年产10000吨车用无水酒精项目设计说明书.docx

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1、化工设计-年产10000吨车用无水酒精项目 1/2/2023年产10000吨车用无水酒精项目设计说明书华 南 理 工 大 学 化 工 与 能 源 学 院化学工程与工艺03级（2）班2007年4月人员编制指导老师：王红林组员名单：李沫林（组长）、林映波、雷华杰、李振涛、徐文、王敏、梁思宇、邹煜晖、刘学厅任务分配： 1. 文献、资料检索 全组2. 可行性研究报告 林映波3. 带控制点的工艺流程图 李沫林4. 物料及能量衡算书和物料及能量衡算表 雷华杰、李振涛5. 设备计算及设备装配图 徐文、王敏6. 设备布置图 梁思宇7. 总平面布置图 邹煜晖8. 设备一览表 徐文、王敏9. 工艺说明书 刘学厅目

2、录第一章 项目可行性研究 （4）第一节 项目简介及市场前景研究 （4）第二节 可行性研究 （5）第三节 技术经济指标分析 （7）第二章 工艺流程设计 （9）第一节 工艺流程的选择 (9)第二节 工艺流程图 (9)第三节 无水酒精生产工艺简介 (9)第三章 物料衡算及能量衡算 (11)第一节 物料稀算 (11)第二节 能量衡算 (12)第四章 设备计算及设备装配图 (15)第一节 设备设计及计算 (15)第二节 设备装配图 (20)第五章 设备的平面布置图、剖面图 (22)第六章 带控制点的工艺流程图 (23)第七章 厂区总平面布置(24)第一节 厂区布置的基本任务和要求 (24)第二节 建筑物

3、布置 (26)第三节 厂区总平面布置图 (28)第八章 设备一览表 (30)第一章 项目可行性研究第一节 项目简介及市场前景研究一、项目简介无水酒精是一种基础化工原料, 在化工、医药、农药、染料、油墨、粘合剂、油漆、香料、化妆品、洗涤剂、橡胶等行业大量应用。近几年, 随着世界上能源危机和石油日趋紧张, 无水酒精的需求迅速增长, 无水酒精在国外最大的消费市场是用做燃料, 特别是汽车燃料。生产无水酒精多采用三元共沸蒸馏法, 即在蒸馏时加入第三种物质, 如苯、环乙烷或其他溶剂, 使混合物产生恒沸。该方法得到的产品会含有少量残余溶剂, 影响产品质量, 而且增加了溶剂和能源的消耗。本工艺采用的是吸附法脱

4、水,常用的吸附剂有石灰、活性炭、离子交换树脂、分子筛、硅胶等。目前国际上公认分子筛脱水法节能效果好,以分子筛脱水法生产无水酒精最常用。本项目运用分子筛法生产无水酒精。二、燃料乙醇的应用前景受资源的影响，我国原油供求矛盾日益突出.随着人民生活水平的不断提高以及汽车保有量的持续增长，石油进口量及对外依存度逐年提高。从1993年开始，我国成为石油净进口国，每年需要花大量的外汇进口石油及石油产品。2004年全国原油表观消费量超过2.9亿吨，进口原油达到1.23亿吨，石油对外依存度超过40。权威部门分析认为，未来1520年，我国石油消费仍将较快增长，到2020年我国石油年消费总量将达到4.5亿吨。200

5、4年，我国原油产量1.75亿吨，比上年增长2.9，预计我国原油产量在2010年至2020年将进入高峰期，高峰期年产量预计为1.8亿2亿吨左右。尽管如此，国内供需缺口仍将不断加大，到2010年和2020年，供需缺口将分别达到1.6亿吨和2.5亿吨。从总的形势看，石油资源必将逐步减少，最终将枯竭。为此，世界各国从长远战略考虑，为保证车用能源供应的安全和节省大量外汇支出，有必要减少对进口原油的过分依赖，积极寻找替代能源，采用多种能源，以确保社会经济的发展。“十五”计划纲要中明确提出，要开发燃料酒精等石油替代品，采取措施节约石油资源，现在乙醇汽油在我国还只是在部分省市推开，如果全国各地都能够推广使用，

