年产3.70万吨优级食用酒精生产装置发酵工段的工艺设计

年产3.70万吨优级食用酒精生产装置发酵工段的工艺设计
年产3.70万吨优级食用酒精生产装置发酵工段的工艺设计

吉林化工学院生物与食品工程学院课程设计

年产3.70万吨优级食用酒精生产装置发酵工段的工艺设计

学生学号:

学生姓名:

专业班级:

指导教师:

职称:

起止日期:2015.4.14~2015.4.28

吉林化工学院

Jilin Institute of Chemical Technology

目录

摘要...................................................................................................................................... V Abstract .................................................................................................................................. V 第1篇设计说明书.. (1)

第1章绪论 (1)

1.1 设计项目的意义及依据 (1)

1.2国内外研究状况 .................................................................... 错误!未定义书签。

1.3 可行性分析 (1)

1.2 产品方案及生产规模 (3)

第2章工艺论证 (4)

2.1 生产方法 (4)

2.1.1粉碎工段 (4)

2.1.2液糖化工段 (5)

2.1.3发酵工段生产方法 (5)

2.1.4精馏工段生产方法 (5)

2.2 设计厂区的自然条件 (6)

2.2.1环境卫生 (6)

2.2.2地理位置 (6)

2.2.3地质条件 (6)

2.2.4气象条件 (6)

2.2.5抗震条件 (6)

2.3原料、产品规格及公用工程 (7)

2.3.1 玉米原料规格 (7)

2.3.2 酶的规格 (7)

2.3.3 酵母的规格 (7)

2.3.4 营养盐、酸、碱的种类及规格 (7)

2.3.5 产品及副产品的产量 (8)

2.3.6公用工程 (8)

2.4 厂址及原料运输 (8)

2.4.1.原料供应与产品销售 (8)

2.4.2.能源供应 (8)

2.4.3.给排水 (9)

2.4.4.所选厂址应有足够的面积 (9)

2.4.5.交通运输 (9)

2.4.6.企业协作与城市规划 (9)

2.5 环保和安全 (9)

2.5.1 纯酒精的性质 (9)

2.5.2 火灾防范 (9)

2.5.3 粉尘爆炸防范 (10)

第3章工艺设计说明 (11)

3.1 发酵工段 (11)

3.1.1生产工序的目的和要求 (11)

3.4.2生产原理 (11)

3.4.3原料及产品规格 (11)

3.4.4流程叙述 (12)

3.4.5开车前准备工作 (13)

3.4.6正常开车步骤 (14)

3.4.7 发酵工艺参数 (15)

3.4.8停车步骤 (17)

3.4.9生产异常现象及处理方法 (17)

第2篇设计计算书 (18)

第1章发酵工段物料恒算 (18)

1.1主要设计条件及工艺参数 (18)

1.2酵母种子罐进料流量的计算 (18)

1.3 预发酵罐出料流量的计算 (19)

1.4 发酵罐流量的计算 (19)

第2章发酵工段设备计算 (20)

2.1 种子罐 (20)

2.1.1相关说明 (20)

2.1.2.种子罐计算 (20)

2.1.3.种子罐几何尺寸的计算 (20)

2.2 发酵罐的计算 (21)

2.2.1 发酵罐物料衡算 (21)

2.2.2.发酵罐体积的计算 (21)

2.2.3.发酵罐几何尺寸的计算 (22)

2.2.4管道计算 (22)

2.2.5 泵的计算 (23)

2.2.6发酵工段换热器的计算 (24)

2.2.7 成熟醪中间罐的计算 (26)

2.3 发酵工段设备 (27)

第3章总结......................................................................................... 错误!未定义书签。致谢........................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献 .. (31)

摘要

本设计的主要内容是半糖化法 3.70 万吨∕年优级食用酒精液糖化装置的工艺设计。并使产品质量达到食用酒精国家标准GB10343-2008。依据东北地区的特点选择以玉米为原料,厂址选择在有“玉米黄金带”之称的吉林省吉林市郊区。工艺上的设计为:半塘化法液化糖化工艺(提高淀粉利用率)、连续发酵工艺(提高生产效率)、六塔压差蒸馏工艺(保证产品质量及提高热能利用率)、分子筛工艺,通过物料衡算、设备选型计算、水电汽耗的计算等合理优化设计生产工艺过程。关键词食用酒精液化糖化发酵蒸馏

关键字:食用酒精液化糖化发酵蒸馏

Abstract

The main elements of this design is the output of 41,000 tons process equipments preliminary design of neutral alcohol by Semi-saccharification method.The quality of product come to edible alcohol of national standard GB10343-2008. Based on the characteristics of the northeastern region choose to corn as raw material, the site chosen in a “golden maize belt”, said the outskirts of Siping City, Jilin Province. The process is designed to: double-glycosylated enzymatic liquefaction technology (reduced the heat energy loss), continuous fermentation process (enhanced the production efficiency), the five towers pressure distillation technology(both guaranteed the product quality and to raise the heat energy use factor), molecular sieve technology, through the material balance, equipment selection, the water consumption of electrical calculations ,to design a reasonable optimal process

Key words: Edible ethyl alcohol Fluid saccharification Fermentation Distillation

第1篇设计说明书

第1章绪论

1.1 设计项目的意义及依据

酒精在我国酿酒行业、化工行业、橡胶工业、油漆涂料工业、电子工业、照相胶片及纸浆生产行业、医药行业、香料工业、化妆品行业等,都发挥着重要作用。食用酒精作为硬饮料中不可缺少的添加成分,它的品质越来越受到人们的重视,特别是我国做为世界白酒消费大国,食用酒精品质的好坏,就显得更重要了。可以说,食用酒精品质的好坏是涉及到千家万户的大事[1]。

玉米作为酒精生产的主要原料在国内外都得到了普遍应用。随着科学技术的不断发展,酒精生产的传统工艺不断被更新,取而代之的是自动化程度高,操作简单的新技术,新工艺。传统的玉米生产酒精工艺在水、电、汽的消耗上非常大,而且传统工艺在蒸煮过程中由于温度高,会使相当部分的淀粉转化为焦糖,最终会影响到产品的产量和质量。因此研发新工艺,提高酒精的产量和质量是当前酿酒行业的关键。

由于微生物发酵法生产工艺成熟,能耗低,对生产设备要求不高,且能就地取材,充分利用本地资源,因此,该法被广泛使用。但由于发酵残糖高,发酵不彻底仍然是瓶颈问题。目前淀粉出酒率与理论值还有一定的差距。经过几十年的努力,我国酒精工厂的发酵醪酒精含量已经增加到10%左右,但与国外发酵醪的浓度普遍在13%以上。发酵浓度低不仅影响了设备的使用效率,而且增加精馏和蒸煮的能耗,在DDGS的回收时处理量也大大增加。为了对发酵工艺进一步改善,本设计采用耐高温活性干酵母进行发酵。提高发酵浓度后,可大幅度地降低产品回收成本,可以由几乎相同的能量消耗精馏出更多的产品。另外,提高发酵浓度后,可以在基本不改动现有设备的情况下提高设备利用率,减少人工和能耗,减少工艺水用量,缩短发酵周期,减少发酵罐清洁费用,减少DDGS蒸发量,从而大大降低了生产成本。

1.2国内外研究现状

酒精工业是基础的原料工业;其产品主要用于食品、化工、军工、医药等领域,在我国已有近百年的历史。解放前、我国酒精工业基础十分薄弱,只有沿海、东北、四川等地的小生产厂家,建国后我国的酒精工业通过十年的努力、在生产技术上有了很大的提升,但是,在酒精生产的节能,综合利用,自动化方面与国际先进水平还有相当的距离。酒精行业以前主要是国营企业,现在合资、兼并、股份、集体和私营企业的比重增大,随着国企改革的深入,私营企业将会很大的发展,行业管理的难度加大。近年来,随着国家深化改革的发展步伐,酒精行业也出现了前所未有的生产市场危机:(1)酒精生产严重过剩,产需不平衡。(2)酒精市场萎缩,竞争激烈。加上合成酒精,糖酒精的低价冲击,使本来就形势严峻的酒精市场竞争更加激烈,企业开工率低,企业处于频繁开停,

