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目录设计说明书一、设计项目背景 (2)二、生产工艺流程 (4)三、生产规模 (5)四、物料衡算结果 (5)五、能量衡算结果 (5)六、设备选型 (6)计算说明书一、物料衡算 (7)1、每小时生产能力的计算 (7)2、生产工艺流程示意图 (7)3、各塔物料衡算 (7)二、能量衡算 (9)三、设备选型(冷凝器2的选型计算) (10)1、水的定性温度 (10)2、按热面积设定 (11)3．传热系数 (11)设计说明书设计项目：乙醇精馏车间产品名称：工业乙醇产品规格：纯度95%一、设计项目背景：1.乙醇的理化性质乙醇又称酒精，分子式为CH3CH2OH，相对分子质量46.07。
为无色透明、易燃易挥发的液体，有酒的气味和刺激性辛辣味，溶于水、甲醇、乙醚和氯仿，能溶解许多有机化合物和若干无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限4.3%-19.0%（体积）。
无水乙醇相对密度0.7893（20/4℃），熔点-117.3℃，沸点78.32℃，折射率1.3614，闪点（闭杯）14℃。
工业乙醇（含乙醇95%）折射率1.3651，表面张力（20℃）22.8mN/m，粘度（20℃）1.41mPa·s，蒸气压（20℃）5.732kPa，比热容（23℃）2.58J/(g·℃），闪点12.8℃，相对密度0.816，沸点78.15℃，凝固点-114℃，自燃点793℃。
2.乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。
医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。
因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。
除用作燃料，制造饮料和香精外，乙醇也是一种重要的有机化工原料，如用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，但目前乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、乙酸、乙基乙醇已不再采用乙醇作原料而用其他原料代替。
年产万吨酒精发酵车间设计引言酒精作为一种重要化工原料，在工业生产中发挥着重要作用。
为了满足市场需求，需要建设一座年产万吨酒精的发酵车间。
本文将介绍这座车间的设计要点和注意事项。
设计要点区域选择首先，需要选择一片适合建设车间的区域。
应考虑该区域的交通便利程度、水源是否充足、环境是否适合发酵等因素。
同时，还需要考虑未来扩展的可能性，以确保车间的可持续发展。
建筑结构车间建筑结构应具备足够的承载能力，以满足设备的重量。
首先要进行地质勘探，了解地下情况，以便合理规划地基和地下设施。
建筑材料应选用高强度的钢结构和混凝土，以提供稳定的支撑。
空气处理系统为了保证发酵过程的顺利进行，车间需要一个高效的空气处理系统。
该系统应能过滤和除去空气中的杂质，维持室内的温度和湿度，以提供良好的发酵环境。
同时，在车间内设置通风设备，以确保新鲜空气的流通。
环境控制在发酵车间中，环境的控制至关重要。
温度、湿度、光照等因素都需要仔细调控。
应使用自动化控制系统，以确保这些因素在合适的范围内。
同时，要定期检查和维护设备，确保其正常运行。
废气处理发酵过程中产生的废气需要进行处理，以保护环境。
可以考虑使用生物滤池或化学吸附剂来捕捉和处理废气中的有害物质。
此外，还需要建设废气处理设施，以确保废气的合规排放。
安全措施在车间设计中，安全始终是至关重要的事项。
应设立紧急停车装置，定期进行消防演习，并安装火灾报警系统。
此外，车间内应设置适当的安全标识，以提醒员工注意安全。
注意事项合规性在车间设计过程中，需要遵守相关的法律法规和标准。
例如，应符合建筑设计、环境保护、消防安全等方面的标准，以确保车间的合规性。
能源利用车间设计应考虑能源的合理利用。
可以考虑使用太阳能、风能等可再生能源，以减少对传统能源的依赖和环境污染。
人员流动车间内的人员流动也是需要考虑的一个重要因素。
应设计合理的通道和安全出口，以便员工在紧急情况下快速撤离。
