酒精蒸餾設(shè)備ppt課件

1、 第六章 酒精蒸餾設(shè)備l 酒精蒸餾概述酒精蒸餾概述l 酒精蒸餾流程酒精蒸餾流程l 蒸餾塔的類型及選擇蒸餾塔的類型及選擇l 粗餾塔的設(shè)計(jì)粗餾塔的設(shè)計(jì)l 精餾塔設(shè)計(jì)精餾塔設(shè)計(jì)l 脫甲醇塔設(shè)計(jì)脫甲醇塔設(shè)計(jì)l 蒸餾附屬設(shè)備蒸餾附屬設(shè)備6.1 6.1 酒精蒸餾概述酒精蒸餾概述發(fā)酵成熟醪組成酒精蒸餾雜質(zhì)概念及分別原理雜質(zhì)分類及分類意義酒精分類情況及質(zhì)量規(guī)范6.1.16.1.1發(fā)酵成熟醪組成發(fā)酵成熟醪組成發(fā)酵成熟醪水水 醛類醛類甲醇甲醇高級(jí)醇高級(jí)醇 高級(jí)醇在酒精蒸過程作為一個(gè)餾分分別出來，有油的特性不溶入水，所以這個(gè)餾分被稱為雜醇油。 雜醇油除了含有上述的高級(jí)醇外，還含有一定量的水和乙醇及少量其它揮發(fā)性物質(zhì)

2、。 雜醇油是酒精蒸餾的一個(gè)副產(chǎn)物,有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。6.1.26.1.2酒精蒸餾雜質(zhì)的概念及分別原理酒精蒸餾雜質(zhì)的概念及分別原理l雜質(zhì)概念雜質(zhì)概念l 在高純度酒精蒸餾中，乙醇以外在高純度酒精蒸餾中，乙醇以外的物質(zhì)統(tǒng)稱為雜質(zhì)。雜質(zhì)可分為揮發(fā)性雜的物質(zhì)統(tǒng)稱為雜質(zhì)。雜質(zhì)可分為揮發(fā)性雜質(zhì)和不揮發(fā)性雜質(zhì)，揮發(fā)性雜質(zhì)又可分為質(zhì)和不揮發(fā)性雜質(zhì)，揮發(fā)性雜質(zhì)又可分為大量的揮發(fā)性雜質(zhì)和少量的揮發(fā)性雜質(zhì)。大量的揮發(fā)性雜質(zhì)和少量的揮發(fā)性雜質(zhì)。l表表6-16-1乙醇與部分雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)乙醇與部分雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù) K K乙醇含量 乙醇 異戊醇 異戊酸 乙 酸 異戊酸 異丁酸 乙酸 乙酸 甲酯 乙醛 %V/V 異戊酯 異戊酯

3、 乙 酯 乙 酯 乙酯 甲酯 乙酯10 5.10 29.015 4.10 21.520 3.31 18.025 2.68 5.55 15.230 2.31 3.00 12.635 2.02 2.45 10.5 12.540 1.80 1.92 8.6 10.545 1.63 1.50 3.5 7.1 9.0 4.5 50 1.50 1.20 2.8 5.8 7.9 4.355 1.39 0.98 2.2 4.9 7.0 12.6 4.1560 1.30 0.80 1.30 1.7 2.3 4.2 4.3 6.4 10.4 4.065 1.23 0.65 1.05 1.4 1.9 2.9 3.9

4、 5.9 9.4 3.970 1.17 0.54 0.82 1.1 1.7 2.3 3.6 5.4 8.5 3.875 1.12 0.44 0.65 0.9 1.5 1.8 3.2 5.0 7.8 3.780 1.08 0.34 0.50 0.8 1.3 1.4 2.9 4.6 7.2 3.685 1.05 0.32 0.40 0.7 1.1 1.2 2.7 4.3 6.5 3.590 1.02 0.30 0.35 0.6 0.9 1.1 2.4 4.1 5.8 3.495 1.004 0.23 0.30 0.55 0.8 0.95 2.1 3.8 5.1 3.397.2 1表表6-26-2部

5、分雜質(zhì)的精餾系數(shù)部分雜質(zhì)的精餾系數(shù)( K)( K)酒精含量（%v/v）異戊醇異戊酸異戊酯乙 酸異戊酯異戊酸乙 酯異丁酸乙 酯乙酸乙酯乙酸甲酯甲酸乙酯乙醛13.2810-5.69252.025.67301.305.43401.054.775.83500.81.8863.865.262.86600.6151.01.3071.763.233.34.928.03.08700.440.70.941.451.963.074.617.263.25800.360.4630.741.201.302.774.256.63.34900.260.3430.6880.8821.072.374.015.683.34950