维持生产的状态,企业效益大幅下降[2]。酒精生产的方法主要有化学合成法和生物发酵法两种。世界上百分之九十五的酒精工业采用发酵法。酒精的用途主要有3种:工业用酒精、食用酒精和燃料酒精。世界上主要用于作为燃料,目前世界上普遍应用的燃料酒精有两种[3],变性酒精和含水酒精。巴西的燃料酒精工业[4],巴西目前是世界上年生产燃料酒精最多的国家也是世界上唯一不使用纯汽油作汽车燃料的国家,主要生产含水酒精和无水酒精。巴西燃料酒精工业主要原料是甘蔗。在巴西有300多家酒精厂,其中的200多家是联合产糖的[5]。美国式世界上第二大酒精生产国,其中80%为燃料酒精,仅次于巴西的产量。2003年全美以玉米为原料的酒精生产厂有67%采用干磨法,33%采用湿磨法。其生产水平是每蒲式耳玉米生产2.5(湿磨法)—2.75加仑的乙醇,产率为0.3125(湿磨法)—0.3375(干磨法)[6] 。欧洲燃料酒精工业起步较晚,而且发展不是很快,EU制定的燃料酒精发展计划大部分归属于整个生物燃料的发展计划中。欧洲的农业发展形式和美国的大不相同。玉米在欧洲的大部分国家都生长得不是很好。小麦和甜菜则更多地用于乙醇生产。欧洲生物燃料的发展很不平均。大多数产品产自法国、德国和意大利,少量的出自西班牙、比利时、澳大利亚和瑞典,英国和其他欧盟国家几乎不生产。我国石油年消费以13%的速度增长,而能源产量只能满足国内需求的70%,是世界仅次于美国的石油进口国,2003年进口原油9112万吨,2004年将超过1

亿吨,至2020年要实现GDP翻两番的目标,我们要支付巨大的“能源账单”。我国原发酵酒精生产能力达450-500万吨,约有1100家生产企业,其中大部分(占酒精企业80%以上)是小型企业,年产量在万吨以下。东南亚和澳大利亚的燃料酒精工业;为了进一步发展燃料酒精工业,泰国2003年底调整了甘蔗原料的价格,预计2004年全年将有2600万吨甘蔗被用于生产酒精。泰国政府还致力于发展酒精原料的多样化,木薯、甘蔗渣和糖蜜已经在工业中得到应用。2003年泰国总产甘蔗7400万吨,燃料酒精的生产水平是每吨甘蔗产酒精70升[7]。

印度每年进口原油1.1亿吨,占原油总需求量的70%[7]。为了减少对原油进口的依赖,印度制定了详尽的计划加大变性燃料酒精的生产。据2002年的统计资料显示,在印度的马哈拉施特拉和阿塔普拉德地区的329个加油站共售出1200万升的变性酒精(E5)燃料[8]。目前印度主要以粉碎和发酵甘蔗废料生产酒精[7]。澳大利亚农业部对燃料酒精工业发展制定了详细的规划,在2001年公布的一个计划中提到,争取2010年,年产酒精3.5亿升,相当于现有汽油市场的7%,整个液体燃料市场的1%。农业部发布的信息还包括,2010年以前,确保生物燃料占澳大利亚全国运输燃料总量的2%,为此要在相关项目建设中至少投资5000万美元,至少新建5家酒精厂,新增建筑2300个和新增工作岗位1100个[9]。

1.3 可行性分析

从技术上讲,本设计采用工业上成熟的生产工艺,可以实现。从可持续发展上讲,石油是不可再生资源,而酒精是可再生能源,国际上石油能源紧缺,酒精作为一种新型生物能源倍受重视。从市场供求上讲,酒精广泛用于食品工业、化学试剂、医学、农药、油漆、颜料、化妆品、燃料、香

料、国防工业、电子工业、航天工业等许多行业,比较乐观。此外,工业酒精是合成橡胶、聚氯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、氯乙醇、氯乙烷和乙基苯等的主要原料,还可作为酒基、浸出剂、洗涤剂、溶剂、表面活性剂等。而且,近几年,燃料乙醇在国内的推广,拓展了酒精新的应用领域。

表1-1酒精国家标准GB1034-2002--感官和理化指标规定值简表

项目单位特级优级普通级

外观无色透明

气味具有乙醇固有香气、无异味无异臭

口味纯净、微甜纯正、微甜较纯正

乙醇(20℃)%(体积)≥96.0 95.5 95.0

氧化时间(15℃)Min≥40 30 20

色度号≤10

硫酸实验

甲醇

mg/L≤10 10 60 2 50 150

醛(以乙醛计) 1 3 30

正丙醇 2 35 100

异戊醇+异丁醇 1 2 30

酸(以乙酸计)7 10 20

酯(以乙酸乙酯计)10 18 25

不挥发物10 20 25 重金属(以Pb计) 1

氰化物(以HCN计)5(用玉米为原料产品)

1. 4产品方案及生产规模

工艺以玉米为原料采用半糖化法生产优质食用乙醇,年产量3.85万吨,年工作日330天,酒精产率≥95%,次级酒精和杂醇油≤ 4.5%。产品质量国家优级食用酒精标准(乙醇含量≥95%,体积分数),淀粉含量63%,水分14%~18%。

第2章工艺论证

众多酒精发酵技术中,在减少杂菌生长和节省能源的应用上浓醪发酵是非常有前景的[10]酒精发酵生产作为一个成熟发酵产业在我国已有上百年历史。浓醪发酵技术在酒精企业获得普遍的成功和不断的认可,其目的在于:①降低能耗,在酒精生产过程中能耗是继粮耗以外的主要成本,可以使企业获得最大的产率,提高企业生产能力,同时还可以降低生产成本。从粮耗上讲,理论上淀粉的出酒率为61,4%,在实际生产过程中,一般出酒率达到54%.即得率为88%,考虑酵母增殖所耗糖分.实际已达到90%,为此酒精生产成本中能耗起主导作用。经验表明,酒分每增加1%vol,蒸汽用量将减少300 kg。②节约工艺用水,目前一般酒精厂的料水比为1:2.5~3.0,采用浓醪工艺为1:1.8~2.0,吨酒精用水节约2 t以上。③降低DDGS的生产成本,提高其出率。发酵醪浓度高,固形物含量也高,分离、干燥费用就低,其出率也高。④减少废水量。⑤提高设备利用率。

[11]

采用浓醪发酵生产酒精,可缩短发酵周期,降低能耗,提高设备利用率,蒸馏能耗少,生产成本低及酒糟易处理等优点,是一种具有巨大应用价值的酒精发酵技术[12]。目前,大量研究表明,在玉米酒精浓醪发酵过程中分别添加适量植酸酶、酸性蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶,可进一步提高酒精产量,增加原料出酒率[13--15]。因此,研究开发适于酒精生产的辅助酶制剂是降低酒精生产成本的重要手段之一。[16]然而, 酒精浓醪发酵时, 高底物浓度和高酒精度会限制酵母菌的生长繁殖,对酒精发酵产生强烈的抑制作用。因此,发酵工艺的改进和耐高浓度酒精酵母的选育是实现酒精浓醪发酵工业化生产的关键。[17]

酿酒活性干酵母应用于酿酒行业和超级酿酒酵母应用于酒精浓醪发酵,不仅是我国酿酒工业的技术革命,而且极大地推动了酒精行业的技术快速发展。目前,酿酒活性干酵母广泛应用于酿酒工业和酒精的浓醪发酵以及燃料酒精工业。针对酒精生产原料的变化,酒精生产工艺的不同,酿酒活性干酵母的适应性和发酵浓度将会提高;酵母对温度、渗透压以及对产物、底物的抑制的敏感度将降低;酒精生产工艺的控制要求将进一步提高,对酿酒活性干酵母对酵母质量的要求也将更高。(孙悟) [18]安琪公司的玉米酒精专用的“超级耐高温酿酒高活性干酵母”这一新酵母品种,开始用其代酒原高温酿酒酵母用于生产并验浓发酵在不改变原产设备的条件下收到良好的效果。

