) ／(2748.9－105×4.18)＝9020.69(kg) （2） 经第二液化维持罐出来的蒸煮醪量为： 式中：2253——第二液化维持罐的温度为102oC 下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg ）。 （3）经闪蒸气液分离器后的蒸煮醪量为： 式中:2271——95oC 饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg ） （4）经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为： 式中:2351——真空冷却温度为63oC 下的饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg ). 4、糖化醪与发酵醪量的计算 设发酵结束后成熟醪量含酒精10%（体积分数），相当于8.01%（质量分数）。 并设蒸馏效率为98%，而且发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水分别为成熟醪量的5%和1%，则生产1000kg 95%（体积分数）酒精成品有关的计算如下： （1）需蒸馏的成熟发酵醪量为： F 1＝1000×92.41%÷(98%×8.01%)×(100＋5＋1)÷100＝12478.6（kg ） （2）不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为： ) (78.220000300 %67%1069.2767kg =???)(07.83032169.2767kg =+? ）（)] /([63.1)7.01(18.400K kg kJ B C ?=-=%75.21)1004(871=?÷=B )]/([63.318.4%)75.210.1(63.1%75.21)0.1(1011K kg kJ c B c B c w ?=?-+?=-+=)(89772253 ) 102105(63.39020.699020.69kg =-?-)(55.88762271)95102(63.389778977 kg =-??-) (84382351)6395(63.355.887655.8876kg =-??-)(3.11772%1066 .124781kg F ==质量分数） （,/%56.76 .12478%98%41.921000W W =??
工艺设计 题目：氯乙烯生产工艺设计 学院名称：化学工程学院 专业：化学工程与工艺 班级：化工094 姓名：王强学号 09402010433 指导教师：张亚静职称副教授 定稿日期：2012 年10 月14 日
摘要 早期，氯乙烯采用电石，乙炔与氯化氢催化加成的方法生产，简称乙炔法。以后，随着石油化工的发展，氯乙烯的合成迅速转向以乙烯为原料的工艺路线。1940年，美国联合碳化物公司开发了二氯乙烷法。为了平衡氯气的利用，日本吴羽化学工业公司又开发了将乙炔法和二氯乙烷法联合生产氯乙烯的联合法。1960年，美国陶氏化学公司开发了乙烯经氧氯化合成氯乙烯的方法，并和二氯乙烷法配合，开发成以乙烯为原料生产氯乙烯的完整方法，此法得到了迅速发展。目前, 世界上氯乙烯的生产技术主要电石乙炔法、乙烯法、乙炔- 乙烯法和乙烷法[1]。本文通过对氯乙烯的各种生产工艺优缺点的分析，选出一种最适合现代社会合成氯乙烯的方法。 关键词：氯乙烯；生产工艺；
1前言 氯乙烯( vinyl chloride monomer) 简称VCM,可由乙炔氢氯化制得。在工业上, 氯乙烯主要用于合成聚氯乙烯树脂( PVC) 和偏二氯乙烯、冷冻剂等等。 外观与性状：无色、有醚样气味的气体 熔点（℃）：-160.0 沸点（℃）：-13.9 溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等多数有机溶剂 危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。燃烧或无抑制剂时可发生剧烈聚合。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会燃烧。 2.1 乙烯氧氯化法 直接氯化过程与氧氯化过程均生成二氯乙烷，且都为放热反应,只是氧氯化反应有水生成,而直接氯化生成的二氯乙烷为无水EDC。平衡氧氯化法的直接氯化与氧氯化的生产能量大体相当, 因此,用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置,可省掉直接氯化单元而分别设置新鲜氯化氢氧氯化单元和循环氯化氢氧氯化单元, 而其它单元工艺可保持基本不变。 用乙烯和氯化氢为原料生产氯乙烯的装置, 可分别设置新鲜氯化氢氧氯化 单元和循环氯化氢氧氯化单元,各一条线生产;在原料供应稳定可靠,装置长周期连续生产的情况下,EDc 精制单元也可设置一条线;若原料供应不稳定,可考虑 设置两条线生产,届时可降负荷生产开一条线或开两条线;考虑到裂解炉的烧焦 和生产的灵活性, EDC 裂解单元建议设置两台裂解炉和急冷塔;VCM 精制单元按一条线设置。 现在工业生产氯乙烯的主要方法。分三步进行。 第一步乙烯氯化生成二氯乙烷，乙烯和氯加成反应在液相中进行： CH2＝CH2 + Cl2→CH2ClCH2Cl 采用三氯化铁或氯化铜等作催化剂，产品二氯乙烷为反应中间物。反应热可通过冷却水或产品二氯乙烷汽化来移出。反应温度40～110℃，压力0.15～ 0.30MPa，乙烯的转化率和选择性均在99％以上。 第二步二氯乙烷热裂解为氯乙烯及氯化氢： ClCH2CH2Cl─→CH2＝CHCl+HCl 反应是强烈的吸热反应，在管式裂解炉中进行，反应温度500～550℃,压力0.6～1.5MPa；控制二氯乙烷单程转化率为50％～70％,以抑制副反应的进行。主要副反应为：