6、.220.2990.5480.7970.8972.093.785.083.29表表6-3甲醇的揮發(fā)系與精餾系數(shù)甲醇的揮發(fā)系與精餾系數(shù) 酒精含量%(V/V) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 93 95K 2.96 2.61 2.21 2.08 1.90 1.71 1.55 1.49 1.52 1.69 1.93K0.58 0.79 0.96 1.16 1.26 1.32 1.33 1.38 1.49 1.68 1.92 6.1.3雜質(zhì)的分類及意義l 82年以前分為三類年以前分為三類:l l比乙醇易揮發(fā)的雜質(zhì)稱頭級(jí)雜質(zhì)；比乙醇易揮發(fā)的雜質(zhì)稱頭級(jí)雜質(zhì)；l 揮發(fā)才干與乙醇接近的雜

7、質(zhì)稱為中級(jí)雜質(zhì)；揮發(fā)才干與乙醇接近的雜質(zhì)稱為中級(jí)雜質(zhì)；l比乙醇難揮發(fā)的雜質(zhì)稱為尾級(jí)雜質(zhì)。比乙醇難揮發(fā)的雜質(zhì)稱為尾級(jí)雜質(zhì)。頭級(jí)雜質(zhì)頭級(jí)雜質(zhì)尾級(jí)雜質(zhì)尾級(jí)雜質(zhì)中級(jí)雜質(zhì)中級(jí)雜質(zhì)尾級(jí)雜質(zhì)：尾級(jí)雜質(zhì)： 精餾系數(shù)精餾系數(shù)K K 一直一直1 1的為尾級(jí)雜質(zhì)，的為尾級(jí)雜質(zhì)，如水，不揮發(fā)性物質(zhì)。如水，不揮發(fā)性物質(zhì)。端級(jí)雜質(zhì)：端級(jí)雜質(zhì)： 酒精濃度低，精餾系數(shù)酒精濃度低，精餾系數(shù)K K 1 1 ，酒精，酒精濃度高，精餾系數(shù)濃度高，精餾系數(shù)K K 1 1的雜質(zhì)；如甲醇。的雜質(zhì)；如甲醇。 兩者分類的根據(jù)，均為精餾系數(shù)，前兩者分類的根據(jù)，均為精餾系數(shù)，前者在粗酒精的根底上，后者在發(fā)酵醪根底上。者在粗酒精的根底上，后者在發(fā)酵

8、醪根底上。討論題：討論題： 他以為甲醇是頭級(jí)雜質(zhì)還是端級(jí)雜質(zhì)？他以為甲醇是頭級(jí)雜質(zhì)還是端級(jí)雜質(zhì)？ 雜質(zhì)分類的根據(jù)是精餾系數(shù)還是揮發(fā)系數(shù)？雜質(zhì)分類的根據(jù)是精餾系數(shù)還是揮發(fā)系數(shù)？6.1.46.1.4酒精分類情況及質(zhì)量目的酒精分類情況及質(zhì)量目的l 8181年以前根據(jù)酒精質(zhì)量不同分為四類：年以前根據(jù)酒精質(zhì)量不同分為四類：l 高純度酒精、精餾酒精、醫(yī)藥酒精、工業(yè)酒高純度酒精、精餾酒精、醫(yī)藥酒精、工業(yè)酒精。精。l 8181年國(guó)家制定了酒精質(zhì)量規(guī)范，分為五級(jí)：年國(guó)家制定了酒精質(zhì)量規(guī)范，分為五級(jí)：l 優(yōu)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)優(yōu)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)、四級(jí)l 8989年國(guó)家制定了食用酒精規(guī)范，分為兩級(jí)：年國(guó)家