2.1 生产方法

2.1.1粉碎工段

玉米中淀粉含量高达70%左右,蛋白质含量占9.7%,胚芽含量占6%~8%,纤维含量9.8%。玉米不仅是生产酒精的良好原料,而且在生产酒精的同时,应开展提取玉米油、蛋白等综合利用。以玉米为原料生产酒精,目前国内大多均采用干法粉碎生产,胚芽、蛋白等没有被充分利用,这是资源

的极大浪费;而国外发达的资本主义国家则采用湿法生产,同时对玉米各组分实行综合利用。工业上从节省能耗和占地面积角度考虑,选用的是干法粉碎。

2.1.2液糖化工段

为简化生产工艺,便于工业化生产,我们采用添加液化酶和糖化酶即所谓双酶法的生产工艺。糖化是淀粉发酵生产酒精的重要前期处理步骤。糖化工艺为半糖化法。半糖化法可以降低由于糖份过高而在发酵过程中产生的底物抑制。半糖化法可以缩短酿酒周期,生产实际证明半糖化法还可以提高出酒率。相反全糖化法糖分过高,在发酵过程中容易产生底物抑制。因此我们采用半糖化的方法法进行工艺生产。

糖化酶将淀粉液化产物糊精及低聚糖进一步水解成葡萄糖。糖化酶能作用于淀粉、糊精、低聚糖等,是糖苷键连接的葡萄糖残基逐个水解分离。糖化酶也能水解麦芽糖为葡萄糖。

2.1.3发酵工段生产方法

采用大罐连续发酵方法,共采用8个罐。第一个罐和第二个罐作为干酵母的复水活化,可适量加入营养盐,第三个罐至酵母的扩大培养,第四个罐至第六个罐是主发酵罐,第七个罐是后发酵罐,第八个罐作为成熟醪中间罐,并可在发酵不彻底时作为发酵罐使用。酵母菌种采用干酵母,在使用前只需复水活化即可,省去了菌种培养的过程。

31、41罐主要用于活性干酵母的复水与活化。糖化醪进入前,应先对该罐进行CIP清洗。缓缓加入糖化醪,是还原糖的浓度保持在10%左右,向61罐输送种子液。

61罐是一个扩大培养罐,pH值为3.6~3.8,通过螺旋板式换热器将温度控制在31~32℃,糖化醪、种子液、洁净的空气、营养盐等连续进料。物料经底部离开61罐,部分回流,部分由泵从顶部进入到81罐,该罐是一个主发酵罐,发酵速度迅猛,它的液位,PH值和温度控制与61罐一样。

81罐产生的热量很大,发酵完后,物料还是经底部留出部分回流,部分由泵从82罐顶部进入,一般情况下,81、82、83都是主发酵罐,84属于后发酵罐。在后发酵罐阶段,还原糖的浓度较低,酵母逐渐老化,因此发酵速度变慢,物料离开84罐后,进入到0311罐,准备进入精馏工段。

发酵温度为32℃左右:温度过高,菌种老化;温度过低,菌种生长不好。

大罐连续发酵法操作方便、生产稳定、易于实现过程的自动化控制,设备利用率高。

2.1.4精馏工段生产方法

采用六塔差压精馏技术。采用该流程,可生产优级食用酒精,每吨酒精耗蒸汽量仅为2.1t,比常压精馏每吨酒精可节约2t多蒸汽。整个过程的热量被循环使用,从而节约了大量能量,而且所生产的酒精纯度高,弥补了传统精馏技术能耗高、产品纯度低的缺点。同时,在精馏塔可以得到副产品杂醇油。粗馏塔底的酒精糟用于生产高蛋白饲料,然后,再经过萃取,从饲料中提取玉米油。

2.2 设计厂区的自然条件

2.2.1环境卫生

表 2—1国家区域标准

项目一级区域二级区域三级区域

空气含尘量(mg/m3)<0.15 0.15~0.3 >0.5

高度洁净区一般标准区污染区

2.2.2地理位置

厂址选择满足以下几点要求:①防洪:厂区应设在历年最高洪水线0.5m以上;②郊区;③主要风向:居民区的下风侧;④排水:平地坡度不小于0.5%,在主要地段不大于2%;大型厂≤4%;中型厂≤6%;小型厂≤10%;⑤水质合格,水量够用。

2.2.3地质条件

避免在溶洞、沼泽、断裂带、流沙、矿区上面建厂。地耐力:一般15t/㎡,另外,还应该注意冻土层。

2.2.4气象条件

要求积累10年以上的资料,有最高,最低,平均资料。

①风向:建在当地全年主导风向的下风侧。

②气温如表 2—2:

表 2—2 吉林市气温表

气温最热月最热

时平均

极端最低最热月平均

最冷月最低

时平均

最冷月平均

℃25.3(7月)—34.9 22.7 —34.9 —16.9

2.2.5抗震条件

我国规定:①地震6度裂度或以下适合建厂;②地震7度裂度地区适合加固厂房。造价增加15%,不适合建厂;③对于地震8度裂度地区,采取更为严格的措施,包括采用框架结构,梁加大,造价增加30%,不适合建厂。

2.3原料、产品规格及公用工程

2.3.1 玉米原料规格

表2-1 玉米原料规格

项目淀粉含量(%)水分(%)杂质霉变来源

规格63 14 少无市场或农村收购

2.3.2 酶的规格

表2-2 液化酶、糖化酶的规格

项目规格保质期厂址

液化酶 2.5~3.5万/ml 25℃,3个月天津市经济技术开发区南海路150

糖化酶10万/ml 25℃,3个月吉林市经济开发区三号道

2.3.3 酵母的规格

表2-3 酵母的规格

名称配料用途用量

超级安琪耐高温活性干

酵母天然酵母、乳

化剂

酒精浓醪发

按吨原料:0.1%~0.2%

按乙醇:0.3%~0.1%

保质期生产商

12个月安琪酵母股份有限公司

2.3.4 营养盐、酸、碱的种类及规格

表2-4 发酵工段辅助原料的种类及规格

项目规格

磷酸氢二氨养分

尿素总氮

硫酸浓度14%~18%

氢氧化钠浓度≤10%

烧碱液浓度≥50%,CIP清洗

抑菌物质青霉素呈酸性,在特定情况下减少其用量,可以提高种子罐的pH值;一般交

抑菌灵替使用,防止细菌产生抗药性。

2.3.5 产品及副产品的产量

表 2-5 产品和副产品规格

名称年产量(吨)

食用酒精38500

工业酒精760

杂醇油1900

2.3.6公用工程

表 2-6 公用工程参数

名称规格说明

1 工艺水符合饮用标准26℃

2 糖化发酵冷却水无腐蚀、无泥沙、低硬度0.35MPa(表) ≤18℃

3 蒸馏塔冷却水无腐蚀、无泥沙、低硬度0.35MPa(表) ≤28℃

4 动力电380v±5%三相带零线

5 低压电220v 50Hz±5%--

6 无菌压缩空气≤0.2MPa(表) 露点-40℃工作压力200N·m3/h

7 加热用水蒸气0.6MPa(绝压) 液化、糖化、糊化、蒸馏

9 加热用水蒸气0.3MPa(绝压) 空气过滤器消毒

2.4 厂址及原料运输

2.4.1.原料供应与产品销售

所选的厂址应尽量接近原料产地,异地原料应保证供应方便,减少运输损失,进厂后需有相应的储备工艺,以保证正常生产,降低原料成本。

选择厂址时,应考虑满足把本地区的风俗习惯与广泛性的更新要求。

2.4.2.能源供应

选择厂址时要考虑供热方式、汽量及气压等情况。

2.4.

