乙醇回收一步完成裝置設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開題報(bào)告題目：0.5T/H乙醇回收一步完成裝置設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 班 級： 制藥091 所在院系： 生命科學(xué)與工程學(xué)院 0.5T/H乙醇回收一步完成裝置設(shè)計(jì)1 課題概述1.1 項(xiàng)目名稱：0.5噸/小時(shí)乙醇回收一步完成裝置設(shè)計(jì)1.2 產(chǎn)品介紹： 中文名稱：乙醇俗稱：酒精英文名稱： Ethyl Alcohol化學(xué)名：乙醇分子式：C2H5OH或EtOH分子量：46.07分子結(jié)構(gòu)式：C2H5OH或EtOH物理性質(zhì)：乙醇（Ethanol）是一種無色、透明，具有特殊香味的液體（易揮發(fā)），密度比水小，能跟水以任意比互溶（一般不能做萃取劑）。是一種重要的溶

2、劑。外觀與性狀：無色液體，有酒香。飽和蒸氣壓(kPa)：5.33(19) 燃燒熱(kJ/mol)：1365.5 臨界溫度()：243.1 臨界壓力(MPa)：6.38 辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值：0.32 引燃溫度()：363 爆炸上限%(V/V)：19.0 爆炸下限%(V/V)：3.3 溶解性：與水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多數(shù)有機(jī)溶劑。1.3 產(chǎn)品的主要用途及應(yīng)用范圍 乙醇的分子式為C2H5OH，也可寫為EtOH，Et代表乙基。是醇類的一種，是酒的主要成份，俗稱酒精，它在常溫、常壓下是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液體，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略帶刺激性。乙醇的用途很廣，可用

3、乙醇來制造醋酸、飲料、香精、染料、燃料等。醫(yī)療上也常用體積分?jǐn)?shù)為70%75%的乙醇作消毒劑等。1.4 課題的背景 乙醇用途廣泛，是基礎(chǔ)的有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料。主要應(yīng)用于精細(xì)化工，塑料等領(lǐng)域，用來制造乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取醫(yī)藥、染料、洗滌劑、涂料的重要原料之一。近年來，燃料價(jià)格的上漲，乙醇燃料越來越有取代傳統(tǒng)燃料的趨勢，且已經(jīng)在公交，出租行業(yè)類被采用。因此，回收乙醇是非常有必要的。1.5 課題的目的與任務(wù)本課題主要培養(yǎng)學(xué)生的以下幾個(gè)方面的能力1、工藝設(shè)計(jì)能力。2、三算能力。3、繪圖能力（包括CAD制圖）。4、運(yùn)用化學(xué)工程和藥廠設(shè)計(jì)的基本理論知識和方法，分析、比較和解決實(shí)

4、際工程問題的能力。5、查閱資料，收集工廠現(xiàn)場資料和撰寫設(shè)計(jì)文件的能力。6、建立技術(shù)經(jīng)濟(jì)和市場的概念。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本專業(yè)本科學(xué)生教學(xué)計(jì)劃中最后一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，是對學(xué)生的能力水平的全面考查。通過本設(shè)計(jì)課題提高學(xué)生應(yīng)用基礎(chǔ)與專業(yè)理論知識的能力，分析解決問題的能力和實(shí)踐性動手能力，掌握科學(xué)研究的思維方法。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)，進(jìn)取，嚴(yán)謹(jǐn)，扎實(shí)的專業(yè)素養(yǎng)，提高其從事專業(yè)工作的技能與水平，使其成為合格的專業(yè)技術(shù)人才。本課題主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是針對0.5噸/小時(shí)乙醇回收一步完成裝置的設(shè)計(jì)，包括總平面設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)、物料和熱量衡算、設(shè)備的布置設(shè)計(jì)、設(shè)備的選型等。同時(shí)畫出工藝流程圖，設(shè)

5、備裝配圖，非標(biāo)準(zhǔn)零件圖。在設(shè)計(jì)完成之后需要對設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和說明，包括設(shè)計(jì)說明書和設(shè)計(jì)圖紙，其中圖紙必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)，一律用計(jì)算機(jī)打印。 2 設(shè)計(jì)方案2.1 工藝流程設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)采用三步驟。提取液先通過蒸發(fā)器得到混合氣和流浸膏，混合氣經(jīng)過氣液分離器純化，然后進(jìn)入精餾塔進(jìn)行回流，得到純乙醇，達(dá)到回收的目的。2.1.1 工藝流程圖精餾塔氣液分離器 氣體氣液分離器蒸發(fā)器 液體2.2 設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)2.2.1 氣液分離器的設(shè)計(jì)氣體分離器俗稱油水分離器，用來分離氣體中大于5微米的液體和固體顆粒。氣液分離器可安裝在氣體壓縮機(jī)的出入口用于氣液分離，分餾塔頂冷凝冷卻器后氣相除霧，各種氣體水洗塔，吸收塔及解