9、制定了食用酒精規(guī)范，分為兩級(jí)：l 優(yōu)級(jí)、普級(jí)優(yōu)級(jí)、普級(jí)l 9494年國(guó)家制定了工業(yè)酒精規(guī)范，分為四級(jí)：年國(guó)家制定了工業(yè)酒精規(guī)范，分為四級(jí)：l 優(yōu)優(yōu) 級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)l20192019年國(guó)家制定了新的食用酒精規(guī)范分為三級(jí)：年國(guó)家制定了新的食用酒精規(guī)范分為三級(jí)：l 特級(jí)、優(yōu)級(jí)、普級(jí)特級(jí)、優(yōu)級(jí)、普級(jí)l20192019年我國(guó)消費(fèi)汽油醇汽油年我國(guó)消費(fèi)汽油醇汽油+ +酒精酒精l 用于消費(fèi)汽油醇的酒精稱燃料酒精用于消費(fèi)汽油醇的酒精稱燃料酒精l 另外，將普通酒精另外，將普通酒精95%95%v/vv/v經(jīng)特殊蒸餾制經(jīng)特殊蒸餾制備成無水酒精。備成無水酒精。l即酒精分為四大類：食用酒精、工業(yè)

10、酒精、燃料酒精、即酒精分為四大類：食用酒精、工業(yè)酒精、燃料酒精、無水酒精無水酒精19811981年國(guó)家酒精質(zhì)量規(guī)范年國(guó)家酒精質(zhì)量規(guī)范GB393-1981GB393-1981 指標(biāo)名稱 指標(biāo)優(yōu)級(jí)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)外觀 透明液體色度，號(hào)10氣味 無異臭酒精（體積）%96.095.595.095.095.0硫酸試驗(yàn)，號(hào)1015100氧化時(shí)間，分3025152_醛（以乙醛計(jì)） %0.00040.00100.0030_雜醇油%0.00040.00250.0100.040_甲醇%0.060.120.160.25酸（以乙酸計(jì)） %0.00150.00150.00200.0020酯（以乙酸乙酯計(jì)）%0.0025

11、0.0038不揮發(fā)物，%0.00200.00200.00250.0025_ 1989年國(guó)家食用酒精質(zhì)量規(guī)范GB10343-89 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 優(yōu)級(jí) 普級(jí)外觀 透明液體色度，號(hào) 10氣味 無異臭乙醇，%（V/V） 95.0硫酸試驗(yàn)，號(hào) 1080氧化時(shí)間，分 3015醛（以乙醛計(jì)），g/100ml 0.00030.0030雜醇油，g/100ml 0.00020.0080甲醇，g/100ml 0.010.06酸（以乙酸計(jì)），g/100ml 0.00100.0020不揮發(fā)物，g/100ml 0.00200.0025重金屬（以Pb計(jì)），mg/L 1 1 2019年國(guó)家食用酒精質(zhì)量規(guī)范 GB10343-

12、2019項(xiàng)目 特級(jí)優(yōu)級(jí)普級(jí)色度好101010乙醇，%（V/V） 96.095.595硫酸試驗(yàn)，號(hào) 51060氧化時(shí)間， min 403020總?cè)ㄒ砸胰┯?jì)），mg/l 1330甲醇 ， mg/l 250150正丙醇， mg/l 235100異丁醇+異戊醇， mg/l 1230總酸（以乙酸計(jì)）， mg/l 71020總酯（以乙酸乙酯計(jì)） mg/l 101825不揮發(fā)物， mg/l 102020重金屬（以Pb計(jì)） mg/l 1氰化物（HCN計(jì)）， mg/l 5酒精質(zhì)量情況酒精質(zhì)量情況1 120002000年針對(duì)食用酒精新的規(guī)范對(duì)正丙醇的分別進(jìn)展研討，調(diào)查酒年針對(duì)食用酒精新的規(guī)范對(duì)正丙醇的分別進(jìn)展研

13、討，調(diào)查酒精質(zhì)量況：精質(zhì)量況：1 1、有一資料引見四個(gè)廠家的酒精甲醇、正丙醇、異丁醇、異戊、有一資料引見四個(gè)廠家的酒精甲醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇含量如下表：醇含量如下表：廠家生產(chǎn)原料甲醇(ppm)正丙醇(ppm)異丁醇(ppm)異戊醇(ppm)A薯干46080105B薯干46018045C木薯119036D280103 3酒精質(zhì)量情況酒精質(zhì)量情況2 2 20192019年孔府宴酒廠測(cè)的幾家酒精甲醇、正丙醇、年孔府宴酒廠測(cè)的幾家酒精甲醇、正丙醇、異丁醇、異戊醇含量如下：異丁醇、異戊醇含量如下：廠家生產(chǎn)原料甲醇(ppm)正丙醇(ppm)異丁醇(ppm)異戊醇(ppm)A薯干420372A薯干45