3.给排水

所选的长址必须有符合要求的水源,应尽量靠近城市的排水系统,以便统一处理。如附近无排水系统,则需自行设计污水处理站排放。

2.4.4.所选厂址应有足够的面积

场地面积的选择有利于全厂总平面图的合理布置,符合工厂规模的需要,提高全厂性的经济指标,并友谊顶的扩建余地为原则。

2.4.5.交通运输

要求交通运输方式可靠,铁路、公路、水路优势明显,且有发展的前景。

2.4.6.企业协作与城市规划

在确定厂址时,必须有城建规划部门的意见。还必须熟悉附近企业的特点、近期协作的愿望与条件、发展的远景对本厂址的影响等,以便相互协作、共同发展。

2.5 环保和安全

发酵工厂在生产过程中,要排放出大量的废气、废水和废渣,简称三废。另外,噪声也是一种污染,损害人体健康,应采取措施防治。酒精发酵工厂排出的废气主要是二氧化碳,发酵工厂排出的废水属于高浓度有机废水。三废的治理应因地制宜的采取多种方式。噪音的防治主要考虑压滤机械、粉碎机械的噪音。

本设计为玉米发酵生产优级食用酒精,按GBJ-16-87生产的火灾危险等级,定为戊级,按GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》,发酵车间防爆为2级,耐火等级为2级。因此其厂房层数及面积皆不受限,厂房的防火间距为10m。

2.5.1 纯酒精的性质

纯酒精是无色透明的液体,比水轻,具有特殊的芳香和刺激味,吸湿性强,可与水以任意比例混合并产生热量。酒精是挥发、易燃烧的,燃烧时产生大量的热量,燃烧产物是水和二氧化碳。酒精蒸汽与空气能形成爆炸性混合气体,爆炸极限为3.5~18%(体积分数)。

纯酒精沸点78.3℃,浓度0.7893g/cm3,熔点-114℃,闪点12.8℃,比热容2.57J/g·K,蒸发热918.76KJ/L。

95%(体积分数)酒精密度0.8114g/cm3,沸点78.75℃,燃烧热23446KJ/L。

2.5.2 火灾防范

(1)在贮存酒精中室温不能超过32℃,液态酒精温度不能超过29℃。

(2)在贮存中要加强通风、降温,使酒精气体含量低于3.3%。

食用酒精工艺文献综述

吉林化工学院化工与生物技术学院 文献综述 食用酒精发酵液糖化工艺 学生学号: 学生姓名: 专业班级: 指导教师: 起止日期:2014.4.14~2014.4.28 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology

1 前言 能源是当今世界最令人瞩目的问题之一,目前全世界石油消耗速度以及可开发的原油储量来计算,到21世纪中期石油资源的供应将会逐渐萎缩。因此,许多国家对开发新能源的项目十分重视[1]。此外,随着人民的环保意识不断加强,被誉为可再生绿色能源的燃料酒精,由于其燃烧污染小,容易运输和贮藏在价格上也可与汽油相竞争,因此酒精最有可能成为取代石油的新能源,具有巨大的开发前景[2]。酒精是最具有发展潜力的替代品,目前世界上2/3的酒精被用作燃料[3]。剩余1/3被用来作为医务用品及饮品。高纯度食用酒精是我国配制各种白酒的主要原料。在2011年12月份,我国生产白酒12亿升[4]。 2国内外酒精发酵工艺现状 2.1我国发酵工业总体情况 我国生物化工行业经过长期的发展,已有一定基础。特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。目前生物化工产品已涉及医药、保健、农药、食品等方面[5]。“十一五”期间我国发酵工业产值比“十五”末增长58.5%,产品产量增长102%,出口创汇增长67.5%。进入“十一五”以来,在国家产业政策的指导下,随着科技创新和科学进步的推进,科技推广应用和产业化步伐加快,发酵产业产品空间进一步拓展,产业链不断延长。 2.2酒精发酵行业发展情况 酒精发酵产品应用领域广泛,在中国的酒精发酵行业始终服务于白酒行业,国内所有发酵酒精厂均执行食用酒精国家标准生产不同等级的食用酒精,供白酒厂勾兑白酒,因此生产名牌和品牌白酒的省区,如安徽、贵州等小型酒精装置众多。酒精生产规模从改革开放以后不断扩大,2010年底全国共有注册大小酒精厂1650家,实际酒精厂的数量已经超过2100家,但是每个酒精厂的平均生产规模不到2050t。我国发酵酒精生产的原料结构的现状,玉米原料占60%以上;薯干原料占30%;糖蜜原料占10%以下。鉴于薯干和糖蜜原料酒精发酵过程中产生的废糟液难以治理,环境污染,特别是对水资源的污染十分严重,国家有关部门已经着手对发酵酒精生产的原料结构进行调整。在技术经济指标提升、工艺技术改进、装备水平改善的同时,一些问题也随之而来[6]。下面就以酒精发酵为例阐述现代发酵工业存在的问题及应对措施。酒精发酵是酿酒工艺的核心工艺之一[7],酒精发酵工艺的好坏直接影响了酿酒工业的质量,而现今,我国的发酵工业仍存在一些亟待解决的问题。 2.3国外酒精发酵行业发展状况 上个世纪九十年代以来,世界上酒精的年产量迅速增加,铁表示用发酵法生产的酒精。1975年世界酒精长链超过8000kt,其中合成酒精产量为1600kt:1995年世界酒精产

年产3000吨丙烯氰(AN)合成工段换热器工艺设计1

年产3000 吨丙烯氰合成工段换热器工艺设计

目录 一、设计说明 (3) 1.1 概述 (3) 1.2丙烯腈生产技术的发展概况 (3) 1.2.1国外的发展情况 (3) 1.2.2国内的发展情况 (4) 1.3 世界X围内产品的生产厂家、产量 (6) 1.4世界X围内生产该产品的所有工艺及其分析 (7) 1.4.1环氧乙烷法 (7) 1.4.2 乙炔法 (7) 1.4.3丙烯氨氧化法 (7) 1.5设计任务 (8) 二、生产方案 (8) 2.1 工艺技术方案及原理 (8) 2.2 主要设备方案 (9) 2.2.1催化设备 (9) 2.2.2控制系统 (10) 三、物料衡算和热量衡算 (10) 3.1 生产工艺及物料流程 (10) 3.2 小时生产能力 (14) 3.3 物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (14) 3.3.2废热锅炉的热量衡算 (17) 3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18) 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21) 3.3.5换热器物料衡算和热量衡算 (27) 3.3.6丙烯蒸发器热量衡算 (32) 3.3.7丙烯过热器热量衡算 (33) 3.3.8氨蒸发器热量衡算 (33) 3.3.9气氨过热器 (34) 3.3.10 混合器 (34) 3.3.11 空气加热器的热量衡算 (35) 3.3.12吸收水第一冷却器 (36) 3.3.13 吸收水第二冷却器 (36) 四、主要设备的工艺计算 (37) 4.1 空气饱和塔 (37) 4.2 水吸收塔 (40) 4.3 合成反应器 (43) 4.4 废热锅炉 (45) 五、环境保护要求 (46) 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (46) 六、参考文献 (50) 1设计说明

啤酒发酵车间设计

年产10万吨啤酒的发酵车间设计

目录 一、绪论 (3) (一)设计题目 (3) (二)参数 (3) (三)内容简介 (3) 二、生产工艺简介 (4) (一)全厂工艺流程图 (4) (二)原料 (5) (三)麦芽汁制备工艺 (7) (四)啤酒发酵 (11) 三、车间物料衡算 (15) (一)工艺计算 (15) (二)车间物料衡算表 (17) 四、车间热量衡算 (18) (一)工艺流程示意图 (18) (二)工艺计算 (19) (三)热量衡算表 (20) 五、车间用水量衡算 (20) 六、设备计算与选型 (22) 七、设备装配图 (25) 八、车间设备布置 (27) 九、设计总结 (29) 十、参考文献 (30)

一、绪论 (一)设计题目 年产10万吨啤酒的发酵车间设计 (二)参数 1、每年生产300天,产品啤酒10o 2、定额指标: 原料利用率 % 麦芽水分 5 % 大米水分 12 % 无水麦芽出芽率 75% 无水大米浸出率 95 % 3、各生产阶段损失率: 麦芽汁冷却澄清损失:热麦芽汁量的5 % 主发酵损失:冷麦汁量的% 过滤和灌装损失:啤酒量的2 % (三)内容简介 随着中国经济的快速发展,人们生活水平的提高,啤酒作为含酒精量最低的饮料酒,由于其营养丰富且价廉物美已受到越来越多消费者的喜爱,已经逐步成为人们大众最喜爱的饮料之一。从1903年啤酒进入中国市场到今天,我国啤酒产量逐年增加,已成为世界啤酒产量最大的国家,由此可见啤酒在我国的发展速度之迅猛。然而,我国啤酒产量却仅以每年10%的速度增加,这说明啤酒在我国还无法完全满足人们日益增长的物质文化需求,中国啤酒市场拥有非常广阔的前

乙醇后发酵罐和酒精发酵罐施工方案..

