【毕业设计】发酵法年产5万吨乙醇的工艺设计

世纪年代中期开始进行技术革新，首先在糖化剂方商采用微生物糖化剂代替麦芽，年推行机械通风制曲，随后普遍应用液体曲，年开发出高活力糖化酶新菌种进入世纪年代后逐步使用具有国际水平的耐高温淀粉酶和高转化率糖化酶。

在淀粉质原料的蒸煮糖化工艺方面采用级真空冷却连续糖化。

在发酵方面，出现了应用耐高温酵母酿酒用活性干酵母或鲜酵母及固定化酵母的新工艺。

在蒸馏方面乙醇蒸馏的塔器配置从两塔三塔四塔五塔发展到八塔蒸馏，近年来差压蒸馏等新技术正在生产中推广应用。

年来，我国的乙醇生产技术得到很大发展，淀粉利用率达以上，水平高的企业淀粉出酒率达发酵液乙醇浓度由提高到左右每吨乙醇耗煤从过去普遍在吨以上降到吨以下最低达公斤。

进入年代后，随着食用乙醇国家标准的制订和实施，我国乙醇工业的生产技术水平得到了普遍性的提高建立了完善的乙醇产品质量标准，具有生产多种规格乙醇产品的实力世纪年代初期，我国乙醇产品无统的质量标准。

有的厂够度即算合格，有的厂参考外国标准自行规定些检查项目，也有的厂按中华药典中医药乙醇的要求生产。

年，哈尔滨济南天津等乙醇厂应军工的需要按原苏联的乙醇标准试制成功精馏酒精，并按此生产。

年，原食品工业部参照原苏联乙醇标准及中华药典制订了精馏酒精食酒和医药酒精食酒的部颁标准。

至此，我国乙醇工业有了全国统的产品质量标准。

现今，我国已经具备较完整的乙醇产品质量标准体系，并正在对食用乙醇国家标准组织进行修订，以使其进步和国际先进水平接轨。

不断提高并有着先进性的产品标准，有力促进了我国乙醇生产和质量水平的不断提高。

现在大多数企业都能生产普级食用乙醇，相当部分企业具有生产优级食用乙醇的实力，有多家企业进行着高纯度特级乙醇的生产。

糟液治理与综合利用取得长足发展过去，糟液除略行简单过滤直接用作饲料外，基本上不予处理。

随着生产的发展，对糟液的治理第页共页逐步引起重视，世纪年代用薯类乙醇糟液大规模进行沼气发酵取得成功，逐步推广并不断完善，现在最大的沼气发酵罐容已达立方米。

针对沼气发酵后消化液的进步处理，好氧法取得定成效近来南阳乙醇总厂开发出套实用而有效的治理措施，采用物理化学法去除悬浮扬制得部分干酒糟和肥料，利用生物法去除可溶性有机物获得沼气，从而使薯类乙醇糟液的治理实现了经济上有利的达标排放。