14、7178 47.2B薯干176541.8B薯干21190未檢出未檢出B薯干24096未檢出未檢出C玉米49324未檢出未檢出C玉米53321未檢出未檢出C玉米21179未檢出未檢出酒精質(zhì)量酒精質(zhì)量3 320192019年年3 3月從五個(gè)廠家取了月從五個(gè)廠家取了6 6個(gè)樣品由景芝酒個(gè)樣品由景芝酒廠測(cè)的情況如下：廠測(cè)的情況如下：廠家生產(chǎn)原料甲醇(ppm)正丙醇(ppm)異丁醇(ppm)異戊醇(ppm)A玉米74.027.80.3未檢出B薯干363.366.91.6未檢出B玉米95.933.54.61.7C木薯357.410.40.8未檢出D薯干390.319.3未檢出未檢出E木薯74.12.8未檢

15、出未檢出6.2 6.2 酒精蒸餾流程酒精蒸餾流程l 兩塔蒸餾流程兩塔蒸餾流程l 兩塔三段蒸餾流程強(qiáng)迫回流兩塔三段蒸餾流程強(qiáng)迫回流l 三塔蒸餾流程三塔蒸餾流程l 四塔流程四塔流程l 五塔蒸餾流程五塔蒸餾流程l 五塔差壓蒸餾流程五塔差壓蒸餾流程 l兩塔蒸餾流程兩塔蒸餾流程1、粗餾塔；2、精餾塔；3、預(yù)熱器；4、5、6、7冷凝器；8、廢品冷卻器；9、雜醇油分別器；10、排糟器；發(fā)酵液1234567水雜醇油廢品酒精次酒精淡酒精蒸餾余水蒸氣廢液蒸氣8910109排醛醪池 高級(jí)醇在精餾塔板層上的分高級(jí)醇在精餾塔板層上的分布布 塔板層數(shù) 酒精濃度 0proof 高 級(jí) 醇 正丙醇 異丁醇 戊 醇 酒頭141

16、312產(chǎn)品1110987654321 189.8 189.2 188.6 187.5 186.0 186.6 184.0 181.9 179.2 176.8 171.9 166.4 160.2 148.5 128.5 94.4 11.819.925.425.742.562.365.088.0107.5120.513511612853 2.3 7.1 11.8 16.4 25.4 22.2 42.5 65.5 85.0 110.0 150.5 177 200 190 208 71 2.4 5.9 14.0 25.4 23.4 64.0 158 207.5 354 688 1000 1500 21

17、50 3210 1178 l兩塔三段蒸餾流程強(qiáng)迫回流兩塔三段蒸餾流程強(qiáng)迫回流ZZWPzcssZ Z、蒸氣；、蒸氣；w w、發(fā)酵醪；、發(fā)酵醪；p p、廢品酒精；、廢品酒精；zczc、雜醇油；、雜醇油；s s、廢液；、廢液；cpcp、次酒精、次酒精23455556771 1、粗餾塔；、粗餾塔；2 2、精餾塔下段；、精餾塔下段；3 3精餾塔上段；精餾塔上段；4 4、預(yù)熱器；、預(yù)熱器；5 5、冷凝器；、冷凝器；6 6、回流罐、回流罐7 7、回流泵；、回流泵；cp1 ZZWPzcssZ Z、蒸氣；、蒸氣；w w、發(fā)酵醪；、發(fā)酵醪；p p、廢品酒精；、廢品酒精；zczc、雜醇油；、雜醇油；s s、廢液；、

18、廢液；cpcp、次酒精、次酒精123455556771 1、粗餾塔；、粗餾塔；2 2、精餾塔下段；、精餾塔下段；3 3精餾塔上段；精餾塔上段；4 4、預(yù)熱器；、預(yù)熱器；5 5、冷凝器；、冷凝器；6 6、回流罐、回流罐7 7、回流泵；、回流泵；cpl兩塔三段蒸餾流程強(qiáng)迫回流兩塔三段蒸餾流程強(qiáng)迫回流l三塔蒸餾流程三塔蒸餾流程123次酒精次酒精蒸氣蒸氣蒸氣雜醇油廢水廢水廢品酒精發(fā)酵醪冷凝水4451、粗餾塔；2、精餾塔；3、脫甲醇塔；4、冷凝器；5、再沸器；l四塔蒸餾流程四塔蒸餾流程1、粗餾塔；2、排醛塔；3、精餾塔； 4、脫甲醇塔；5、冷凝器；6、再沸器；1蒸氣廢水發(fā)酵醪冷凝水634次酒精次酒精蒸氣