6、那么每年就能节省更多的石油资源，而节省了不可替代的石油资源，也将给我国能源利用的格局带来重大的变化。实践证明：燃料乙醇作为石油的替代品和可再生能源，对解决粮食深加工转化，稳定粮价和农民收入，减少环境污染、保持生态平衡等诸多方面具有十分重要的意义。而随着世界石油资源的消耗、对环境关注程度的提高、MTBE的禁用以及燃料乙醇应用范围的拓宽，对燃料乙醇的需求将得到极大的激发。因此，推广使用燃料乙醇必将成为中国可持续发展的一项长期战略。乙醇汽油的推广成为了必然。2001 年我国已经将“大力发展汽油醇”产业列入“十五”计划当中,同时国务院已批准在东北、中原等省粮食基地建设几个十万吨以上的无水酒精生产基地。

7、这些都表明,我国政府已开始大力地推动燃料酒精研究计划的进行。预计，今后相当长时间内，燃料乙醇的年增长率将达到12%以上。三、分子筛法制备无水乙醇的市场研究由于乙醇与水存在着共沸点,采用普通精馏法无法得到浓度达99%以上的无水酒精。一般说来,将发酵液中的酒精制成无水酒精要占据整个无水酒精生产过程中能耗的50%80% , 而其中大部分能耗都发生在85%以上。采用苯恒沸精馏法时,每生产80kg 无水乙醇,消耗175kg 蒸汽和370kg 水,每生产一吨无水乙醇,附加值约2000 元,大大失去与汽油的竞争能力。因此,随着燃料酒精计划的实施,如何高效节能地制备燃料酒精已成为一个迫切需要的课题。目前制备无

8、水酒精的方法主要有生石灰脱水法、萃取蒸馏法、真空蒸馏法、离子交换树脂法、恒沸精馏法、盐溶精馏法、无水硫酸钙法、作物吸附法、分子筛法以及膜分离法等。其中,作物吸附法、分子筛法和膜分离法作为新型的方法,具有良好的发展前景,已经在实践中得到了应用。分子筛吸附法也是近20年来发展起来的方法,它在工业上已经有大规模应用。分子筛法与其他方法相比主要具有以下特点: (1)能耗较低。在没有考虑与其他过程集成从而进行能量综合利用的前提下,能耗少于560KJ/L。(2)操作简便。(3)可以全过程采用自动化控制,劳动强度小。(4)整个过程中没有使用任何有毒化学物质。(5)产品质量高。分子筛法自动化程度高,劳动强度小

9、,同时产品质量好,但再生时能耗较大,因而导致整体成本略有上升,适合于大规模的工业化生产,通过规模经营减少其对总成本的影响。综上所述，运用分子筛法制备无水乙醇的市场前景是非常可观的。第二节 可行性研究一、项目战略以及项目范围：以工业酒精为原料，用分子筛法生产车用无水酒精，年产10000吨。二、市场及成品的销售概括：市场研究：政府大力地推动燃料酒精研究计划，石油愈发紧缺，现有市场的车用无水酒精供应相对不足，价格比较昂贵。因此，只要能生产出质优价廉的产品，必将需求很大，无须担心产品销售。进入国际市场的前景：国际上很多国家已经在大力推行车用酒精计划，比如日本、巴西、美国等，并且其实践证明，车用酒精的应

10、用是可行的，无论对国民经济还是对环境的保护，都有巨大的积极作用。这些国家走在新型汽车燃料的前列，随着汽车技术的发展，车用酒精的应用必将是越来越广泛的，因此此项目进入国际市场的前景是光明的。三、原材料及主要设备供应：原料：工业酒精，水，空气。以上原料为基础化工原料，可保证大量稳定供应。主要设备：换热器，竖直列管式冷凝器，分子筛，水平盘管式蒸发器，竖直列管式过热器，真空泵。这些设备要从经济性，先进性、操作维修方便性等方面考虑选用。四、建厂条件及厂区选址：建厂要求：（1）地理环境：良好的地形、地貌、地质，水文等。（2）气候条件: 气候条件良好，适合生产操作，较少发生严重自然灾害。（3）基础设施：完善