目录 目录 (1) 精馏塔再沸器工艺课程设计 (2) 1.设计任务及设计条件 (2) 2.方案论证 (2) 3.估算设备尺寸 (3) 4.传热系数校核 (3) 5.循环流量校核 (7) 6.设计结果汇总 (12) 7.工艺流程图 (13) 8.带控制点的工艺流程图 (13)
精馏塔再沸器工艺设计 1.设计任务及设计条件 (1) 设计任务：精馏塔塔釜，设计一台再沸器 (2) 再沸器壳层和管层的设计条件： 潜热γ 0=812.24kJ/kg 热导率λ =0.023W/(m?K) 粘度=0.361mPa?s 密度ρ0=717.4kg/m3 管层流体83℃下的物性数据： 潜热γi=31227.56kJ/kg 液相热导率λi=0.112 W/(m?K) 液相粘度=0.41 mPa?s 液相密度=721 kg/m3 液相定压比热容=2.094kJ/(kg?K) 表面张力=1.841×10-2N/m 汽相粘度=0.0067 mPa?s 汽相密度=0.032 kg/m3 蒸汽压曲线斜率(Δt/Δp)s=2.35×10-3m2?K/kg 2.方案论证 立式热虹吸再沸器是利用塔底釜液与换热器传热管内汽液混合物的密度差形成循环推动力，使得釜液在精馏塔底与再沸器间流动循环。 立式热虹吸再沸器具有传热系数高，结构紧凑，安装方便，釜液在加热段的停留时间短，不易结垢，调节方便，占地面积小，设备及运行费用低等显著优点。由于结垢原因，壳层不能采用机械方法清洗，因此壳层不适宜用高黏度或较脏的加热介质，本设计中壳层介质为乙醇蒸汽，较易清洗。
3.估算设备尺寸 计算热流量Φ为 )(1038.33600/100024.81215005W q b m b ?=??==Φγ 计算传热温差m t ?为 (11583)(8583) 10.82()(11583)(8583) m t K Ln ---?= =-- 假设传热系数K=XX ，估算传热面积A p 为 拟用传热管规格230?φ，管长L=3000m ，计算总传热管数N T N T = 10063 03.014.334 .2840=??= L d A p π 若将传热管按正三角形排列，则可用N T =3a(a+1)+1，b=2a+1，D=t(b-1)+（2~3）d 0计算壳径D 为 D=32×(37-1)+3×30≈1400mm 取管程进口管径Di=250mm ，出口管直径D 0=600mm 。 4.传热系数校核 （1）显热段传热系数K CL 设传热管出口处汽化率xe ＝0.048，则可计算循环流量q mt ： )/(72.34048 .06000 s kg x q q e mb mt === ① 显热段管内表面传热系数 则计算传热管内质量流速G 为 )(534.01006026.04 14 .34 )]/([03.65534 .072.342222m N di Si s m kg S q G T i mt =??= = ?===π 雷诺数Re 为
"多塔系差压蒸馏节能新工艺" "高效脱甲醇除杂新工艺" "环已烷脱水生产无水酒精新工艺" "三元共沸法制备燃料酒精工艺" "分子筛吸附法生产无水酒精工艺" 前言 我公司酒精项目组主要致力于无水酒精生产技术开发及酒精差压蒸馏节能新工艺的推广应用；承接各种规模酒精及其深加工产品装置的工程设计、设备制造、施工及调试总承包或部分工段承包。对老酒精厂存在的技术问题提供技术支持、咨询服务，对原有旧装置进行挖潜改造，并承包装置的调试、生产及生产管理服务； 公司拥有可靠的专业技术力量；先进的设计辅助软件；系统、完整的工程技术资料和良好的客户、用户关系。公司负责技术工作的几位专业工程师均曾就职于化工设计院所，并长期从事酒精生产工作，他们先后主持并完成了十几套不同规模酒精工厂的设计、施工、生产调试。其中，由我公司自主完成的有："广东城月糖厂酒精厂技改项目"酒精回收系统总承包工程；"遂溪特级酒精酿造有限公司3万吨/年酒精及配套1万吨/年无水酒精技改项目"总承包工程；"广西南康糖厂木薯淀粉酒精装置新建项目"总承包工程等。在多年的实际工作中，获得了大量的第一手工程资料，积累了丰富的实际操作经验，在酒精生产行业内享有盛名。 本公司拥有自主的"环已烷脱水生产无水酒精技术"，能向客户提供成熟的生产工艺装置及优良完整的售后服务。 本公司的设计手段先进。配套非标设备的设计算及出图均采用化工部设备设计技术中心站开发的辅助设计软件包进行，可靠性高。另外，公司长期与工程院所、高等学俯保持横向联系，保证了技术水平的先进性，技术规范的延续性。 本公司的服务宗旨是："提供先进适用的技术，系统科学的管理"，并"最大限度满足用户的需要"的服务。 中科院广州能源研究所广东中科天元再生资源工程有限公司 2001年10月再版 酒精生产技术 简介 一、酒精的用途 酒精----乙醇的俗称，一向是市场巨大的一种商品，也是重要的工业原料，广泛用于化工、塑料、橡胶、农药、化妆品及军工等工业部门，酒精的深加工产品有数百种，而且酒精还是一种重要的再生能源，所以，酒精的市场潜力是巨大的。目前，我国酒精年产量约300万吨。其消费主要为：化工占40%，轻工占40%，医药占10%，其它占10%。