19、蒸氣雜醇油廢水廢品酒精5552l五塔蒸餾流程五塔蒸餾流程發(fā)酵醪廢品酒精次酒精廢液雜醇油1231、醪塔；2、濃縮塔；3、萃取塔；4、精餾塔；5、脫甲醇塔；次酒精345雜醇油l 五塔差壓蒸餾發(fā)酵液廢液廢液次酒精次酒精廢品酒精發(fā)酵液廢液次酒精廢品酒精12345666.3 蒸餾塔的類型及選擇蒸餾塔的類型及選擇板式塔填料塔有溢流無溢流規(guī)那么填料不規(guī)那么填料篩板塔浮閥波紋篩板塔蒸餾塔l蒸餾塔的類型蒸餾塔的類型泡罩塔浮閥塔篩板塔斜孔塔導(dǎo)向篩板塔S塔波紋篩板塔l塔的選擇原那么塔的選擇原那么l造價(jià)低、加工用易；造價(jià)低、加工用易；l阻力小阻力小l不用易堵塞不用易堵塞l塔的效率高塔的效率高l操作彈性大操作彈性大l操

20、作穩(wěn)定操作穩(wěn)定l餾分提取方便餾分提取方便l 粗餾塔粗餾塔 多項(xiàng)選擇泡罩塔、多項(xiàng)選擇泡罩塔、S塔；塔； 精餾塔精餾塔 大多項(xiàng)選擇斜孔塔、導(dǎo)向篩板塔、大多項(xiàng)選擇斜孔塔、導(dǎo)向篩板塔、浮浮 閥塔；閥塔； 脫甲醇塔脫甲醇塔 大多項(xiàng)選擇填料塔。大多項(xiàng)選擇填料塔。6.4 粗餾塔的設(shè)計(jì)粗餾塔的設(shè)計(jì)l粗餾塔的作用及設(shè)計(jì)內(nèi)容粗餾塔的作用及設(shè)計(jì)內(nèi)容l物料恒算與熱量恒算物料恒算與熱量恒算l塔徑計(jì)算塔徑計(jì)算l塔板數(shù)計(jì)算塔板數(shù)計(jì)算l塔板構(gòu)造設(shè)計(jì)塔板構(gòu)造設(shè)計(jì)6.4.16.4.1粗餾塔的作用及設(shè)計(jì)內(nèi)容粗餾塔的作用及設(shè)計(jì)內(nèi)容l 粗餾塔的作用粗餾塔的作用l 從發(fā)酵成熟醪將乙醇提取出來，它只需提留從發(fā)酵成熟醪將乙醇提取出來，它只需

21、提留段，沒有精餾段，屬于簡(jiǎn)單蒸餾，因此稱粗餾塔。段，沒有精餾段，屬于簡(jiǎn)單蒸餾，因此稱粗餾塔。l 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容設(shè)計(jì)主要內(nèi)容l 塔徑、板間距、塔板數(shù)、塔板構(gòu)造塔徑、板間距、塔板數(shù)、塔板構(gòu)造l 這些設(shè)計(jì)都離不開物料恒算和熱量恒算。這些設(shè)計(jì)都離不開物料恒算和熱量恒算。6.4.2物料恒算與熱量恒算l 物料恒算物料恒算l 物料質(zhì)量平衡物料質(zhì)量平衡l W= F V W= F Vl W/=W+D W/=W+Dl 酒精質(zhì)量平衡酒精質(zhì)量平衡l FXF =V Y+ W/ XWFXF =V Y+ W/ XWl 假設(shè)塔底廢液酒精忽假設(shè)塔底廢液酒精忽略不計(jì)略不計(jì)l FXF =VYFXF =VYV YF XFDW / W+

22、DXWYFXVF塔頂酒精濃度塔頂酒精濃度Y Y確實(shí)定確實(shí)定 塔頂酒精蒸氣酒精濃度高低決議于進(jìn)料醪液塔頂酒精蒸氣酒精濃度高低決議于進(jìn)料醪液酒精濃度和醪液預(yù)熱溫度。有圖酒精濃度和醪液預(yù)熱溫度。有圖6-16-1求出；圖求出；圖6-16-1，橫坐標(biāo)表示橫坐標(biāo)表示100kg100kg發(fā)酵醪有預(yù)熱溫度加熱到沸騰溫發(fā)酵醪有預(yù)熱溫度加熱到沸騰溫度需求的熱量，途中的曲線分別表示不同進(jìn)塔醪液度需求的熱量，途中的曲線分別表示不同進(jìn)塔醪液的酒精濃度，縱坐標(biāo)表示進(jìn)料板上的液體酒精濃度，的酒精濃度，縱坐標(biāo)表示進(jìn)料板上的液體酒精濃度，由此濃度經(jīng)過氣液平衡，求出塔頂酒精蒸汽的酒精由此濃度經(jīng)過氣液平衡，求出塔頂酒精蒸汽的酒精濃

