【毕业设计】10万ta的乙醇项目设计

乙醇汽油也被称为型汽油，我国使用乙醇汽油是用的普通汽油与的燃料乙醇调和而成。

它可以改善油品的性能和质量，降低氧化碳碳氢化合物等主要污染物排放。

车用乙醇汽油是指在不含乙基叔丁基醚含氧添加剂的专用汽油组分油中，按体积比加入定比例我国目前暂定为的变性燃料乙醇，由车用乙醇汽油定点调配中心按国标的质量要求，通过特定工艺混配而成的新代清洁环保型车用燃料，乙醇还广泛用作不同浓度的消毒剂饮料等。

乙醇现状及建厂可行性分析国内乙醇发展现状及发展趋势目前燃料乙醇的生产大多还集中在国家规定的家定点生产企业。

其中吉林燃料乙醇公司万吨后扩建到万吨，河南天冠燃料乙醇公司万吨，安徽丰原生化公司万吨后扩建到万吨，黑龙江华润酒精公司万吨。

另外，年底广西中粮生物质能源公司木薯乙醇项目投产，年产能为万吨年。

我国燃料乙醇主要生产厂家及其产能生产企业产能万吨主要原料吉林燃料乙醇有限公司玉米黑龙江华润酒精有限公司玉米安徽丰原生化股份有限公司玉米河南天冠燃料乙醇有限公司小麦广西中粮生物质能源公司木薯迄今为止，乙醇的生产方法有粮食发酵法，木材水解法，乙烯间接水合法，乙烯直接水合法，乙醛加氢法，氧化碳二氧化碳和氢气的碳基合成法等这几种制备方法的技术经济指标见表表几种乙醇生产方法的技术经济比较原料粮食石油气电石合成气生产方法发酵法乙烯水合法乙醛加氢法合成法劳动生产率产品成本动力消耗基建费用从表中的数据可以看出，乙烯水合法和合成气合成法除动力消耗较高外，劳动生产率是发酵法的倍以上，产品成本和基建投资只有发酵法的至。

乙醛加氢法，由于首先要由乙烯氧化制取乙醛，增加了生产工序和设备，因此生产成本较高乙烯水合法则由于需要大量消耗乙烯这重要化工原料也在定程度上受到了限制。

发酵法尽管是乙醇的主要生产方法，占全球乙醇总产量的以上，但是需要以粮食和经济作物为原料，如巴西以甘蔗为原料，美国和欧盟以玉米和小麦为原料。

据统计，每吨乙醇大约需要谷物马铃薯和更多的甘蔗。

虽然可以使用纤维素类原料生产乙醇，但同时需要高成本的水解酶或酸，废液产量十分惊人，而且仍有的木质素难以被降解，显然发酵法生产乙醇会越来越受到原料供应地限制，在这种情况下，采用合成气生产乙醇无疑具有良好的发展前景。

未来，中国政府还将继续发展乙醇行业，中国燃料乙醇的潜在市场规模将急剧扩大，国内乙醇汽油消费量占总汽油消费量的比例将上升至以上，这意味着中国乙醇产能和产量将会有个质的飞跃。