河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 编制: 审核: 批准: 中国化学工程第十一建设公司南阳项目部 2004年3月8日

审批栏 河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐施工方案

1编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工,不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2编制依据 2.1 施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台,其中后发酵罐2台,酒精发酵罐6台。全容积为2800m3。设计温度为100℃,设计压力为 Mpa,容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有:罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐,罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接,罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方Array法与施 工程序 4.1.1这 次8台发 酵罐需 现场建 造,发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行,内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2现场安装 a.壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b.固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。

4.1.3发酵罐的焊接采用手工电弧焊,壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4储罐安装之前除地下工程须完工外,其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行,保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 (以后发酵罐为例) 施工准备—→材料出库检验—→号料切割—→卷圈—→罐底敷设焊接—→罐底真空实验—→罐体最上层壁板组装焊立缝—→安装顶部连接固定顶加强角钢圈—→设置罐顶组装临时胎具—→安装罐顶板—→罐顶板之间搭接焊缝焊接—→罐顶接管及人孔安装—→上层壁板与包边角钢环向角缝焊接—→临时支架拆除—→吊装用临时抱杆设置—→组装焊接壁板直至最下层壁板—→最下层壁板与罐底角缝先内后外焊接—→内件安装—→罐壁上接管安装—→盘梯及顶部平台安装—→煤油试漏—→检查验收5 施工质量要求及保证措施 本工程的质量重点是焊接及焊接变形的控制,发酵罐内壁表面平齐。 5.1 材料验收 5.1.1建造储罐所用的材料和附件,应有制造厂出具的质量合格证明书。当无质量合格证明书或对材料有疑问是,应对材料和附件进行复检,合格后方可使用。 5.1.2建造发酵罐所用的钢板应逐张进行外观检查,表面质量不得有裂纹、拉裂、折叠、夹杂、结疤和压入氧化皮及分层等缺陷。 5.1.3钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板实际负偏差之和应小于或等于-0.8mm。 5.1.4该储罐所用的焊接材料应具有质量合格书。 5.2 预制 5.2.1发酵罐在施工及检验过程中所使用的样板应符合下列要求: a. 弧形样板的长度为 2m b. 直线样板的长度为1m c. 测量焊缝角变形的弧形样板弦长为1m 5.2.2钢板切割及坡口加工应符合下列规定: 钢板的切割和焊接接头的坡口,宜采用半自动火焰切割加工,罐顶和罐底的弧形边缘加工用手工火焰切割加工。

年产20万吨PVC合成工段工艺设计毕业设计

毕业设计(论文)任务书 化学化工院化工系(教研室)系(教研室)主任: (签名) 年月日 学生姓名: 学号: 专业: 化学工程与工艺 1 设计(论文)题目及专题:年产20万吨PVC合成工段工艺设计 2 学生设计(论文)时间:自 2 月 20 日开始至 6 月 2 日止 3 设计(论文)所用资源和参考资料:1)化工设计;2)化工设备设计;3)化工工艺设计手册;4)有机合成;5)株洲化工厂现场实习资料。 4.设计(论文)完成的主要内容:1)总论;2)生产流程及生产方案的确定; 3)生产工艺流程叙述;4)工艺计算; 5)工艺管道设计; 6)安全与节能; 7.技术经济. 5.提交设计(论文)形式(设计说明与图纸或论文等) 1. 带控制点生产工艺流程图; 2. 车间立面布置图; 3. 合成塔结构图。 4 厂房设计平面图 6 发题时间:二○一一年二月二十日 指导教师:(签名) 学生(签名)

内容摘要 本文讲述了我国聚氯乙烯工业生产技术的发展进程和目前状况,包括原料路线、工艺设备、聚合方法等。本设计采用悬浮法生产聚氯乙烯,介绍了采用悬浮法生产PVC树脂工聚合机理,工艺过程中需要注意的问题,包括质量影响因素,工艺条件及合成工艺中的各种助剂选择,对聚合工艺过程进行详细的叙述。并且从物料衡算、热量衡算和设备计算和选型三个方面进行准确的工艺计算,对厂址进行了选择,采取了防火防爆防雷等重要措施,对三废的处理回收等进行了叙述,画出了整个工艺的流程图。 关键词:聚氯乙烯;生产技术;悬浮法;乙炔法;乙烯法; 防粘釜技术;

目录 第一章总论 (2) 1.1 国内外 pvc发展状况及发展趋势 (2) 1.2 单体合成工艺路线 (3) 1.2.1乙炔路线 (3) 1.2.2乙烯路线 (4) 1.3聚合工艺实践方法 (5) 1.3.1本体法聚合生产工艺 (5) 1.3.2乳液聚合生产工艺 (5) 1.3.3悬浮聚合生产工艺 (6) 1.4最佳的配方、后处理设备的选择 (7) 1.4.1配方的选择 (7) 1.4.2后处理设备侧选择 (7) 1.5 防粘釜技术 (9) 1.6原料及产品性能 (9) 1.7 聚合机理 (11) 1.7.1自由基聚合机理 (11) 1.7.2链反应动力学机理 (12) 1.7.3 成粒机理与颗粒形态 (12) 1.8影响聚合及产品质量的因素 (13) 1.9工艺流程叙述 (14)

年产5万8°啤酒发酵车间设计

课程设计报告 题目:年产5万8°啤酒发酵车间设计 学院化学化工与生命科学学院 专业生物工程 班级10生物工程 姓名汪新荣 学号10008037 组员刘照闫春伟 指导老师陈小举 2014年1月2日

2013—2014 学年第一学期 化学化工与生命科学学院生物工程专业 设计题目:年产5万吨8°啤酒发酵车间(工厂)设计完成期限:自2013 年12月20日至2014 年1月2日共二周 一、主要内容及基本要求 主要内容: 1.拟在巢湖市选择厂址新建年产5万吨啤酒工厂 2.设计范围:以发酵车间为主体设计,只做初步设计 基本要求:生产技术方案和平面布局合理,工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性,工艺计算正确,绘图规范,综合指标达到同类工厂先进水平,“三废”环保符合国家有关规定 二、重点研究的问题 生产工艺流程的选择和设计;物料衡算;发酵主车间布置设计以及专业设备选型。三、工作计划和进度 设计进度安排 (1)2013年12月20-21日查阅相关资料 (2)2013年12月22-23日完成开题报告 (3)2013年12月23-30日完成设计的撰写和图纸的绘制 (4)2013年12月31日-2014年1月2日修改设计 四、设计成果形式 1) 完成设计报告2) 绘制工艺流程图

摘要 本设计是年产五万吨8°的啤酒厂设计,此啤酒的酿造方法采用75%的麦芽,25%的大M,经过糊化,糖化,煮沸,过滤,冷却,发酵而成。发酵设备采用圆筒体锥底发酵罐,发酵周期是14天。本设计内容主要包括物料衡算,热量衡算,冷耗衡算和设备选型的计算及重点设备选型及计算。本次设计还进行了“三废”处理和副产物综合利用的设计。糖化方法采用双醪浸出糖化法,发酵方法采用下面发酵法。本设计的图纸主要包括发酵罐图,厂区图。本论文对啤酒生产线工艺设计中的关键部分—原料的糊化、糖化、麦汁过滤、煮沸、发酵、啤酒过滤进行了研究。在核心设备上选用国际先进装置,在提高啤酒质量、降低生产成本方面相对现实的生产工艺具有较大优势。 关键词:啤酒;糖化;发酵;发酵罐

乙醇后发酵罐和酒精发酵罐施工方案

河南天冠30 万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐施工方案编制: 审核: 批准: 中国化学工程第十一建设公司南阳项目部 2004 年3月8 日