11、的供电供水、交通运输、通讯网络、市政建设及生活设施。（4）人力资源：劳动力资源丰富而廉价，高校科研力量集中。（5）地域选择：尽量接近原料和目标市场，降低费用，选择低价的地皮。（6）环境保护：远离市中心，远离居民区，尽量减少污染的影响。综合以上条件及珠三角地区的实际情况，可落址广州永和开发区。五、项目工程及工艺：详见后面说明六、环境保护：三废情况(1) 废气再生过程前期酒精蒸汽冷凝回收,后期为脱附热空气。过程中的污染物为不能被全凝器冷凝的不凝性气体。(2) 废渣在生产过程中,无废渣排出。若再生不当,可致使分子筛劣化报废,报废分子筛可送水泥厂使用。(3) 废液主要为系统冷却水,没有含醇废水排放。七

12、、企业组织和管理方式、人力资源：1.组建项目实施工作领导小组，做好项目实施前的各项准备工作。2.考察厂址是否符合项目要求，审定基建图纸，选定施工企业，订立施工合同。3.确定工艺与设备的实施方案并选定设备供应厂家，签订设备合同。4.制定人员培训上岗计划并实施培训。 5.确定设备调试时间及投产时间。八、项目建设进度安排：项目工程施工周期约为10个月,设备应于调试期完成制造、验收工作。调试期约为2个月，总的项目建设期约为12个月。第三节 技术经济指标分析1项目成本估算初始投资：项目名称项目成本/万元土建工程总费用(含征地及绿化费用)4万平方米2500元/平方米10000万元基建生产厂房及其他固定投资

13、1500设备投资1200施工管理费50合计12750表1. 项目初始投资费用年运行费用：项目名称项目成本/万元原材料费3300动力费228人员福利工资43设备检修费10设备折旧114行政管理费用、辅助材料费200合计3895表2. 项目年运行费用（1） 原材料费：本工艺生产1吨99.5无水乙醇,原料消耗情况为 95 %酒精1.101.18t ,按95 %乙醇3000元/t ,总成本为3000*10000*1.13300万（2） 动力费：平均电耗为380 kW/t，总380 kW/t *10000t*0.6元/KW228万（3） 人员福利工资：20人1800元/月/人12月/年43万元/年（4）

14、 设备检修费：约为10万元/年（5） 设备折旧：设设备残值为：1200万元5%=60万元, 设备使用寿命为10年,则年折旧费为:(1200-60)/10=114万元/年（6） 其他费用：包括行政管理费，辅助材料费等共约200万元。2项目年收益10000吨/年6200元/吨=6200万元/年3项目可行性分析由表可得，该项目初始投资为12750万元，年运行费用为3895万元，年收益为6200万元，每年净收益为2305万元。设项目投资预期收益率为10%，项目寿命期为10年。由此可确定以下技术经济学指标：(1) 投资回收期（静态，动态）项目静态回收期=12750/2305=5.5年项目动态回收期=7.

15、06年(2) 项目净现值项目(单位:万元) 年份012345678910现金流入06200620062006200620062006200620062006200现金流出127503895389538953895389538953895389538953895净现金流量-127502305230523052305230523052305230523052305NPV=-12750+2305/(1+0.1)+2305/(1+0.1)2+2305/(1+0.1)3+2305/(1+0.1)4+2305/(1+0.1)5+2305/(1+0.1)6+2305/(1+0.1)7+2305/(1+0.1

16、)8+2305/(1+0.1)9+2305/(1+0.1) 10=1410万元0所以该项目可行。(3) 项目内部收益率由计算可得, 当i=0.13时,NPV=431.12元 i=0.14时,NPV=-241.55元内插法计算得 i*=0.135+431.12/(431.12+241.55)(0.14-0.13) =0.157由此可得 内部收益率项目预期收益率故由内部收益率法可得该项目可行。4结论本项目具有投资回收期不长，前景广阔的特点，必将产生良好的经济效益和社会效益，是当前投资的理想选择。第二章 工艺流程设计第一节 工艺流程的选择在设计时工艺流程选择应遵循以下三个原则：（1） 所选的流程首先