结论在年产万吨酒精发酵车间的设计过程中，需要考虑区域选择、建筑结构、空气处理系统、环境控制、废气处理、安全措施等要点。
乙醇精馏塔设计摘要乙醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，在国民经济中占有十分重要的地位。
随着乙醇工业的迅速成熟，各种制乙醇的方法相继产生。
由于乙醇与水混合物的特殊性，即相对挥发度的不同且在一定浓度时生成共沸物，精馏操作一直是乙醇生产不可缺少的工序。
本设计的主要内容是根据20万吨乙醇生产工艺的需求，通过物料衡算和热量衡算以及板式浮阀塔设计的理论知识来设计浮阀塔，并由负荷性能图来进行校验。
此外，本设计遵循经济、资源综合利用、环保的原则，严格控制工业三废的排放，充分利用废热，降低能耗，提高工艺的可行性。
关键词：乙醇精馏；浮阀塔；塔附件设计AbstractEthanol is a very important organic chemical raw material, but also a fuel, in the national economy occupied a very important position. With the rapid ethanol industry matures, various methods have been found. As a characteristic of a mixture of ethanol and water, the difference of the relative volatility and is generated in a certain concentration azeotrope, distillation operation has been indispensable step of ethanol production.The design of the main content is based on 200,000 tons of ethanol production technology，which needs through material balance and energy balance and the plate valve column design theory to design the float valve column by load performance diagrams for verification. In addition, the design follows the economy, resource utilization, environmental protection principles, strictly control industrial waste emissions, the full use of waste heat, reduce energy consumption and improve the feasibility of the process.Keywords: Ethanol distillation，Valve column，Design目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1.2 产品的性质及用途 (1)1.2.1 物理性质 (1)1.2.2 化学性质 (2)1.2.3 乙醇的用途 (2)第二章工艺流程的选择和确定 (3)2.1 粗乙醇的精馏 (3)2.1.1 精馏原理 (3)2.1.2 精馏工艺和精馏塔的选择 (3)2.2 乙醇精馏流程 (5)第三章物料和能量衡算 (1)3.1 物料衡算 (1)3.1.1 粗乙醇精馏的物料平衡计算 (1)3.1.2 主塔的物料平衡计算 (2)3.2 主精馏塔能量衡算 (3)3.2.1 带入热量计算 (3)3.2.2 带出热量计算 (4)3.2.3 冷却水用量计算 (4)第四章精馏塔的设计 (5)4.1 主精馏塔的设计 (5)4.1.1 精馏塔全塔物料衡算及塔板数的确定 (5)4.1.2 求最小回流比及操作回流比 (6)4.1.3 气液相负荷 (6)4.2 求操作线方程 (6)4.3 图解法求理论板 (7)4.3.1 塔板、气液平衡相图 (7)4.3.2 板效率及实际塔板数 (8)4.4 操作条件 (8)4.4.1 操作压力 (8)4.4.2 混合液气相密度 (9)4.4.3 混合液液相密度 (10)4.4.4 表面张力 (11)4.5 气液相流量换算 (13)第五章塔径及塔的校核 (15)5.1 塔径的计算 (15)5.2 溢流装置 (17)5.2.1 堰长 (17)5.2.2 出口堰高 (17)5.2.3 弓形降液管的宽度和横截面积 (17)5.2.4 降液管底隙高度 (18)5.3 塔板布置 (18)5.4 浮阀数目与排列 (18)5.5 气相通过浮阀塔板的压降 (20)5.6 淹塔 (21)5.7 塔板负荷性能图 (22)5.7.1 雾沫夹带线 (22)5.7.2 液泛线 (23)5.7.3 液相负荷上限线 (24)5.7.4 漏液线 (25)5.7.5 液相负荷下限线 (25)第六章塔附件设计 (28)6.1 接管设计 (28)6.2 壁厚 (29)6.3 封头 (29)6.4 裙座 (29)6.5 塔高的计算 (29)6.5.1 塔的顶部空间高度 (29)6.5.2 塔的底部空间高度 (30)6.5.3 塔立体高度 (30)第七章总结 (31)致谢 (32)参考文献.......................................................................................... 错误！未定义书签。
乙醇精馏塔化工原理课程设计---分离乙醇-水混合物精馏塔设计化工原理课程设计分离乙醇-水混合物精馏塔设计学院：化学工程学院专业：学号：姓名：指导教师：时间： 2012年6月13日星期三化工原理课程设计任务书一、设计题目：分离乙醇-水混合物精馏塔设计二、原始数据：a）原料液组成：乙醇 20 % 产品中：乙醇含量≥94% 残液中≤4%b）生产能力：6万吨/年c）操作条件进料状态：自定操作压力：自定加热蒸汽压力：自定冷却水温度：自定三、设计说明书内容：a）概述b）流程的确定与说明c）塔板数的计算（板式塔）；或填料层高度计算（填料塔）d) 塔径的计算e）1）塔板结构计算；a 塔板结构尺寸的确定； b塔板的流体力学验算；c塔板的负荷性能图。
2）填料塔流体力学计算；a 压力降；b 喷淋密度计算f）其它（1）热量衡算—冷却水与加热蒸汽消耗量的计算（2）冷凝器与再沸器传热面的计算与选型（板式塔）（3）除沫器设计g）料液泵的选型h）计算结果一览表目录前言 (2)一、概述 (2)二、精馏系统工艺流程的确定 (3)三、物料衡算 (3)四、塔板数计算 (3)1、理论塔板数的确定2、总板效率估计3、计算实际塔板数五、塔板结构的工艺设计 (5)1、初选塔板间距2、塔径计算3、塔板上溢流型式的确定4、塔板布置5、塔板各部分面积和对应气速计算六、塔板流体力学校核 (10)1、板上溢流强度检查2、气体通过塔板的压力降计算3、液面落差校核4、漏液点气速校核5、降液管内液面高度和液体停留时间校核七、塔板负荷性能图 (12)1、负荷性能图的绘制2、塔板结构设计评述八、塔总体结构 (13)1、塔高的计算2、接管3、人孔和手孔九、精馏塔附属设备选型设算 (18)参考资料 (18)附录1、乙醇～水溶液的密度 (18)2、乙醇～水溶液汽液平衡数据（常压） (19)3、乙醇～水蒸汽在沸腾条件下的密度 (20)4、苯、甲苯的密度、表面张力和汽化潜热 (20)5、总传热系数（列管换热器）的大致范围 (20)6、乙醇～水混合物的热焓 (21)摘要精馏是利用物质沸点的不同，多次的进行混合蒸气的部分冷凝和混合液的部分蒸发的过程，以达到分离的目的。
乙醇精馏塔设计手册乙醇精馏塔设计手册1. 引言乙醇精馏塔是工业生产中常见的设备，用于乙醇的提纯和分离。
本文将探讨乙醇精馏塔的设计原理和操作指南，并提供一些有关乙醇精馏的实用建议。
2. 基本原理乙醇精馏是利用乙醇和水之间的沸点差异进行分离的过程。
在乙醇精馏塔中，乙醇和水混合物首先进入塔顶，经过加热，液体汽化为气体，然后向下运行到塔底。
在这个过程中，乙醇和水以及其他杂质逐渐分离，纯度更高的乙醇会向塔顶方向移动，而水和杂质则会向塔底方向移动。
3. 设计要点乙醇精馏塔的设计需要考虑以下几个要点：3.1 塔板设计塔板是乙醇精馏塔中实现液体和气体传质的关键结构。
塔板的数量和间距将直接影响乙醇的分馏效果。
一般情况下，塔板数目越多，分离效果越好。
然而，添加过多的塔板会增加系统的压降，从而影响塔的性能。