6、析塔的氣相除霧等。氣液分離器也可應(yīng)用于氣體除塵，油水分離及液體脫除雜質(zhì)等多種工業(yè)及民用應(yīng)用場合。2.2.2 氣液分離器的分離方法氣液分離器采用的分離結(jié)構(gòu)很多，其分離方法也有：1、重力沉降；2、折流分離；3、離心力分離；4、絲網(wǎng)分離；5、超濾分離；6、填料分離等。2.2.3氣液分離器的分離原理一、利用組分質(zhì)量（重量）不同對混合物進(jìn)行分離（如分離方法1、2、3、6）。氣體與液體的密度不同，相同體積下氣體的質(zhì)量比液體的質(zhì)量小。二、利用分散系粒子大小不同對混合物進(jìn)行分離（如分離方法4、5）。液體的分子聚集狀態(tài)與氣體的分子聚集狀態(tài)不同，氣體分子距離較遠(yuǎn)，而液體分子距離要近得多，所以氣體粒子比液體粒子小些

7、。利用物料衡算和能量衡算，參考國內(nèi)外氣液分離器的發(fā)展，設(shè)計(jì)出符合本次設(shè)計(jì)需要的設(shè)備。2.2.2 精餾塔的設(shè)計(jì)塔設(shè)備在一定條件下，將能達(dá)到氣液共存狀態(tài)的混合物實(shí)現(xiàn)分離,純化的單元操作設(shè)備。廣泛用于煉油，精細(xì)化工，環(huán)境工程，醫(yī)藥工程和輕紡織工程等行業(yè)和部門中。塔設(shè)備與化工工藝密不可分，不管多好的工藝路線，沒有良好的與之匹配的化工設(shè)備，就不會達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，實(shí)現(xiàn)不了預(yù)期的設(shè)計(jì)指標(biāo)。因此，塔設(shè)備是工藝過程得以實(shí)現(xiàn)的載體，直接影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和效益。板式塔屬于逐級接觸逆流操作，填料塔屬于微分接觸操作。生產(chǎn)上對塔器在工藝上及結(jié)構(gòu)上提出的要求大致有下列幾方面：（1）生產(chǎn)能力大（2）分離效率高（3）操作

8、彈性大（4）氣體阻力?。?）結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)備取材面廣等。塔型的合理選擇是做好塔設(shè)備設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)，選擇時(shí)應(yīng)考慮物料的性質(zhì)、操作的條件、塔設(shè)備的性能以及塔設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和維修等方面的因素。板式塔的研究起步較早，其流體力學(xué)和傳質(zhì)模型比較成熟，數(shù)據(jù)可靠。盡管與填料塔相比效率較低、通量較小、壓降較高、持液量較大，但由于結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)較低、適應(yīng)性強(qiáng)、易于放大等特點(diǎn)，因而在70年代以前的很長一段時(shí)間內(nèi)，塔板的研究一直處于領(lǐng)先地位。然而，70年代初期出現(xiàn)的世界能源危機(jī)迫使填料塔技術(shù)在近20年來取得了長足進(jìn)展。由于性能優(yōu)良的新填料相繼問世，特別是規(guī)整填料和新型塔內(nèi)件的不斷開發(fā)應(yīng)用和基礎(chǔ)理論研究的不斷深入

9、，使填料的放大技術(shù)有了新的突破，改變了以板式塔為主的局面。在我國，隨著石油化工的不斷發(fā)展，傳質(zhì)分離工程學(xué)的研究不斷深入，使填料塔技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)期，其工業(yè)應(yīng)用與發(fā)達(dá)國家并駕齊驅(qū)，進(jìn)入世界先進(jìn)行列。填料塔由填料，塔內(nèi)件及筒體構(gòu)成。填料塔的發(fā)展史中最主要的就是填料的發(fā)展史。由早期的碎石發(fā)展成為拉西環(huán)，弧鞍形填料等新型填料。與板式塔相比，新型的填料塔性能具有如下優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓力降小，操作彈性大，持液量小等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)綜合考慮流程，產(chǎn)量，分離要求，操作控制等因素，采用填料塔實(shí)現(xiàn)乙醇回收目標(biāo)。2.2.3 設(shè)備流程圖貯液罐精餾塔氣液分離器蒸發(fā)器貯液罐提取液 乙醇廢氣回收器貯