本着不与粮争地不与民争粮的原则，改走非粮为主的方案，是未来中国的必然选择。

由于我国富煤贫油，而适合我国国情的技术就是利用煤化工技术，将煤转化为合成气，直接或者间接的合成乙醇。

建厂的可行性分析乙醇不仅是种很好的溶剂，而且还可以作为制取多种化工产品的原料。

煤制乙醇将来可以用来替代粮食发酵法乙醇，用作生产下游化工产品。

据了解，有些企业打算对此进行实践。

比如，江苏索普集团有限公司有关负责人表示，煤制乙醇的用途将用来合成醋酸乙酯。

塞拉尼斯公司也宣布，先期将优先煤制乙醇产品的工业级应用。

据业内人士介绍，中国当前每年消耗工业级乙醇约万吨。

单单我国醋酸乙酯产能就已达到万吨左右，消耗的乙醇就为万吨。

用煤制乙醇生产下游化工产品，不仅能降低生产成本，而且能大大减少对粮食乙醇的依赖。

石油和化学工业规划院高级工程师郑宝山表示，如果煤制乙醇能够成功生产出来，醋酸企业还可以将乙醇脱水生产乙烯，开发在国内有很大市场潜力的乙烯乙烯醇树脂。

黑龙江吉林辽宁河南和安徽省及湖北河北山东江苏部分地区已基本实现车用乙醇汽油代替普通无铅汽油。

基于上述原因，在河南省焦作市地区建立年产万吨的乙醇合成化工厂是十分重要的。

这样方面能源就近利用，另方面可解决当地的就业问题，又可缓解中西部地区对乙醇的需求问题，并且要加大乙醇下游产品的研发，同时河南煤化集团建设有乙二醇项目，二乙醚项目，可以根据市场需求，来分配合成气生产乙醇和乙二醇的量，这样对于厂子经济效益就有了很好的保障，因此，河南煤化集团的投建可以说是非常合理的。

合成气制备乙醇的原理与工艺合成法制备乙醇的原理以合成气为原料制备乙醇的优点主要有原料来源广泛原料可以是固体煤焦生物质气体天然气乙炔尾气焦炉煤气和液体轻油重油焦油等，不同原料生产乙醇的区别主要裙座材料，壁厚为，高度为，裙座与简体的连接采用对焊不校核强度。

接管设计塔顶乙醇蒸汽出口管由前面计算可知塔顶甲醇蒸汽流量为，温度，则体积流量为蒸汽流速，取则出口管面积所以出口管径查表可用规格回流液进口管已知回流液温度为，乙醇液体流量为查表知所以其体积流量取液体流速则回流液入口管查表可用规格塔底出料管因塔底含醇，可近似为水，查表知，下水的密度为，而塔底出料流量为，取流速为。

则出口管径查表可用规格进料管进料状态为乙醇，水，查得此状态下水的密度为，而醇的比重，即甲醇的密度为所以进料体积流量为进料管流速取为，则进料管径查表可用规格再沸器蒸汽入口管由前面计算可知再沸器蒸汽流量为，温度为。

则体积流量为蒸汽流速取，则入口管积所以入口管径查表可用规格第章总结经过段时间以来的资料查询文献搜索设计整理，在老师的指导和同学的帮助下，我顺利完成了本次设计。

本设计按照指设计任务书来编写，工艺先进可行，节能环保，资源综合利用，具有定的成本优势。

设计中的机械设备经复核，符合标准。

同时，本设计在应用传统工艺的基础上，进行了定的改进和创新本设计采用焦炉煤气作为原料气，作为贫油缺气的能源需求大国，充分合理利用大量点天灯外排的焦炉煤气，对建设资源节源型社会，实现经济可持续发展具有重要意义。

而且可以利用合成乙醇，将乙醇生产与消耗形成闭合循环，从而实现减排，减缓地球温室效应。

焦炉煤气制乙醇是资源合理利用的变废为宝项目，项目的竞争优势在于作为原料的焦炉煤气价格便宜，用其生产的甲醇相对于煤炭和天然气作原料具有成本领先优势，在油价高涨能源紧缺的今天，是很好的煤基清洁能源。

该套煤气净化系统吸取了国内各焦化厂的先进经验并且对国外引进工艺进行了消化和吸收，全面投产以后可达如下目标使用寿命长，自动化程度高增加旋流板捕雾器可降低煤气中焦油雾滴和萘的含量改善劳动条件，设备维护置小改善环境状况，所有放散的废气均由排气洗净塔洗涤以后再排。

精馏工段采用垂直筛板塔，新型垂直筛板具有如下特点阻力小，气液接触充分，传质效率高，空间利用率高。

处理能力大。

因气液混合物从帽罩内喷出的流向是水平方向或斜向下，而非普通塔板或填料塔的向上或斜向上方向，液滴的垂直向上的速度分量很小，这就能保证气流中的雾沫夹带很少，可以在板间距不很大的情况下，操作气速很高，加之此塔板气液接触后分离充分，液体中基本不夹带气泡，降液管内不会形成泡沫层，可减少降液管所占面积，提高有效开孔区面积，从而比浮阀泡罩筛板有更高的开孔率，进步提高了此塔的处理能力。