17、要在经济上合理，有良好的经济效果；（2） 必须保证产品能达到所规定的质量；（3） 在保证质量的情况下，采用先进的技术，力求使生产过程简化 ，且方便管理。为了使所选择的流程既能达到一定技术水平，又能运转可靠，需结合下列具体条件对所选择的典型流程进行修订：（1）根据工厂工人技术水平，采取适当措施保证生产过程能顺利运转，特别是像蒸煮糖化，蒸馏那样的连续生产过程；（2）根据投资情况和仪器仪表供应情况，以及工厂的使用和维修水平，适当配备；流动的自动控制。（3）工艺流程中对淀粉质原料的品种差异能考虑较大的灵活性。第二节 工艺流程图第三节 无水酒精生产工艺简介无水酒精的制造与一般酒精制造方法不同,它不能用普

18、通的精馏方法精馏出来,因为酒精水混合物在酒精成分达97.2%(v/v) 时达到它们的共沸点78.15,此时汽、液两相中的酒精含量相等,都是97.2%(v/v),所以采用普通的精馏方法无法生产出超过97.2%(v/v)的酒精,因此为了提高酒精浓度,去除多余的水分,则需要采用特殊的脱水方法才能完成。本工艺采用的是吸附法脱水,常用的吸附剂有石灰、活性炭、离子交换树脂、分子筛、硅胶等。目前国际上公认分子筛脱水法节能效果好,以分子筛脱水法生产无水酒精最常用。分子筛是一类具有骨架结构的硅铝酸盐晶体。晶体内的阳离子和水分子在骨架中有很大的移动自由度,可进行阳离子交换和可逆地脱水。分子筛的化学组成可用以下的实

19、验式表示:M2/nOAl2O3xSiO2yH2O式中:M金属离子(Na, K, Li, Ca, Mg) ；n金属的价数；xSiO2的分子数,也是SiO2/Al2O3的克分子比；y水分子数。各种分子筛的区别,首先是化学组成的不同。例如:各种分子筛的硅铝比分别为:沸石A 1.52； 丝光沸石 911。沸石X 2.13.0； 沸石Y 3.16.0。分子筛晶体结构不同,造成分子筛的性质不同。硅铝酸盐晶体基元是立体的四面体,再由基元形成复杂的笼型结构, 图1、图2 分别是A 型分子筛中的笼的排列和X、Y型，分子筛的骨架结构如下图。 图1 A型分子筛中的笼的排列 图2 X、Y型分子筛的骨架结构分子筛对高温

20、状态下的气相水分子的吸附能力较强, 将浓度95%的酒精蒸汽过热至一定温度进入分子筛吸附塔,酒气中的水分子流经分子筛填料层过程中,因分子筛的微孔对水分子有很强的亲和力,就将水分子吸附在微孔内,酒精蒸汽中的水绝大部分被吸附除去,实现酒气脱水,从脱水装置排出的酒精气体再进行冷凝、冷却后得到浓度为99.5%99.9%的无水酒精。 第三章 物料衡算及能量衡算第一节 物料稀算年产量为10000000kg 每年检修37天 则每小时的生产能力为10000000/（24*（365-37）=1270kg/hPV=nRT所以流量：V=1270*8.31*473.15/(46*101)=1075m3/h每小时需95%

21、酒精99.9*1270/95=1335kg1吸附PV=nRT=mRT/M原料液的平均分子质量M=M水*5%+M乙醇*95%=45.16流量：V=1335*8.31*473.15/(45.16*101.3)=1147m3/h被吸附的水量为1335*5%-1270*0.1%=65kg/h 塔设为1000mm2000mm的塔，装3000kgMS4A，1/16英寸，粒状（分子筛）4A分子筛的吸附热为1200千卡/公斤水 分子筛的有效吸附容量为70%则吸附热引起的升温可由下式算出：Q=（CGV+CSW）T=（0.480*1147+0.2*2100）*T1=65*1200 解之得T1=80oC上式中V是流