10、存罐 流浸膏 廢氣2.3物料衡算物料衡算的依據(jù)是工藝流程示意圖以及為物料衡算收集的有關(guān)資料。其理論基礎(chǔ)是質(zhì)量守恒定律，運(yùn)用該定律可以得出各種過程的物料平衡方程式。2.4 能量衡算能量衡算的依據(jù)是物料衡算的結(jié)果以及為能量衡算而收集的有關(guān)物料的熱力學(xué)數(shù)據(jù)。其理論基礎(chǔ)是熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律。2.5設(shè)備的選型和計(jì)算藥廠所用的設(shè)備可分為機(jī)械設(shè)備、化工設(shè)備和制藥專用設(shè)備。一般來說，原料藥生產(chǎn)以機(jī)械設(shè)備和化工設(shè)備為主，藥物制劑生產(chǎn)以制藥專用設(shè)備為主。設(shè)備計(jì)算所應(yīng)用的基本方程式主要有反應(yīng)動力學(xué)方程式、物料衡算式和熱量衡算式。若反應(yīng)過程有較大的壓力降，并影響到化學(xué)反應(yīng)速度時(shí)，還要應(yīng)用動量衡算式。主要計(jì)

11、算反應(yīng)時(shí)間、設(shè)備容積、設(shè)備的工藝尺寸等。2.6 車間布置設(shè)計(jì)車間布置設(shè)計(jì)是制藥工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。布置是否合理，不僅與施工、安裝、建設(shè)投資密切相關(guān)，而且與車間建成后的生產(chǎn)、管理、安全和經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)?；ぼ囬g的布置主要有設(shè)備的布置、控制室的布置、輔助生產(chǎn)區(qū)和行政生活區(qū)的布置。2.7 管道的布置設(shè)計(jì)管道設(shè)計(jì)一般包括選擇管材、管路計(jì)算、管道布置設(shè)計(jì)、管道絕熱設(shè)計(jì)、管道支架設(shè)計(jì)等。2.8 “三廢”處理設(shè)計(jì)廢水處理的實(shí)質(zhì)就是利用各種技術(shù)手段，將廢水中的污染物分離出來，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而使廢水得到凈化。廢氣及廢渣處理同理也是利用技術(shù)手段，將其中的污染物分離使氣體或固體得到凈化。2.9非工

12、藝設(shè)計(jì)2.9.1 土建 工廠所在地區(qū)的氣象和地質(zhì)條件，工藝對建筑和結(jié)構(gòu)的要求以及廠房對采光要求的形式和強(qiáng)度。2.9.2 空調(diào)、 冷凍和通風(fēng)除塵空調(diào)機(jī)組的工作原理，工藝對空氣潔凈度等級的要求以及車間內(nèi)氣溫和采暖形式的要求。工藝對通風(fēng)和除塵的要求。2.9.3給水排水和電氣給水排水系統(tǒng)的特殊要求和水質(zhì)要求，以及工藝對用水量的統(tǒng)計(jì)。工藝對生產(chǎn)車間內(nèi)照明的要求，計(jì)算車間內(nèi)消耗的照明電能和單位成品用點(diǎn)的消耗。2.9.4防火防爆與安全衛(wèi)生由于工藝需要加熱加壓的要求，需要提供熱量，在非工藝研究中需要設(shè)計(jì)出供汽系統(tǒng)的特殊要求以及供汽量的統(tǒng)計(jì)。防止各種火源和采用放火防爆結(jié)構(gòu)，并在車間內(nèi)設(shè)置安全出口。由于制藥車間必須符合GMP認(rèn)證，所以車間內(nèi)的必須符合相應(yīng)的潔凈度等級要求。同時(shí)為保證工人的身體健康，應(yīng)說明對車間有毒有害氣體塵埃的隔離方法和對工作人員的保護(hù)措施。2.9.5項(xiàng)目的技術(shù)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目的投資估算和車間的成本估算。3 設(shè)計(jì)所需材料鉛筆，直尺，橡皮，繪圖板等。4 進(jìn)程安排：表4-1 進(jìn)度安排表周 次設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及要求12查閱、整理資料、寫出開題報(bào)告34設(shè)備選擇和總平面設(shè)計(jì)59物料和能量的衡算1011設(shè)備計(jì)算和設(shè)計(jì)12車間管道布置設(shè)計(jì)1316編寫說明書和繪圖17整理設(shè)計(jì)內(nèi)容，準(zhǔn)備答辯5 經(jīng)費(fèi)預(yù)算表5-1 經(jīng)費(fèi)預(yù)算數(shù)量單價(jià)（元）費(fèi)用（元）上機(jī)300(h)1.00300