据实际测定，新型垂直筛板塔的处理能力比浮阀筛板等高以上，比泡罩提高左右，比目前公认的高效板波纹填料的处理能力高。

操作弹性大。

因新型垂直筛板夹带量很少，所以不易产生液泛，正常操作时动能因子范围大，其操作弹性比浮阀塔还要大。

结构简单可靠投资省。

此塔板上无活动部件，不会因磨损震动等原因造成传质单元脱落，可保长周期使用性能不会下降，基本无维修工作量。

抗结垢防堵塞性能好。

由于操作气速较高，气流自清洗能力强且升气孔直径大，可有效防止结垢堵塞，有很强的防结垢堵塞能力。

板上液面梯度小，液面横向混合好无流动及传质死区。

问题与建议焦炉气作为甲醇生产的原料气使得甲醇合成气氢气含量过高，可以在以后发展其它化工产品时考虑从合成气中提取氢气，以使合成气氢碳比例最佳，提高装置的利用率，更加节省能量，同时更能发挥焦炉气的作用，发展其它化工产品。

焦炉煤气的净化脱硫问题是其资源化利用的瓶颈和研究课题之。

加氢转化干法脱除有机硫流程长，工艺复杂，脱硫成本高，部分抵消了焦炉煤气的低价优势。

非催化部分氧化转化工艺可大幅度缩短原料气的净化脱硫工艺流程，大大降低原料气脱硫的技术难度，可实现气体脱硫与转化的双重目标合成气氢碳比合理，节省装置造价，是焦炉煤气利用的发展方向。

但非催化氧化转化温度高，对转化炉和配套设备的设计选材及制造要求高，如何降低转化炉和废热锅炉材料要求与制造难度，尽量简化转化炉烧嘴结构，延长烧嘴使用寿命，是该项工艺技术工业化应用的重大研究课题和未来焦炉煤气资源化利用的研发方向。

乙醇生产是技术密集连续操作的工艺，任工序控制不当都会引起连锁反应，实现生产的稳定高效运行，需要各工序密切配合。

做好煤气的净化，是转化和合成稳定运行的前提，只有各工序严格控制各项工艺指标，把影响生产的各种不利因素降到最低，才能实现资源利用的最优化和经济效益的最大化。

关键问题是加强合成气生产乙醇的基础研究和工程示范，取得关键技术的重大突破，尽管国内外研究人员已针对这问题进行了广泛探索取得了重要成果，但仍然存在很多问题，特别是关于高性能耐受性催化剂的开发，以及合成过程与工艺条件的优化。

本设计的系列对传统工艺的改进使得其能量消耗大为减少，生产过程的稳定性和连续性大为提高，符合现代工艺绿色高效生产的要求。

在编写的过程中我对本设计说明书作了多次修改，但限于水平和时间，纰漏在所难免，恳请老师们指正。

致谢十分感谢杨政鹏老师和化工教研室的其他各位老师在毕业设计期间给予我细心的指导不倦的教诲和督促，使我的毕业设计能够按时顺利完成。

同时作为我的指导老师，杨政鹏老师更是给予了我莫大的帮助。

在设计中发现的问题总是及时给予解决，对我提出的疑点耐心详细的讲解。

同时对于很多关键性的问题总能给我提出很多合理性的建议，并对我的设计整体框架以及大的原则性问题提出了关键性的指导。

这些都给我的毕业设计顺利完成打下了铺垫。

还要感谢河南理工大学材料科学与工程学院为设计过程提供了便利的条件，系领导对我们毕业生的关怀。

在毕业设计期间还得到了许多同学的帮助，有的同学给我提供设计借鉴资料，有的同学给我的毕业设计提出了许多宝贵的意见，在此并对这些同学致以诚挚的感谢，参考文献任晓光化工原理课程设计指导北京化学工业出版社，娄爱娟化工设计上海华东理工大学出版社，朱传礼高等学校毕业设计论文指导手册北京高等教育出版社，喻键良