在设计中需要进行合理的平衡。
3.2 温度控制乙醇精馏塔中的温度控制对于分馏效果非常关键。
过高的温度会导致醇汽过量，降低乙醇纯度；过低的温度则会造成不完全汽化，减少塔的分离效果。
需要通过控制塔底和塔顶的温度来达到最佳的分馏效果。
3.3 精馏剂的选择精馏剂在乙醇精馏中发挥重要的作用，它不仅可以提高系统的分馏效率，还可以降低系统的能耗。
常用的精馏剂包括乙醇、水和乙二醇等。
选择适当的精馏剂需要考虑乙醇和精馏剂之间的相容性以及经济性。
4. 操作指南在操作乙醇精馏塔时，需要注意以下几个方面：4.1 塔顶和塔底压力控制塔顶和塔底的压力控制是确保乙醇精馏正常运行的关键。
过高的塔顶压力会导致乙醇冷凝回流，降低乙醇的纯度；而过低的塔顶压力则会影响分馏效果。
塔底压力的控制对于去除水和杂质也是至关重要的。
4.2 进料流量控制进料流量的控制也会直接影响乙醇精馏的效果。
过大的进料流量可能导致过度充填塔板，而过小的进料流量可能会导致塔板间的不连续汽液流动。
需要根据实际情况选择合适的进料流量。
4.3 塔板温度和液位监控塔板温度和液位的监控对于乙醇精馏的稳定运行非常重要。
一．设计题目、任务和条件(一) 设计题目酒精生产过程中精馏塔的设计（二）设计任务1.简述酒精精馏过程的生产方法与特点，2.论述精馏总体结构(塔型、主要结构)的选择和材料选择；3.精馏过程的计算（1）精馏过程的物料衡算（2）精馏过程的热量衡算（3）理论塔板层数的确定（4）最小回流比与操作回流比的确定（5）塔高的计算（6）塔径塔板设计（7）进出管径的计算（8）浮阀数目与排列（9）流体力学验算（10）设计图要求●1、用594×841图纸绘制装置图一张：一主视图，一俯视图，一剖面图，两个局部放大图。
设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。
●2、用420×594图纸绘制设备流程图一张；3、用坐标纸绘制乙醇—水溶液的y-x图一张，并用图解法求理论塔板数（三）设计条件1、生产能力：40 t/d二级酒精2、原料：乙醇含量29.8%（wt）的粗馏冷凝液，以乙醇——水二元系为主；3、采取直接蒸汽加热：4、采取泡点进料：q=15、馏出液中乙醇含量>95％(V)，并符合二级酒精标准：6、釜残液中乙醇含量不大于0．2％(W)7、四级酒精(含乙醇为95％(V)其它无要求)的产出率为二级酒精的2％；8、塔顶温度78℃，塔底温度100-104℃；9、塔板效率0.3-0.4或更低；10、精馏段塔板数计算值～22层，工厂32层，提馏段塔板数计算值～10层，工厂16层；11、二级酒精从塔第三、四、五层提取；12、二、四级酒精的冷却温度为25℃，冷却水温度：进口20℃，出口35-40℃13、回流比大致范围3.5-4.5（通过最少回流比计算）14、其他参数(除给出外)可自选15. 单板压降不大于0.7KPa二．酒精生产的基本情况（一）工业酒精生产方法简介工业上生产酒精主要有两种方法：合成法和发酵法工业上用的最广的是发酵法：●微生物细胞在无氧条件下，进行无氧呼吸，将吸收的营养物质通过细胞内酶的作用，进行一系列的生物化学反应，把复杂的有机物分解为比较简单的生化中间产物，同时放出一定能量的过程－－发酵●简单地说，就是在无氧条件下，微生物将复杂的有机物转变为简单的产物的过程，就叫做发酵●其工艺流程如下：原料、淀粉（红薯干或玉米）↓中碎↓细碎↓润湿调浆←加热↓蒸煮、加压到4atm↓蒸汽直接加热到糊精↓糖化酶→糖化成葡萄糖、水、渣↓发酵生产酒精酵母→其中乙醇7%～8%，最大处10%其他有机物有杂醇、醛、酸等渣主要是酒糟、水等↓直接蒸汽→粗馏→酒糟、水↓冷凝↓直接蒸汽→精馏→二级酒精、四级酒精、杂醇、油水设备流程图（二）酒精精馏的生产方法与特点1. 生产过程的特点概述：（1）以乙醇——水二元物系为主，在蒸馏釜残液中的主要成分加水，在低浓度下轻组分的相对挥发度较大，则可用直接蒸汽加热，因而可以利用压强较低的加热蒸汽以节省操作费用，并省掉直接加热设备。