22、量 m3/h；W是吸附剂量 kg；CG是95%酒精气体比热 千卡/米3 oC; CS是吸附剂比热估算穿透时间：T1=80C则此温度下的饱和水蒸气压P1=47.379kPa原料气的绝对湿度H=5*18/95*46=0.02 H=18po/45.16*(P-po)则水蒸气分压po=4.78kPa吸附层相对湿度=po/p1=4.78/47.379=10%查吸附的基础与设计P153图有：吸附量qo=0.14kg水/kg吸附剂吸附带长度Za=u*Nof/Kfav取Kfav=4.0/s NOF=4.6表观流量u=V/s=1147/(3.14*0.52*3600*10-6)=40.5cm/s Za=u*No

23、f/Kfav=40.5*4.6/4.0=46.6cmf(c)=qo(1-Za/2Z)=qo(1-46.6/2*200)=0.884qo 其中Z为塔高 cm穿透吸附容量f(c)=0.884*0.14=0.124则穿透时间TB=2100*0.124/65=4.0小时2解析d=dw*MA*p/MD(P-p)-吸附的基础与设计P169/w=MAp/MD(P-p)-解吸的吸附剂量，公斤； w解吸剂量，公斤 ；MD吸附剂分子筛分子量； MA解析剂空气分子量； P总压,kPa；p吸附组分分压，kPa4A分子筛的分子式为Na2O.AL2O3.2.0SiO2.4.5H2O 则MD=373=2100*28*14/

24、373(101.3-47.379)=25.3kg取解析时间为1h则热空气qm=25.3kg/hQv=25.3*8.31*473.15/(29*101.3)=33.85m3/h第二节 能量衡算无水酒精产量 1270kg/h 每小时需要工业酒精量99.9*1270/95=1335kg V=1335*8.31*473.15/(45.16*101.3)=1147m3/h（分子筛效率按100%算）热空气qv=25.3kg/h (由物料衡算)基础物性资料物流状态温度 比热液体 kJ/(kg)比热蒸汽kJ/(kg)汽化热KJ/kg工业酒精液体或者气体78.8 3.0122.008(0.480cal/kg)1

25、511.8无水酒精液体或者气体78.42.9502.0041472.6水液体25 4.1842256.1空气气体1.4吸附系统1. 换热器原料（工业酒精） 2578.8 产品（无水酒精）220 T？（220由分子筛算得）基准温度 25 输入： 原料 1335*3.012*（25-25）=0（kJ）产品 1270*2.004*（220-25）= 496290.6（kJ）输出：原料 1335*3.012*（78.8-25）=216330.9（kJ）产品 1270*2.004*（T-25）输入=输出所以 T=1352. 冷凝器 冷凝水量W1（kg/h）；基准温度25冷凝水 2565产品 13550输

26、入：冷却水 W1*4.184*（25-25）=0产品 1270*2.004*（135-78.4）+1270*1472.6+1270*2.950*（78.4-25）=2214316.6kJ输出 ：冷却水 W1*4.184*（65-25）产品 1270*2.950*（50-25）=93662.5 kJ所以 W1=12671.2 kg/h3. 蒸发器蒸发器把饱和液体变成饱和气体供给能量Q1 基准温度78.8输入：加热能量Q1原料 1335*3.012*（78.8-78.8）=0输出：原料 1335*3.012*（78.8-78.8）+1406*1511.8=2018253kJ所以 Q1=201825

27、3kJ4. 过热器把原料气升到140基准温度 78.8输入：原料 1335*2.008*（78.8-78.8）=0加热能量Q2输出：原料 1335*2.008*（140-78.8）=164057.6kJ所以Q2=164057.6kJ5. 分子筛（吸附粗略）残留在分子筛上的水由物料守恒可得为1335*5%-1270*0.1%=65kg/h4A分子筛的吸附热为1200千卡/公斤水，分子筛的有效吸附容量为70%，则吸附热引起的升温可由下式算出：Q=（CGV+CSW）T=（0.480*1147+0.2*2100）*T=65*1200 解之得T=80，所以出分子筛的酒精气体温度为220上式中V是流量 m