23、度。濃度。l熱量恒算熱量恒算 進(jìn)入塔的熱量： Q1= FC1 t Q2= D i 分開塔的熱量 Q3= V i Q4= W/ C t Q5(熱量損失FC1 tDV iW / C tQ5 經(jīng)過熱量恒算求出加熱蒸汽量D 利用等摩爾氣化等摩爾冷凝即可求出塔內(nèi)上升蒸汽量。6.4.3 6.4.3 粗餾塔塔徑計(jì)算粗餾塔塔徑計(jì)算 塔徑的大小決議于塔內(nèi)上升蒸汽量，空塔氣速。 空塔氣速?zèng)Q議于板間距的大小，塔板液層高度，物料的性質(zhì)。塔內(nèi)上升蒸汽量決議于塔底加熱蒸汽量。0.785VD）空塔氣速（）內(nèi)上升蒸汽量（）塔徑（m/ss /m VmD36.3.4 6.3.4 粗餾塔塔板的計(jì)算粗餾塔塔板的計(jì)算l 實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算

24、實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算l 根據(jù)提餾操作根據(jù)提餾操作線線方程、進(jìn)料形狀線線方程、進(jìn)料形狀線及氣液平衡線線及氣液平衡線 ，塔，塔頂酒精濃度以及塔底頂酒精濃度以及塔底廢液殘留酒精濃度。廢液殘留酒精濃度。l 提餾操作線方程：提餾操作線方程：w/XVWXVFY進(jìn)料狀態(tài)參數(shù)；）進(jìn)料的汽化潛熱每要的熱量進(jìn)料變?yōu)轱柡驼羝杳款A(yù)沸tt (C1kg1kgkg,kJ/kgttC沸預(yù)1進(jìn)料的飽和蒸汽熱焓；進(jìn)料沸騰溫度；進(jìn)料預(yù)熱溫度；進(jìn)料醪液比熱；6.56.5精餾塔設(shè)計(jì)精餾塔設(shè)計(jì)l精餾塔的作用精餾塔的作用l物料恒算物料恒算l回流比確定回流比確定l熱量恒算熱量恒算l塔徑計(jì)算塔徑計(jì)算l塔板數(shù)計(jì)算塔板數(shù)計(jì)算l塔板構(gòu)造設(shè)計(jì)塔板構(gòu)造設(shè)

25、計(jì)l精餾塔的作用精餾塔的作用l 1 1將酒精濃縮到將酒精濃縮到95%95%v/v)v/v)以上，到以上，到達(dá)要求的酒精濃度。達(dá)要求的酒精濃度。l 2 2分別雜醇分別雜醇l 3 3分別頭級(jí)雜質(zhì)及甲醇等雜質(zhì)；分別頭級(jí)雜質(zhì)及甲醇等雜質(zhì)；l 在在19891989年食用酒精規(guī)范制定之前，酒年食用酒精規(guī)范制定之前，酒精精餾塔塔板數(shù)只需精精餾塔塔板數(shù)只需5454塊塔板，其中精塊塔板，其中精餾段餾段3636塊，提留段塊，提留段1818塊，隨著食用酒質(zhì)塊，隨著食用酒質(zhì)量的提高，精餾塔塔板數(shù)添加到了量的提高，精餾塔塔板數(shù)添加到了82-8682-86塊，有的廠家添加到塊，有的廠家添加到9090塊板。添加到了塊板。添