目录设计说明书一、设计项目背景 (2)二、生产工艺流程 (4)三、生产规模 (5)四、物料衡算结果 (5)五、能量衡算结果 (5)六、设备选型 (6)计算说明书一、物料衡算 (7)1、每小时生产能力的计算 (7)2、生产工艺流程示意图 (7)3、各塔物料衡算 (7)二、能量衡算 (9)三、设备选型(冷凝器2的选型计算) (10)1、水的定性温度 (10)2、按热面积设定 (11)3．传热系数 (11)设计说明书设计项目：乙醇精馏车间产品名称：工业乙醇产品规格：纯度95%一、设计项目背景：1.乙醇的理化性质乙醇又称酒精，分子式为CH3CH2OH，相对分子质量46.07。
为无色透明、易燃易挥发的液体，有酒的气味和刺激性辛辣味，溶于水、甲醇、乙醚和氯仿，能溶解许多有机化合物和若干无机化合物，具有吸湿性，能与水形成共沸混合物，蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限4.3%-19.0%（体积）。
无水乙醇相对密度0.7893（20/4℃），熔点-117.3℃，沸点78.32℃，折射率1.3614，闪点（闭杯）14℃。
工业乙醇（含乙醇95%）折射率1.3651，表面张力（20℃）22.8mN/m，粘度（20℃）1.41mPa·s，蒸气压（20℃）5.732kPa，比热容（23℃）2.58J/(g·℃），闪点12.8℃，相对密度0.816，沸点78.15℃，凝固点-114℃，自燃点793℃。
2.乙醇的用途乙醇有相当广泛的用途，是重要的有机溶剂，广泛用于用于溶结树脂，制造涂料。
医疗上常用75%（体积分数）的酒精做消毒剂，它可以渗入细菌体内，在一定浓度下能使蛋白质凝固变性而杀灭细菌。
因不能杀灭芽孢和病毒，故不能直接用于手术器械的消毒，50%稀醇可用于预防褥瘊，25%～30%稀醇可擦浴，用于高热病人，使体温下降。
除用作燃料，制造饮料和香精外，乙醇也是一种重要的有机化工原料，如用于制造乙醛、乙二烯、乙胺、乙酸乙酯、乙酸、氯乙烷等等，并衍生出染料、涂料、香料、合成橡胶、洗涤剂、农药等产品的许多中间体，其制品多达300种以上，但目前乙醇作为化工产品中间体的用途正在逐步下降，许多产品例如乙醛、乙酸、乙基乙醇已不再采用乙醇作原料而用其他原料代替。
乙醇精馏工艺流程乙醇精馏是一种常用的分离和纯化乙醇的工艺，其目的是去除杂质，提高乙醇的纯度。
以下是一种常见的乙醇精馏工艺流程。
1. 原料准备：将含乙醇的混合溶液作为原料准备。
通常，乙醇可通过发酵、合成和水洗等方式获得。
混合溶液中可能含有乙醇以外的杂质，例如水、酸、醛、酯等。
2. 预处理：将原料溶液送入预处理装置进行初步处理。
这一步主要是去除杂质，以确保馏分塔操作的稳定性。
预处理过程中可能包括酸碱处理、中性化和脱色等步骤。
3. 馏分塔操作：预处理后的溶液进入馏分塔。
馏分塔是乙醇精馏的核心装置，通常由塔底、纤维介质和塔顶组成。
在塔内，溶液受到加热并分别以不同的沸点蒸发，然后在不同的位置冷凝。
重物质和轻物质随着溶液在塔内上升和下降，逐渐分离。
4. 温度控制：在馏分塔操作过程中，通过控制温度来实现乙醇和其他组分的分离。
通常，塔底温度低于沸点，以保留较重的杂质，并逐渐升高来收集纯度较高的乙醇。
5. 纯化：在乙醇逐渐从塔顶收集时，可以采取一些纯化措施来提高乙醇的纯度。
例如，通过加入吸附剂、分子筛或添加剂来去除最后的杂质。
或者可以通过多级塔操作，以进一步提高乙醇的纯度。
6. 收集和储存：得到的乙醇收集并储存。
通常，将高纯度的乙醇进行冷却和过滤，以去除可能残留的杂质，然后以适合的容器进行储存。
总结起来，乙醇精馏工艺流程包括原料准备、预处理、馏分塔操作、温度控制、纯化和收集储存等步骤。
通过这些步骤，可以将原料中的杂质去除，提高乙醇的纯度，以满足不同领域对乙醇的应用需求。
乙醇精馏工艺是一种重要的工业操作，广泛应用于化工、药品和食品等领域。
西南科技大学本科生毕业论文医用酒精精馏车间工艺设计The Technical Design on the Distillation Plant of MedicalAlcohol专业：制药工程姓名：陈少真指导老师：王朝阳教授实习单位：生命科学与工程学院医用酒精精馏车间工艺设计西南科技大学制药工程专业20083438 陈少真指导老师：王朝阳【摘要】对年产量6000吨的医用酒精精馏车间的工艺设计。
选用番薯经糖化再由酵母发酵，发酵形成的发酵缪经预热器与精馏塔出来的酒精蒸汽热交换进入粗馏塔，再经精馏塔精制，通过气相过塔的两塔蒸馏制得95%医用酒精。
并进行物料衡算，热量衡算，冷凝器设备选型计算。
利用AutoCAD软件绘制了带控制点工艺流程图，精馏车间设备布置图，车间布置图，及主要设备图。