28、3/h；W是吸附剂量 kg；CG是气体比热 千卡/千克; CS是吸附剂比热吸附的基础与设计基准温度140 输入：原料 1335*2.008*（140-140）=0吸附热 Q3 输出：产品1270*2.004*（220-140）=203606.4kJ水分 65*4.184*（220-140）=21756.8所以Q3=225363.2kJ脱附系统1. 分子筛220空气通过分子筛，带走水分和被吸附的的酒精 基准温度：220输入：空气：25.3*1.4*（220-220）=0水 ：65*4.184*（220-220）=0输出：空气：25.3*1.4*（T-220）水 ：65*4.184*（T-220）

29、脱附热：15369kJ（经验）输入=输出所以T=1702. 冷凝器把湿空气降到80度冷凝水量W2,基准温度：80输入：空气：25.3*1.4*（170-80）=3187.8kJ水 ：65*4.184*（170-80）=24476.4kJ冷凝水：W2*4.184*(25-80)输出：空气：25.3*1.4*（80-80）=0水 ：65*4.184*（80-80）=0冷凝水：W2*4.184*(55-80)输入=输出所以W2=220.4kg第四章 设备计算及设备装配图第一节设备设计及计算一、换热器能量数据1管内流体：质量流量W= 1270kg/h（无水酒精蒸汽） 进口温度：t1220 出口温度：t

30、2180 操作压力：Ph4MPa 管外流体 质量流量：W=1335kg/h（工业酒精液体） 进口温度：T125 出口温度：T250 换热量 Q=100190.75KJ/h2传热膜系数2.1设计参数选择：管径的选择：选用192的钢管。管内流体速度：由表49 列管换热器中常用的流速范围的数据，可设uh11ms-1，用u进行校核。2.2 计算雷诺准数Re Re7212.48可得，流体流动形态为湍流. 流体力学与传热2.3 计算普兰特准数Pr PrCp，ii/i=2000Jkg -1K -1 2.1210-5Pas /0.025Wm-1K-1 =1.6962.4 计算管内侧空气传热膜系数hihi=0.

31、023Re0.8Pr0.3i/di=0.023 (7212.48)0.8(1.696)0.30.025/0.015=323.95 (Wm-2-1)2.5 计算管子间距管间距：s（1.31.5）d0（1.31.5）1924.728.5 (mm)查热交换器原理与设计管间距，得，最小管间距s23.75mm2.6 设置换热管长 因为长管不易清洗，且容易变形，所以取管长L1.5m。2.7 计算换热总管数 设换热总管数为n V1nui di2/4n= 4V1/( ui di2)= 23.5(根) n=24(根)2.8 计算外壳直径Ds(ne-1)+2b ； 管子按正三角形排列时，横过中心管束中心线的管数：

32、ne=1.1=1.14.8(根) 取ne=5(根)b (11.5) d0取b1.5d028.5mm s=23.75mm即：Ds(ne-1)+2b= s(1.1-1)+2b23.755(1.1-1)+57 =23.75(1.1-1)+57=161.2 (mm)查阅化工手册得采用公称直径为D273mm8mm的壳体；管板厚度为：6mm2.9 计算管外水侧传热膜系数ho 管子为正三角形排列时：de0.092 (m)H=(0.21.0)D(0.21.0) 273= 54.6 273(mm) 取H200mm折流板数：Nb-1-16（块）A=HD(1-)=0.20.273（1-）0.01092（m2）壳程冷

33、却水的流速ucVc/As0.0066ms-1Re345.5PrCp0O/O=2430Jkg -1K -11.1710-5 Pas /0.08 Wm-1K-1 =0.541ho=138.8 (Wm-2-12.10计算基于管内表面积的总传热系数Ki查常见流体的污垢热阻，得Rso0.00017m2KW-1Rsi0.000086m2KW-1钢的导热系数45Wm-1-1RsiRso 代入数据，得：0.0000860.00017解得：96.75 (Wm-2-1)2.11计算传热面积对数平均温度tm= =169.38由QSitm得：SiQ/(tm)1.69（m2）校核：换热管总数：nSi/(diL)= 1.