审批栏

河南天冠30 万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 1 编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工,不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2 编制依据 2.1施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3 工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台,其中后发酵罐2台,酒精发酵罐6台。全容3 积为2800m 。设计温度为100℃,设计压力为 Mpa,容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有:罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐,罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接,罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方法与施工程序 4.1.1 这次8台发酵罐需现场建造,发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行,内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2 现场安装 a.壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b.固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。 4.1.3 发酵罐的焊接采用手工电弧焊,壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4 储罐安装之前除地下工程须完工外,其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行,保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 (以后发酵罐为例)

年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计

年产30万吨合成氨脱碳 工艺项目 可行性研究报告 指导教师:姚志湘 学生:魏景棠

目录 第一章总论 (3) 1.1 概述 (3) 1.1.1 项目名称 (3) 1.1.2 合成氨工业概况 (3) 1.2 项目背景及建设必要性 (4) 1.2.1 项目背景 (4) 1.2.2 项目建设的必要性 (4) 1.2.3 建设意义............................................................................. 错误!未定义书签。 1.2.4 建设规模 (4) 第二章市场预测 (6) 2.1国内市场预测 (6) 2.2 产品分析 (6) 第三章脱碳方法及种类.. (7) 3.1 净化工序中脱碳的方法. (7) 3.1.1 化学吸收法 (7) 3.1.2 物理吸收法 (8) 3.1.3 物理化学吸收法................... (8) 3.1.4 固体吸收法 (10) 3.2碳酸丙烯酯(PC)法脱碳基本原理 (10) 3.2.1 PC法脱碳技术国内外的情况 (10) 3.2.2 发展过程 (10) 3.2.3 技术经济 (11) 3.2.4 工艺流程 (11) 3.2.5 存在的问题及解决方法 (12) 3.2.6 PC脱碳法发展趋势 (13)

第一章项目总述 2.1 概述 1.1.1项目名称 年产30万吨合成氨脱碳工段工艺设计 1.1.2合成氨工业概况 1898年,德国A.弗兰克等人发现空气中的氮能被碳化钙固定而生成氰氨化钙(又称石灰氮),进一步与过热水蒸气反应即可获得氨: CaCN2+3H2O(g)→2NH3(g)+CaCO3 在合成氨工业化生产的历史中,合成氨的生产规模(以合成塔单塔能力为依据)随着机械、设备、仪表、催化剂等相关产业的不断发展而有了极大提高。50年代以前,最大能力为200吨/日,60年代初为400吨/日,美国于1963年和1966年分别出现第一个600t/d 和1000t/d的单系列合成氨装置,在60-70年代出现1500-3000t/d规模的合成氨。 世界上85%的合成氨用做生产化肥,世界上99%的氮肥生产是以合成氨为原料。虽然全球一体化的发展减少了用户的选择范围,但市场的稳定性却相应地增加了,世界化肥生产的发展趋势是越来越集中到那些原料丰富且价格便宜的地区,中国西北部有蕴藏丰富的煤炭资源,为发展合成氨工业提供了极其便利的条件。 2.2 项目背景及建设必要性 1.2.1 项目背景 我国是一个人口大国,农业在国民经济中起着举足轻重的作用,而农业的发展离不开化肥。氮肥是农业生产中需要量最大的化肥之一,合成氨则是氮肥的主要来源,因而合成氨工业在国民经济中占有极为重要的位置。 我国合成氨工业始于20世纪30年代,经过多年的努力,我国的合成氨工业得到很大的发展,建国以来合成氨工业发展十分迅速,从六十年代末、七十年代初至今,我国陆续引进了三十多套现代化大型合成氨装置,已形成我国特有的煤、石油、天然气原料并存和大、中、小规模并存的合成氨生产格局。目前我国合成氨产能和产量己跃居世界前列。 但是,由于在我国合成氨工业中,中小型装置多,技术基础薄弱,国产化水平低,远远不能满足农业生产和发展的迫切需要,因此,开发新技术的同时利用计算机数学模型来提高设汁、生产、操作和管理等的核算能力,促进设计、管理和生产操作的优化,从而推动合成氨工业发展,提升整体技术水平,己成为国内当前化学工程科研、工程设计的重要课题。

年产50000吨食用酒精工厂的初步设计_毕业设计 精品

50000t/a食用酒精工厂的初步设计

摘要 设计中依照厂址选择原则对工厂进行了合理的选址;完成了工艺的选择及论证;进行了物料衡算、热量衡算及水衡算;完成了主要设备的设计与选型以及工厂投资的简要经济核算。对工厂厂房、工艺流程、车间设备进行了合理地布局。完成了工厂图纸的绘制,共八张图纸,包括全厂总平面布置图、工艺流程图、发酵和蒸馏车间设备布置图、种子罐设备图。 根据全厂工艺设计和计算结果可以看出,该设计能够达到工业生产的要求。关键词:食用酒精;木薯;连续发酵;四塔蒸馏

ABSTRACT I completed selection of the site of factory in accordance with the principle of choice factory, selection and feasibility studies of process, material balance, energy balance, water balance, design and selection of major equipments and brief economic accounting. Workshop, process and equipment of workshop gained the reasonable distribution. The eight factory drawings drawing were completed, including the factory general layout map, process map, equipment layout map of fermentation and distillation workshop, seed tank equipment map. The results of the whole process design and computation show that the design can reach the requirements of industrial production. Keywords:Edible alcohol; Cassava; Continuous fermentation; Four towers distillation

丙烯腈合成工段的工艺设计

丙烯腈合成工段的工艺设计 前言 毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节,是理论与实际结合的重要连接点。在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考,运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识,综合的分析和解决工程实际问题的能力。 本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计,通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置,我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向,并进行了细心的查阅,掌握了基本的理论知识。对于刚进行设计的人来说,学会收集、理解、熟悉和使用各种资料,正是设计课程需要培养的重要方面,化工设计非常强调标准规范。但是并不是限制设计的创造和发展,因此遇到与设计要求有矛盾时,经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的 认识,知道如何选取相关数据参数,建立一个工程概念,知道工程和理论的区别。对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算(反应器)等都有一个全新的认识和了解,知道如何使用手册和资料,认识工程。

一、产品的性状、用途、国内外市场情况 1.1 丙烯腈简介 丙烯腈是一种重要的有机合成单体,在丙烯产品系列中居第二,仅次于聚丙烯,是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料,主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈- 丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料、苯乙烯(AS)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位,应用前景广阔。除此之外,丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中 1.2 丙烯腈物化性质 1.2.1 丙烯腈物理性质 无色或淡黄色液体,有特殊气味,分子量:53.06 沸点:77.3℃冰点:-83.5 ℃生成热:184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热:1761.5 kJ/mol 聚合热:72.4 kJ/mol 蒸汽压:11.0KPa(20℃) 闪点:0℃自燃点:481℃爆炸极限:在空气中 3.0%~17%(体积)油水分配系数:辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性:剧毒,毒作用似氢氰酸溶解性:溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂,微溶于水 1.2.2 丙烯腈化学性质 丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键,所以化学性质非常活泼,可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上,纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合,所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中,通常要加少量阻聚剂,如对苯酚甲基醚(阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发生自聚外,丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应,由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等,丙烯腈和水在铜催化剂存在下,可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应;丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺,烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1,3 丙二胺,该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。 1.3 丙烯腈的用途

年产三万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计C

年产三万吨啤酒厂啤酒发酵工艺设计C(2007-12-06 20:32:30) 标签:发酵工艺设计 四、30000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算 啤酒发酵工艺有上面发酵和下面发酵两大类,而后者有传统的发酵槽发酵和锥形罐发酵等之分[8]。不同的发酵工艺,其耗冷量也随之改变。下面以目前我国应用最普遍的锥形罐发酵工艺进行20000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。 4.1发酵工艺流程示意图 冷却 94℃热麦汁冷麦汁(6℃)锥形灌发酵过冷却至-1℃贮酒过滤清酒灌 图4发酵工艺流程 4.2工艺技术指标及基础数据 年产10°淡色啤酒30000t;旺季每天糖化8次,淡季为4次,每年共糖化1800次;主发酵时间6天; 4锅麦汁装1个锥形罐; 10°Bx麦汁比热容c1=4.0KJ/(kgK); 冷媒用15%酒精溶液,其比热容可视为c2=4.18 KJ/(kgK); 麦芽糖化厌氧发酵热q=613.6kJ/kg; 麦汁发酵度60%。 根据发酵车间耗冷性质,可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类,即:(39) 4.3工艺耗冷量 4.3.1麦汁冷却耗冷量Q1 近几年来普遍使用一段式串联逆流式麦汁冷却方法[9]。使用的冷却介质为2℃的冷冻水,出口的温度为85℃。糖化车间送来的热麦汁温度为94℃,冷却至发酵起始温度6℃。 根据表2啤酒生产物衡酸表,可知每糖化一次热麦汁20053L,而相应的麦汁密度为1048kg/m3,故麦汁量为: G=1048×18.62871=19522.89(kg) 又知100Bx麦汁比热容C1=4.0KJ/(Kg·k),工艺要求在1h小时内完成冷却过程,则所耗冷量为: Q1=[G C(t1-t2)]/τ(40) =[19522.89×4.0(94-6)]/1