粗馏塔采用F-1型浮阀塔，塔板数为8个，塔径为1.2m，板间距为0.45m。
精馏塔采用F-1浮阀塔，塔板数为24个，塔径为1.2 m，板间距为0.45m。
两塔塔底采用直接蒸汽加热，精馏塔塔顶排出的酒精蒸汽95%（质量分数），直接送入冷凝器进一步回流提纯。
【关键词】医用酒精；精馏；工艺设计1. 总论1.1 医用酒精的简介酒精是一种无色透明、易挥发、易燃烧，不导电的液体。
有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。
学名是乙醇，分子式C2H6O，热值3×10^7 J/kg，比热容2.4×10^3 J/（kg·℃）密度0.8×10^3 kg/cm^3。
酒精既是食品、化工、医药、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再生的清洁能源。
我国发酵法酒精的年产量（商品酒精）在200万吨左右；另有酿酒厂自产自用的酒精约100万吨。
液态法白酒的发展，大大地促进了我国酒精工业的发展，这是我国酒精工业发展的一大特色。
现在，我国是世界上发酵法酒精产量占第三位的酒精生产大国，也是食用酒精产量最大的国家。
其生产方法，有以植物系物质为原料的发酵法和以石油系物质为原料的化学合成法。
现世界上的酒精生产仍以发酵法为主，我国的发酵法酒精产量占95%以上。
根据GB394-81，酒精按杂质的含量分为优级、一至四级四个级别，医用酒精属于一级酒精，甲醇含量≤0.12%。
医用酒精的成份主要是乙醇。
日常生活中，常见一些人用医用酒精来擦洗伤口，以达到灭菌消毒的目的。
医用酒精是用淀粉类植物经糖化再发酵经蒸馏制成，相当于制酒的过程，但蒸馏温度比酒低，蒸馏次数比酒多，酒精度高，制成品出量高，含酒精以外的醚、醛成分比酒多，不能饮用，但可接触人体医用。
值得注意的是，在药店买到的酒精有75%和95%两种浓度，这两种浓度的酒精用途是不一样：95%的酒精常用于擦拭紫外线灯。
这种酒精在医院常用，而在家庭中则只会将其用于相机镜头的清洁。
75%的酒精用于消毒。
这是因为，过高浓度的酒精会在细菌表面形成一层保护膜，阻止其进入细菌体内，难以将细菌彻底杀死。
若酒精浓度过低，虽可进入细菌，但不能将其体内的蛋白质凝固，同样也不能将细菌彻底杀死。
1.2 酒精精馏原理将液相多次部分汽化，移走气相，终得纯B；将气相多次部分冷凝，移走液相，终得纯A。
精馏的主要过程就是多次部分汽化和多次部分冷凝。
A——易挥发组分；B——难挥发组分。
而在酒精精馏中酒精为易挥发组分，水为难挥发组分，1.3 工艺设计1 .工艺流程设计的重要性(1)生产工艺流程设计是工艺设计的基础，所涉及面很广，是淀粉酶工厂设计的核心和重要部分。
在设计中必须做到技术先进、经济合理、成熟可靠；在保证产品质量条件下，力求工艺流程简化，生产管理方便；把各个生产过程按一定顺序、要求组合起来，编制成工艺流程图等来完成工艺流程设计。
因为工艺流程设计的质量直接决定车间的生产产品质量、生产能力、操作条件、安全生产、三废治理、经济效益等一系列根本性问题。
(2)工艺流程设计图是物料衡算、设备选型的基础。
从其它角度来说，工艺流程设计是定性分析工作阶段，物料衡算是定量计算阶段。
一般来说，先定性后定量，所以，工艺流程设计是物料衡算的前提和基础。
2.工艺流程设计的原则产品质量符合要求；技术和设备先进、成熟、可靠；环保达到要求；安全生产；机械化和自动化程度高。
3．工艺设计流程设计（一）气相过塔的两塔蒸馏流程来自发酵车间的发酵成熟醪酒精含量10%（质量分数）经预热器3与精馏塔的酒精蒸气进行热交换，加热至80℃后进入粗馏塔的顶部。
酒精糟（不含乙醇）由粗馏塔底部排出。
酒精含量为49.18%(质量分数)左右的酒精—水蒸气从粗馏塔顶部引进精馏塔。
酒精蒸气从塔顶依次经过成熟醪预热器3和冷凝4、5、6。
预热器3和冷凝器4、5中的冷凝液全部回入精馏塔作为回流，回流液温度均为95%酒精-水混合液的泡点78℃。
粗馏塔和精馏塔均用直接蒸汽加热。
冷凝器6中的冷凝液作为醛酯馏分 (工业酒精占成品酒精2%)取出，废气排放至大气。
成品酒精在塔顶回流管以下4～6层塔板上液相取出，经冷却器后进入医用酒精库。
废水从精馏塔2的底部排出。
杂醇油从进料层往上2～4层塔板液相取出(也可从进料层往下2～4层塔板气相取出)。