34、69/(0.0152)= 24.0324（根） 选择4根拉杆，管板是28个孔。 流速校正：u10.72 ms-1验证速度约等于假设的速度11 ms-1，符合设计要求。3结构设计3.1 管子在管板上的固定方式因为换热器的操作压力低于4MPa，温度低于300，所以管子在管板上的固定方法采用焊接法。3.2 管程分布与管子排列 管子的排列方法采用等边三角形。设计的冷却器采用单程管 管间距为：s23.75mm总管数为：n28根管子规格：192mm拉杆数为：m4根开孔数：22个二.冷凝器（竖直列管式）1冷凝器数据无水酒精质量流量W=1270kg/h无水酒精体积流量V=1147m3/h冷凝水 W=13355

35、.5kg/h冷凝水走管内, 酒精蒸汽走管间换热量Q=2328835.2KJ/h采用1.5米长,直径 19*2mm 铁管管子三角形排列 . 公称直径 0.325m，长 1.5m。：2设备计算 方法同换热器相同,故省略步骤.设 Ui=0.3m/s ， P=1KPa管内走冷凝水Cp 4.184 kJ/(kg)1000 kg/m354.94*10-5Pa.sui0.3M/Sti25to50管外走酒精蒸汽Cp2.950 kJ/(kg)ti180to50计算得到Rei1032576Pri0.027256hi587.3566 (W/m2)Ho(经验值)2093.022 设备数据 N 70.01389 (圆整

36、到70根)D0.254928 (圆整到0.275m)de0.04775 m tmK449.4855校验的N值71.18981校验的A值5.02956管子按正三角形排列时，横过中心管束中心线的管数9.2根，圆整到10根校验的N值与初设的N值相差小于5%，故此值合理。 三蒸发器 水平盘管式（水平蛇管式）蒸发器数据采用150 ， 1.69MPa 水蒸气。由物料恒算得：需要水蒸气 459.4m3/h工业酒精质量流量: W= 1270kg/h入口温度 50 (液体)出口温度 78.8 (气体)K总=1395.348w/m2*K (经验值)T=28.8计算得到 A=14.75125 m2采用直径25*2m

37、m铁管。分五股进料蒸汽，在内部呈同心圆各自盘成圈，直径分别为：0.1m 0.3m 0.5m 0.7m 0.85m。两圈铁管之间间隔为0.025m。设计得外壳规格为直径1m，高1.6m四.分子筛1分子筛数据 装3000kg MS4A，1/16英寸，粒状 4A分子筛的吸附热为1200千卡/公斤水 分子筛的有效吸附容量为70% 堆密度； 0.9 g/ml原料液平均分子质量M=45.16流量V=1147m3/h被吸附的水量=65kg/h2分子筛固定塔设计得到 填装分子筛约:V=3.3m3查吸附的基础与设计 选用1.50m塔径.高1.8m圆整为1.50m2.00m的塔3穿透时间吸附带长度 Za=u*No

38、f/Kfav 取 Kfav=4.0/s NOF=4.6 表观流量: u=V/s=40.5cm/s Za=u*Nof/Kfav =40.5*4.6/4.0 =46.6cm f(c)=qo(1-Za/2Z)=qo (1-46.6/2*200) =0.884qo 穿透吸附容量f(c)=0.884*0.14=0.124 则穿透时间TB=2100*0.124/65=4.0小时结论：每4小时 ，分子筛停止吸附，进行脱附。转换到另一分子筛进行吸附。五.过热器5.1过热器数据管内(水蒸气) 采用120 1.7 MPa 蒸汽加热蒸汽用量 V=419.45m3管外(酒精蒸汽)无水酒精：78.8140 4 atm

39、质量流量 W=1270 kg/h换热量 Q=249303kJ 5.2过热器设计采用列管式换热器机构.过程省略(参考换热器).得到结果设管内流速 U=6m/s 则需用86根管子 管内Re484.6Pr1.014hi556.6管外Re559.4Pr0.897ho149.9计算K117.48A12.2m2设备管子规格19*2mm管子数80根管长3m外壳直径325mm六.真空泵真空泵数据 分子筛吸水 W=65kg/h 停留时间 T=4h 有查得 脱附气体质量为吸水量20% 气体用量为 13kg/h.采用220 ，1atm 空气进行脱附 总排气 23m3/h由真空泵标准表查得()采用型号为:泵直径：75 mm 流量： 9.5 l/s转速：1000 r/min 轴功率：2.1 kw