发酵罐设计

安徽工程大学课程设计任务书 班级:课题名称:生物反应器设计(啤酒露天发酵罐设计) 学生姓名: 指定参数: 1.全容:50m3 2.容积系数:75% 3.径高比:1:2 4.锥角:900 5.工作介质:啤酒 设计内容: 纸打印) 1.完成生物反应器设计说明书一份(要求用A 4 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 纸打印) 2.完成生物反应器总装图一份(用CAD绘图A 4 设计主要参考书: 1.生物反应器课程设计指导书 2.化学工艺设计手册 3.机械设计手册 4.化工设备 5.化工制图 接受学生承诺: 本人承诺接受任务后,在规定的时间内,独立完成任务书中规定任务 接受学生签字:生物工程教研室 2010-11-15

啤酒露天发酵罐设计 第一节 发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V 全=50m 3的发酵罐 则V 有效=V全×?=50×75%= 37.5m 3(?为容积系数) 二、基础参数选择 1.D:H: 选用D:H=1:2 2.锥角: 取锥角为900 3.封头:选用标准椭圆形封头 4.冷却方式:选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却(罐体两段,锥体一段,槽钢材料为A 3钢,冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5.罐体所承受最大内压:2.5㎏/㎝3 外压:0.3㎏/㎝3 6.锥形罐材质:A3钢外加涂料,接管均用不锈钢 7.保温材料:硬质聚氨酯泡沫塑料,厚度200㎜ 8.内壁涂料:环氧树脂 三、D 、H 的确定 由D:H=1:2,则锥体高度H 1=D/2tan450=D/2(450为锥角的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=(2-0.5-0.25)D=1.25D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2/4×H 1+24π×D 3+ 4 π ×D 2×H 3 =50 m 3 得D=3.43m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3400mm 再由V 全=50m 3,D=3.4m

年产20万吨氯碱盐酸工段工艺设计

1引言 盐酸,又称氢氯酸,是氯化氢的水溶液。亦是氯碱企业中最基本的无机酸和化工原料之一,也是氯碱厂做好氯气产品生产能力平衡的关键产品和大宗的化学合成法产品。 氯碱,即氯碱工业,也指使用饱和食盐水制氯气氢气烧碱的方法。工业上用电解饱和NaCl 溶液的方法来制取NaOH 、Cl 2和H 2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。 工业上利用氢气与氯气合成的方法生产氯化氢,因此盐酸是氯碱工业的重要产品。 1.1盐酸概况 1.1.1物理性质 盐酸是无色液体,具有腐蚀性,是氯化氢的水溶液(工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色)。氯化氢分子量36.46,密度大于空气,标准状态下的密度为1.639g /L ,临界温度为51.54℃,临界压力为8314kPa 。氯化氢气体在水中的溶解度很大,随着氯化氢的分压的升高而增加,随着温度的上升而降低。 在化学上人们把盐酸和硫酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸合称为六大无机强酸,有刺激性气味。由于浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴,所以会看到酸雾。 主要成分:氯化氢,水。 熔点(℃):-114.8(纯HCl) 沸点(℃):108.6(20%恒沸溶液) 相对密度(水=1):1.20 相对蒸气密度(空气=1):1.26 饱和蒸气压(kPa):30.66(21℃) 溶解性:与水混溶,浓盐酸溶于水有热量放出。溶于碱液并与碱液发生中和反应。能与乙醇任意混溶,溶于苯。 氯化氢在101.3kPa 压力下,沸点为—85℃,凝固点为—114.2℃。 氯化氢的比热容在常压下15℃时为0.8124kJ /kg ℃,在0—1700℃范围内,可按下式计算(其误差为1.5%) 50.7557511.2505C T -=+?10 (8-1),式中,T 为绝对温度K 。 15℃时盐酸的密度与浓度之间的关系

酒精生产工艺

重庆能源职业学院 专业实习报告 论文(设计)题目:酒精的生产流程设计 班级:2011级2511班 姓名:刘兴李德静 廖军梁炯 学号:20112511006 20112511032 20112511018 20112511034 指导教师:邓启辉 时间:2013 年7 月5 日

计划表: 内容组员学号备注前言、绪论全部6、18、32、34 汇编 生物发酵法刘兴、李德静6、32 汇编 化学合成法廖军、梁炯18、34 汇编酒精的用途及总结展望全部6、18、32、34 汇编CAD 李德静、廖军32、18 I

前言 一、设计要求: 1、根据设计题目,进行生产实际调研或查阅有关资料,选定合理的流程方案和设备类型,并进行简要论述。 2、设计说明书内容:封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述等。 二、设计目的: 1、把课本的知识运用到社会实践当中去,才是我们学习专业理论知识的最终目的 2、通过本次专业实习设计可以看出现有的生产工艺存在哪些不足,学会自主查找资料进行更加科学有效的改进。 三、设计意义: 酒精工业是在酿酒业的基础上发展起来的,有很悠久的历史。近年来,我国酒精生产技术和生产水平又有了新的提高,新工艺新设备新菌种不断涌现,酒精产量有了较大增长,质量稳定提高;在节约代用,降低消耗,降低成本,提高劳动生产率,提高淀粉出酒率及开展综合利用与消除环境污染等各个方面,都取得了很大成绩。目前,我国大多数酒精采用生物发酵和化学合成法工艺流程,逐步实现了淀粉质原料和化学原料的连续化和自动化。 四、设计原理: 生物发酵主要是利用谷物类、薯类植物中的淀粉,其余的部分仍可综合利用,生产出专用饲料和农业复合肥等产品。在综合利用方面以二氧化碳的回收利用最为普遍,有的厂利用二氧化碳制造干冰、纯碱和小苏打。在自动控制仪表方面也有进展,有的厂已采用电脑实现了主要工序集中控制,目前,我国一些酒精厂正在朝着生产过程全面实行自动化方向发展。 化学合成法主要是利用石油工业,石油化学工业、天然气开发和加工工业产生的乙烯气为原料,使得乙烯水合法的原料得到充分保证。 II

啤酒露天发酵罐的设计

安徽工程大学课程设计任务书 课题名称:生物反应器设计(啤酒露天发酵罐设计) 姓名:吕超绍 指定参数: 1.全容:40m3 2.容积系数:75% 3.径高比:1:3 4.锥角:700 5.工作介质:啤酒 设计内容: 1.完成生物反应器设计说明书一份(要求用A4纸打印) 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 2.完成生物反应器总装图一份(用CAD绘图A4纸打印)设计主要参考书: 1.生物反应器课程设计指导书

2.化学工艺设计手册 3.机械设计手册 4.化工设备 5. 化工制图 露天发酵罐设计计算步骤 第一节发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V全=40m3的发酵罐 则V有效=V全×?=40×75%= 30m3(?为容积系数) 二、基础参数选择 1.D:H: 选用D:H=1:3 2.锥角:取锥角为700 3.封头:选用标准椭圆形封头 4.冷却方式:选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却(罐体两段,锥体一段,槽钢材料为A3钢,冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5.罐体所承受最大内压:2.5㎏/㎝3 外压:0.3㎏/㎝3 6.锥形罐材质:A3钢外加涂料,接管均用不锈钢 7.保温材料:硬质聚氨酯泡沫塑料,厚度200㎜ 8.内壁涂料:环氧树脂 三、D、H的确定 由D:H=1:3,则锥体高度H1=D/2tan350=0.714D(350为锥角