经冷却、乳化和分离得粗杂醇油，去杂醇库。
所有冷凝器入水口温度均为27℃图1 两塔气相过塔蒸馏流程图Fig.1 two distillation towers gas flow chart of the tower2． 物料衡算2.1 生产规模年生产能力：6000t ／y 年连续工作日:250d ／y 连续每小时产量：根据设计任务，医用酒精的年生产能力6000 t ／y全年365d ，除去机械维修、节假日等，实际连续工作日250d 每昼夜24h 连续生产，则每小时生产能力： 1000242501060003=⨯⨯=P 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%1.粗馏塔2.精馏塔3.预热器4.分凝器5.分凝器6.全凝器7.冷却器8.换热器（冷却）9.杂醇酒分离器发酵缪2.2 各塔物料衡算图2 粗馏塔物料进出Fig.2 Figure out crude distillation column materials对整个粗馏塔进行全塔总物料衡算；00W L S F +=+wl WxLx x F +=00式中 F 0——发酵缪蒸汽量，kg/h ；0x ——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 ；l x ——上升蒸汽的摩尔分率 W 0—— 废液量，kg/h ； 0w x —— 废液中的摩尔分率 粗馏塔热量衡算：WLs F WILISI I F +=+0式中： F I —— 成熟缪的热焓，kJ/kg ；s I —— 加热蒸汽的热焓，kJ/kg ；W I —— 废液的热焓，kJ/kg ；L I —— 上升酒精蒸汽的热焓，kJ/kg ；图2 精馏塔物料进出Fig.2 Figure out distillation column materials现在以每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：''0VP W P V Q V F ++++=++其中 P R Q V )1(+== 故： ''0VP W P V F +++=+pp wp fx V x P WxPx Fx'''+++=式中 F —— 粗酒精蒸汽量，kg/h ；V 0 —— 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：''''0qI V I P WIPIVI QII V FIv p wpv qs f+++++=++式中 f I —— 粗酒精蒸汽的热焓，kJ/kg ； s I —— 加热蒸汽的热焓，kJ/kg ； q I —— 回流液的热焓，kJ/kg ；vI —— 上升酒精蒸汽的热焓，kJ/kg ；p I —— 成品酒精的热焓，kJ/kg ；'p I —— 杂醇酒精的热焓，kJ/kg ；w I —— 废液的热焓，kJ/kg ； 'q —— 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：（摩尔分数）质量）%16.4%(100==x ，温度：80℃ 比热：c p C ,=4.17 4 kJ /kg. ℃，热焓：334175.480=⨯=F I kJ/kg成品酒精：P=1000 kg/h ，酒精含量：p x =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:35.33.78⨯=p I kJ/kg进料层气相酒精浓度： y 0=x f =49.18%(质量分数)=27.5%（摩尔分数）与之相平衡的液相浓度x 0=5.3%（摩尔分数），则最小回流比：7.23.55.275.2713.88min 000=--=--=x y y x R p取最适宜的回流比: 5.37.23.13.1min =⨯==R R 则上升酒精蒸汽量：45001000)5.31()1(=⨯+=+=P R V 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: 4500==V Q kg/h 262==p q I I kJ/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4.178 kJ/kg.K ，其热焓Iw=435 