26、加到了精餾段，在塔頂一下精餾段，在塔頂一下2020層板起廢品酒精。層板起廢品酒精。這主要為了分別甲醇。這主要為了分別甲醇。精餾塔的物料恒算精餾塔的物料恒算V塔頂上升酒精蒸汽量，kg/h；L回流量，kg/h；P酒精產(chǎn)品提取量，kg/h；提餾段上升蒸汽量；進(jìn)料量；L/ 提餾段回流量；D塔底加熱蒸汽量；W塔底排出廢液量； LVPVDLVWVL/為了簡(jiǎn)便計(jì)算，雜醇油提取可忽略不計(jì)對(duì)塔頂物料平衡：對(duì)塔頂物料平衡：V=L+P=PR+1) (R=L/P)R回流比回流比 經(jīng)過回流比和產(chǎn)量可求出經(jīng)過回流比和產(chǎn)量可求出塔頂上升蒸汽量，進(jìn)一步求出塔頂上升蒸汽量，進(jìn)一步求出塔底加熱蒸汽量。塔底加熱蒸汽量。最小回流比最

27、小回流比minminqqpqqqPminR)22 .1 (RRRmol)%Xmol)%ymol)%XXyyXR一般?。?。要大于最小回流比選用的回流比最小蒸汽量；要的，表示達(dá)到分離要求需最小回流比的實(shí)際含意；（衡的液相濃度，與進(jìn)料氣相酒精濃度平；（進(jìn)料氣相酒精濃度，；（產(chǎn)品酒精濃度，假設(shè)：廢品酒精濃度為假設(shè)：廢品酒精濃度為95%95%v/vv/v，氣相進(jìn)，氣相進(jìn)料酒精濃度料酒精濃度47.6%(w/w)47.6%(w/w)。求精餾最小回流。求精餾最小回流比比Rmin Rmin 。95%95%v/v)=92.41%v/v)=92.41%w/w)=82.65%(mol)w/w)=82.65%(mol)

28、47.6%(w/w)=26.21%(mol)47.6%(w/w)=26.21%(mol)與氣相酒精濃度與氣相酒精濃度47.6%47.6%w/w)w/w)平衡的液相酒精平衡的液相酒精濃度為濃度為8%8%w/ww/w。 8%8%w/ww/w=3.29%=3.29%molmol59. 23.29%-26.21% 26.21%-85.63%Rmol%85.63w/w%93.84v/v%96w/w%47.6v/v96%46. 2%29. 3%21.26%21.26%65.82XYYXRminqqqPmin）（）（）（）。（進(jìn)料酒精濃度），氣相（若產(chǎn)品酒精濃度酒精精餾塔設(shè)計(jì)普通取回流比酒精精餾塔設(shè)計(jì)普通取

29、回流比 R=3R=34 4 回流比獲得大，蒸餾耗費(fèi)的蒸汽量回流比獲得大，蒸餾耗費(fèi)的蒸汽量多，需求的實(shí)際板數(shù)少，反之，耗費(fèi)蒸汽多，需求的實(shí)際板數(shù)少，反之，耗費(fèi)蒸汽少，需求的實(shí)際板數(shù)多。少，需求的實(shí)際板數(shù)多。塔底加熱蒸汽量計(jì)算塔底加熱蒸汽量計(jì)算利用等分子汽化等分子冷凝原理：利用等分子汽化等分子冷凝原理：提餾段上升蒸汽量：提餾段上升蒸汽量：V/ = V V塔底加熱蒸汽量塔底加熱蒸汽量D：D = V/V 、V 、V/ 、D 單位均用單位均用kmol/h實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算實(shí)際塔板數(shù)計(jì)算 利用等分子汽化等分子回流概念，可得出：利用等分子汽化等分子回流概念，可得出：精餾操作線方程：精餾操作線方程：PX1R1X1

30、RRY提餾操作線方程：提餾操作線方程：W/XVWXVLY精餾操作線與提餾操作線、公式符號(hào)及單位：精餾操作線與提餾操作線、公式符號(hào)及單位：YY氣相中酒精濃度，氣相中酒精濃度，% %mol)mol)；XX液相中酒精濃度，液相中酒精濃度，% %mol)mol)；RR回流比；回流比；Xp Xp 產(chǎn)品酒精濃度，產(chǎn)品酒精濃度， % %mol)mol)；LL回流量，回流量，kgmol/hkgmol/h；V/V/提餾段上升蒸汽量，提餾段上升蒸汽量，Kmol/hKmol/h；利用精餾操作線和酒精氣液平衡關(guān)系經(jīng)過圖解或逐利用精餾操作線和酒精氣液平衡關(guān)系經(jīng)過圖解或逐板計(jì)算就可求出實(shí)際塔板數(shù)板計(jì)算就可求出實(shí)際塔板數(shù)圖