乙醇的应用领域乙醇的用途很广，主要有消毒剂医院用的般用浓度为的乙醇溶液，因为这种浓度的乙醇溶液杀菌能力最强此外也是碘酒消毒剂的成分之。

饮料乙醇是酒主要成分含量和酒的种类有关系如白酒为度的酒。

基本有机化工原料乙醇可用来制取乙醛乙醚乙酸乙酯乙胺等化工原料，也是制取染料涂料洗涤剂等产品的原料。

汽车燃料乙醇可以调入汽油，作为车用燃料，美国销售乙醇汽油已有年历史。

此外乙醇还做稀释剂有机溶剂涂料溶剂等几大方面，其中用量最大的是消毒剂。

主要生产工艺乙醇工业生产方法分为发酵法和合成法两大类。

合成法化学合成法是利用炼焦炭裂解石油的废气为原料，经过化学合成反应而制成乙醇。

目前工业上采用的合成法主要是乙烯直接水合法，即将乙烯在浸渍有磷酸的固体催化剂上进行水合反应。

所得稀乙醇溶液需经过精馏提纯以除去部分水和副产物。

此外还有乙烯间接水合法乙醛加氢法合成乙醇等。

乙烯直接水合发乙烯直接水合法就是乙烯和水在高温加压催化剂条件下直接加成得到乙醇的方法乙烯间接水合法间接水合法生产乙醇的出现早于直接水合法。

在年，就已经出现了乙烯在硫酸介质存在下，液相水合为乙醇的实验研究。

经过个世纪后乙烯用硫酸吸收再经水解制备乙醇的方法获得了工业化。

乙醇间接水合法又称硫酸法，采用硫酸作催化剂，经过两步反应，由水与乙烯合成乙醇。

第步乙烯与硫酸作用生成硫酸氢乙酯或硫酸二乙酯或第二步硫酸氢乙酯或硫酸二乙酯水解，生成乙醇，释放出硫酸或硫酸氢乙酯硫酸二乙酯水解过程中伴随有副产物乙醚的生成。

乙醛加氢法此法是将乙醛在，铜催化剂的存在下加氢制得乙醇，其他化学反应式如下乙烯氧化发生产乙醛又分为氧气法和空气法。

氧气法是在，左右的压力下进行反应空气法是在，压力下进行反应。

利用氯化钯做催化剂，在盐酸溶液中使乙烯被空气或氧气直接氧化成乙醛合成乙醇氧化碳和氢气混合气来源十分广泛，我国煤炭储量丰富，大力开发煤气化制备混合气具有广泛的发展前景。