kJ/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：%33%10055.06.0'=⨯⨯=p x , 杂醇酒精中带走的酒精占成品酒精的0.48%，则：p p Px x P 0048.0''=杂醇酒精蒸汽量：82.13100033950048.00048.0''=⨯⨯==P xx P pp kg/h杂醇酒精的温度354.15K ，比热为4.10 kJ/kg.K,其热焓33210.481'=⨯=P I kJ/kg精馏酒精蒸汽渗漏损耗和废液带走酒精损耗为40.22081.0475*******.0'=⨯⨯==wp Wxx V kg/h53.295.040.240.2'===px V kg/h热损失按每100kg 成品酒精24166 kJ 计算，则：241660100100024166=⨯ kJ/h将已知数据代入p p wp f x V x P WxPx Fx '''+++=则得：4.2213.881000)0048.01(5.27⨯+⨯+=F解得：28.3220=F kg/h 热焓：1975=fIkJ/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: 28.3220==F L kg/h==fL II kJ/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80.400=w x W kg/h 将已知数据代入w l Wx Lx x F +=0080.45.2728.322016.40+⨯=F解得：212890=F kg/h将已知数据代入00W L S F +=+和WL s F WI LI SI I F +=+0则⎩⎨⎧+⨯=+⨯+=+00435197528.322027233342128928.322021289W S W S 解方程组得: ⎩⎨⎧==98.2117526.31070W S kg/h粗塔废液酒精的含量：()()摩尔分数质量分数%009.0%023.0%10098.2117580.4==⨯=wo x将已知数据代入''''0q I V I P WIPIVI QII V FIv p wpv qs f+++++=++和''0V P W P V F +++=+则⎩⎨⎧++⨯+⨯+⨯=⨯++⨯+++=+24166043533282.132621*********.450226245002723118728.322053.282.13100028.322000W V W V 解方程组得：⎩⎨⎧==11.299518.7910W V kg/h废液中酒精含量：（摩尔分数）（质量分数）%031.0%08.010011.299540.2==⨯=w x3. 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t0 30℃； 冷却器的水入口温度1t 为27℃，出口温度2t 为50℃； 95%乙醇的无相变传热 50,1002.23.48175.41000)(⨯=⨯⨯=-=t t PCq cp kJ/h水的无相变传热)(12t t HC q h -=水的流量为10.2091232.41002.2)(512=⨯⨯=-=t t C qH h 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51002.2⨯kJ/h,采用竖式列管冷却器,经查表,总传热系数K=2.09×103 kJ/（m 2·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t 1=27℃,出口温度为t 2=50℃,平均温差Δtm 为：78.3℃ → 30℃27℃ → 50℃ 51.3 ℃ 20℃3.51273.781=-=∆t ℃ 2030502=-=∆t ℃)ln()(2121t t t t t m ∆∆∆-∆=∆代入数据得：32.33=∆m t ℃ 冷却面积：mt K q S ∆=0.323.331009.21002.235=⨯⨯⨯=S 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-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（均为摩尔分数）。