31、解求解實(shí)際塔板數(shù)表示圖Y%(mol)X%(mol)FXXP精餾操作線斜率進(jìn)料形狀線斜率氣液平衡線提餾操作線斜率對(duì)角線圖解求實(shí)際塔板數(shù)幾個(gè)留意問題：圖解求實(shí)際塔板數(shù)幾個(gè)留意問題：1 1、坐標(biāo)的濃度單位；、坐標(biāo)的濃度單位；2 2、精餾操作線的繪制；、精餾操作線的繪制；3 3、進(jìn)料形狀線的繪制；、進(jìn)料形狀線的繪制；4 4、提餾操作線的繪制；、提餾操作線的繪制；5 5、階梯圖形的繪制；、階梯圖形的繪制；6 6、精餾段實(shí)際塔板數(shù)，提餾段實(shí)際塔板數(shù)；、精餾段實(shí)際塔板數(shù)，提餾段實(shí)際塔板數(shù)；在氣液平衡線和精餾操作線之間繪制的階梯數(shù)即為精餾段實(shí)際塔板數(shù)，可以準(zhǔn)確的求出，但提餾段，在濃度低到0.2%mol)時(shí)圖解

32、不準(zhǔn)確，可用下式計(jì)算：；酒精揮發(fā)系數(shù)，??；回流量，；加熱蒸汽量，；般取廢液殘留酒精濃度，一；（上限酒精濃度，取13KKh/kgLh/kgD)mol%(004.0XXmol)%0.2XXLDlnK1LDKXX1lnnww00w0/ol)41.14kg/km(95%(v/v)/h138.11kmol5682kg/h13.512631RPVh/1263kg243301010000P3.5R)w/w%(47.6330v/v95%100003酒精的平均分子量是）（）（塔頂上升蒸汽量：每小時(shí)生產(chǎn)酒精量：。取回流比精濃度為精餾塔為氣相進(jìn)料，酒天，）酒精，年工作日（噸年產(chǎn)舉例計(jì)算：h/3kg.744h41.3

33、5kmol/76.96-138.11VVDDkmol/25.34kg)v/v%(6 .47h/79kmol.96h/2452kg47.6%41%.921263VVV/：回流求塔底加熱蒸汽量利用等摩爾氣化等摩爾的酒精，平均摩爾量是：進(jìn)料量塔底加熱蒸汽量計(jì)算：8 . 342.10735.41ln13142.10735.4113(0.004%0.2%1lnLDlnK1LDKXX1lnnw0/6.6 6.6 脫甲醇塔設(shè)計(jì)脫甲醇塔設(shè)計(jì)l脫甲塔的作用脫甲塔的作用l回流比確實(shí)定回流比確實(shí)定l物料恒算物料恒算l熱量恒算熱量恒算l塔徑計(jì)算塔徑計(jì)算l塔板數(shù)計(jì)算塔板數(shù)計(jì)算l塔板構(gòu)造設(shè)計(jì)塔板構(gòu)造設(shè)計(jì)酒精蒸餾甲醇塔實(shí)際

34、塔板數(shù)的計(jì)算酒精蒸餾甲醇塔實(shí)際塔板數(shù)的計(jì)算一、計(jì)算根據(jù)一、計(jì)算根據(jù)1、塔頂甲醇含量、塔頂甲醇含量XP決議酒頭提取率，決議酒頭提取率，及廢品得率；及廢品得率；2、進(jìn)料酒精甲醇含量、進(jìn)料酒精甲醇含量XF；3、塔底廢品酒精甲醇含量、塔底廢品酒精甲醇含量XW；4、回流比、回流比R；5、進(jìn)料形狀；、進(jìn)料形狀；二、最小回流比二、最小回流比二、最小回流比XP 塔頂次酒精甲醇濃度，%mol；Yq 氣相進(jìn)料甲醇濃度，%mol；Xq 與氣相進(jìn)料甲醇濃度平衡的液相甲醇濃度，%mol；R = (1.2-2)RminqqqPXYYXRmin塔頂酒精甲醇含量塔頂酒精甲醇含量XPXP確實(shí)定：確實(shí)定： FXFPXPWXW根據(jù)進(jìn)料酒精甲醇含量根據(jù)進(jìn)料酒精甲醇含量XFXF；廢品酒精的率；廢品酒精的率；廢品酒精甲醇含量廢品酒精甲醇含量XPXP。假定廢品酒精的得率為進(jìn)料假定廢品酒精的得率為進(jìn)料量的量的99%99%，L/12g.48L/4