催化剂，催化剂第页共页由反应式可知。

与的摩尔比应符合化学计量关系，或。

因此实际生产中为使混合气的摩尔比恰好为，可采用向欲转化的烃类中通以调整转化后的产取决于产品的产量和周转期。

般因为乙醇厂建在远离市区的地方，交通比较不方便，所以原材料与包装库定要留有定的储备空间，避免因材料或包材不足而影响正常生产。

在建造仓库时，还要充分考虑到各种货物的性质，如是否需要冷冻温度和湿度要求包装规格堆放方式等。

要对各种情况有较确切的估计，满足生产要求。

机修间乙醇厂机修任务可设厂部机修部门和车间机修部门。

车间机修工负责车间的日常运营和维护，如水电车间设备的调试等。

污水处理乙醇厂的废水主要生产废水。

该部分废水排放量约为。

污水水质平均，第页共页。

采用如下图的工艺处理后水质指标为达到国家二级污水排放标准。

污水处理流程示意图见。

图污水处理流程示意图生活设施办公楼食堂宿舍医务室澡堂卫生间等。

供电系统供电要求和相应措施负荷随季节变化较大，大中型厂宜设两台变压器供电，以适应负荷的剧烈变化。

用电性质属Ⅲ类负荷，般采用单电源供电，但乙醇厂供电不及时将造成原料变质，可采用双电源供电。

些车间内水汽多，湿度高，所以供电线路及电器应考虑防潮。

为减少电能损耗和改善供电质量，厂内变电所要接近负荷高度集中的地方。

随着机械化水平不断提高，用电设备也会逐年增加，配电设施要有定发展余地。

车间配电原则配电装置的防护性能要适应环境特征。

车间内部的动力和照明电源应分开。

配电装置应留有定的备用容量备用回路。

配电装置的保护应互相配合以保证可靠性和选择性。

车间内的启动控制设备按情况可集中控制或分散控制当工艺设备许可时优先选择直接启动方式。

主车间配电粉碎糖化发酵等场所湿度高，因此，电气设备器材宜按湿热带条件型选择。

车间总配电最好是在单独的小间内，分配电装置和启动控制设备要能防水气防腐蚀，并尽可能集中于车间的场所。

干线支干线截面积根据计算在放大级。

除粉碎糖化发酵等场所采用铜芯导线为宜外，其余可用铝芯导线。

用水系统乙醇厂用水分类乙醇厂用水主要分为清洗设备用水洗刷地坪用水冷凝二次蒸汽和真空泵用水进入产品用水冷却用水生活用水消防用水等。

给水系统和配水系统本设计选用地面水给水系统。

优点是水费便宜，日常费用少，但技术管理复杂，取水构筑物多，需系统的净水装置，次性投资大，水温随季节变化，易受环境污染。

冷却水循环系统制冷蒸发浓缩等需要冷却水，为减少给水消耗，常设置冷却水循环系统。

排水系统排水采用明沟。

明沟宽，深，坡度为。

明沟终点排水地漏，用铸铁排水管或焊接钢管排至室外。

外管道最小覆盖深度在行车道下，般不小于。

污水隔栅调节池上流式厌氧污泥床沉淀池生化接触氧化池二沉池生物碳塔终端水池第页共页人力组织基本原则劳动力组织原则由于乙醇工厂定员的多少直接影响到工厂的经济效益，以及工厂些辅助设施的个数大小，所以在设计时可参照相仿生产条件的老厂，在编排产品方案时要使用班产量来调动劳动力，使每班所需工人数基本致，在生产高峰期可请用临时工。

企业组织原则企业实行厂长负责制，各部门负责人直接受厂长负责，并实行三级管理，厂科车间及人员编制以组织好生产为原则。

车间劳动制度由于精馏过程属是不能停歇的，故全年除检修外都要不停地生产。

本设计暂定工人每天工作实行倒班制。

国家法定节假日不休息，平均年工作日为天。

在正常情况下，乙醇车间每天实行三班制，每班八小时，机械设备大修每三年次，保养每年次。

乙醇生产车间人员编制乙醇生产车间人员编制见表。

表人员编制工种班制男女总人数原料除杂工段粉碎工段液化工段糖化工段除菌工段发酵工段精馏工段检验室安全员技术员车间主任机动人员总计第页共页符号说明符号说明符号说明生产能力发酵罐中醪液量，每天进行加料的发酵罐数目，个为筛面有效宽度，糖度，为物料松散系数热量，对流辐射给热系数表散失的表面积，发酵罐的个数平均温度差，发酵周期所需的时间，总传热系数，﹒罐容积，液体停留时间，泵压力，η储罐容积利用系数塔筛孔中心距，雾沫夹带量，换热器开孔率塔径，对流给热系数，﹒换热面积欲度塔高，校正系数物料流量，表面张力阻力，液柱摩尔质量，密度，轻组分气相组成粘度，﹒轻组分液相组成开孔区面积，板效率孔径，气相体积流率，空塔气速，液相体积流率，降液管内液层高度，截面积，液层阻力，液柱堰长，液层高度，堰上液层高度，塔板压降，板上清液高度，换热面积，热流量，所需换热面积，第页共页致谢在本次设计中，收集资料到最后的设计完成，都经过了刘军海季晓辉等老师的悉心帮助和指导，历时三个多月，终于完成。

通过本次设计，学习并掌握了许多工厂设计所必备的知识，为以后的学习和工作打下了良好的基础，并深深的感到要完成个良好的工厂设计方案，不仅要求工艺设计人员要具备深厚的工艺知识及其它专业的基础知识，而且于其他人员的互相协作也是密不可分的。

本设计从开始到结束，各位老师都是热心辅导，毫无保留的把知识传授给我们，并认真谨慎的总结了其他毕业生设计中存在的各类问题，对我们在设计中存在的疑难问题提供了大量的信息，并耐心给我们讲解和解答，力求作到设计的合理性和可行性。

最后，向所有支持关心帮助和鼓励我的老师同学和朋友们表示衷心的感谢，感谢他们对我的无私帮助与指导，感谢学校为我们提供了如此好的学习条件。

并祝各位老师身体健康，工作顺利，第页共页参考文献顾其丰生物化工原理上海上海科学技术出版社，马赞华酒精高效清洁生产工艺北京化学工业出版社，天津轻工业学院，大连轻工业学院等工业发酵分析北京中国轻工业出版社，高孔荣发酵设备北京中国轻工业出版社，郑裕国，薛亚平，金利群等生物加工过程与设备北京化学工业出版社，沈怡芳白酒生产技术全书北京中国轻工业出版社，华南工学院，无锡轻工业学院等酒精与白酒工艺学北京中国轻工业出版社，顾国贤酿造酒工艺学第版北京中国轻工业出版社，马晓建，李洪亮，刘利平等燃料乙