的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=(3.0-0.714-0.25)D=2.04D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2 /4×H 1+24 π×D 3 + 4 π×D 2 ×H 3 =0.187D 3+0.13D 3 +1.60D 3 =40 得D=2.75m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2800mm 再由V 全=40m 3 ,D=2.8m 得径高比为: D: H=1:2.9 由D=2800mm 查表得 椭圆封头几何尺寸为: h 1=700mm h 0=40mm F=8.85m 2 V=3.12m 3 筒体几何尺寸为: H=5712mm F=50.24m 2 V=35.17m 3 锥体的几何尺寸为: h 0=40mm r=420mm H=2169mm F=()220.70.3cos 0.644 sin d a a ππ ?? -++? ??? =0.619m 2

食用酒精工艺流程图

吉林工商学院 毕业论文 题目名称:年产10万吨食用酒精工厂设计院系:生物工程分院 专业:生物工程 学生:红 学号:26号 指导教师:颖 2012 年5 月26日

毕业论文原创性声明 本人重声明:所呈交毕业论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的容外,本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名:年月日

目录 1绪论 0 1.1 产品介绍 0 1.2 设计意义 0 1.3 设计原则 (1) 2 设计概论 (2) 2.1 生产方案的确定和产品方案 (2) 2.2 厂址选择 (2) 2.3 原料来源、规格及标准 (3) 2.4 主要辅料的质量标准 (3) 2.5 水的质量标准 (4) 2.6 主要工艺技术参数 (5) 3 淀粉质原料酒精生产工艺......................................... 错误!未定义书签。 3.1 淀粉质原料酒精生产的流程 (5) 3.2 原料的水-热处理 (6) 3.3 糖化工艺 (6) 3.3.1 糖化的目的 (6) 3.3.2糖化过程中物质的变化 (6) 3.3.3 糖化方法 (7) 3.4酒精生产对酵母的要求 (7) 4 酒精生产过程中的物料和热量衡算 (7) 4.1酒精生产工艺技术指标 (7) 4.2 工艺流程图见具体图纸 (8)

4.3.1 原料计算 (8) 4.3.2 辅料计算 (9) 4.3.3 糖化醪与发酵醪量计算 (11) 4.4 根据要际原料耗算一览表 (11) 4.5 生产设备相关计算 (11) 4.5.1 粉浆罐 (12) 4.5.2 酒母罐 (13) 4.5.3 糖化罐 (13) 4.5.4 发酵罐 (13) 4.5.5 搅拌器 (14) 4.5.6 其他设备 (14) 4.6 动力设施的计算 (15) 4.6.1 耗水量的计算 (15) 4.6.2 蒸汽消耗量的计算 (15) 4.6.3 供电设施估算 (15) 5 重点设备——粗馏塔 (16) 5.1 粗馏塔概况 (16) 5.2 粗馏塔的计算 (16) 6 环境保护和安全生产 (21) 6.1 CO2回收利用 (21) 6.2 液体、固体CO2 (干冰) 的制备和贮运 (21)

产五万吨合成氨合成工段工艺设计方案

目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1 引言 (3) 1.1 氨的基本用途 (3) 1.2 合成氨技术的发展趋势 (4) 1.3 合成氨常见工艺方法 (4) 1.3.1 高压法 (5) < 1.3.2 中压法 (5) 1.3.3 低压法 (5) 1.4 设计条件 (5) 1.5 物料流程示意图 (6) 2 物料衡算 (8) 2.1 合成塔入口气组成 (8) 2.2 合成塔出口气组成 (8) 2.3 合成率计算 (9) 《 2.4 氨分离器出口气液组成计算 (10) 2.5 冷交换器分离出的液体组成 (13) 2.6 液氨贮槽驰放气和液相组成的计算 (13) 2.7 液氨贮槽物料衡算 (15) 2.8 合成循环回路总物料衡算 (17) 3 能量衡算 (28) 3.1 合成塔能量衡算 (28) 3.2废热锅炉能量衡算 (30) ~ 3.3 热交换器能量衡算 (31) 3.4 软水预热器能量衡算 (32) 3.5 水冷却器和氨分离器能量衡算 (33) 3.6 循环压缩机能量衡算 (35) 3.7 冷交换器与氨冷器能量衡算 (36) 3.8 合成全系统能量平衡汇总 (38) 4 设备选型及管道计算 (40) 4.1 管道计算 (40) , 4.2 设备选型 (42) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45)

年产五万吨合成氨合成工段工艺设计 摘要:本次课程设计任务为年产五万吨合成氨工厂合成工段的工艺设计,氨合成工艺流程一般包括分离和再循环、氨的合成、惰性气体排放等基本步骤,上述基本步骤组合成为氨合成循环反应的工艺流程。其中氨合成工段是合成氨工艺的中心环节。新鲜原料气的摩尔分数组成如下:H273.25%, N225.59%,CH41.65%,Ar0.51%合成操作压力为31MPa,合成塔入口气的组成为NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.5%>,要求合成塔出口气中氨的摩尔分数达到 17%。通过查阅相关文献和资料,设计了年产五万吨合成氨厂合成工段的 工艺流程,并借助CAD技术绘制了该工艺的管道及仪表流程图和设备布置图。最后对该工艺流程进行了物料衡算、能量衡算,并根据设计任务及操作温度、压力按相关标准对工艺管道的尺寸和材质进行了选择。 关键词:物料衡算,氨合成,能量衡算 , The Design of 50kt/a Synthetic Ammonia Process Abstract:There are many types of Ammonia synthesis technology and process,Generally,they includes ammonia synthesis, separation and recycling, inert gases Emissions and other basic steps, Combining the above basic stepsturnning into the ammonia synthesis reaction and recycling process , in which ammonia synthesis section is the central part of a synthetic ammonia process. The task of curriculum design is theammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia plant . The composition of fresh feed gas is: H2(73.77%>,N2(24.56%>,CH4(1.27%>,Ar(0.4%>, the temperature is 35℃, the operating pressure is 31MPa, the inlet gas composition of the Reactor is : NH3(3.0%>,CH4+Ar(15.7%>,it Requires the mole fraction of ammonia reacheds to 16.8% of outlet gas of synthesis reactor. By consulting the relevant literature and information,we designed the ammonia synthesis section of an annual fifty thousand tons synthetic ammonia

啤酒发酵罐设计

啤酒发酵罐设计:一罐法发酵,即包括主、后发酵和贮酒成熟全部生产过程在一个罐内完成。 1)发酵罐容积的确定: 根据设计,每个锥形发酵罐装四锅麦汁, 则每个发酵罐装麦汁总量V=59.35×4=237.4 m3 锥形发酵罐的留空容积至少应为锥形罐中麦汁量的25%, 则发酵罐体积至少应为237.4(1+25%)=296.75 m3, 为300 m3。 取发酵罐体积V 全 2)发酵罐个数和结构尺寸的确定: 发酵罐个数N=nt/Z=8×17/4=34 个 式中n—每日糖化次数 t—一次发酵周期所需时间 Z—在一个发酵罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍 锥形发酵罐为锥底圆柱形器身,顶上为椭圆形封头。 设H﹕D=2.5﹕1,取锥角为70°,则锥高h=0.714D V全=лD2H/4+лD2h/12+лD3/24 得D=5.1 m H=2.5D=12.8 m h=3.6 m 查表知封头高h封=h a+h b=1275+50=1325 mm 罐体总高H总= h封+H+h=1325+12800+3600=17725 mm 3)冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定: 因双乙酰还原后的降温耗冷量最大,故冷却面积应按其计算。 已知Q=862913 kJ/h 发酵液温度14℃3℃ 冷却介质(稀酒精)-3℃2℃ △t1=t1-t2′=14-2=12℃ △t2=t2-t1′=3-(-3)=6℃ 平均温差△t m=(△t1-△t2)/㏑(△t1/△t2) =(12-6)/ ㏑(12/6) =8.66℃ 其传热系数K取经验值为4.18×200 kJ/(m2﹒h﹒℃) 则冷却面积F=Q1/K△t m =862913/(4.18×200×8.66) =119.2 m2 工艺要求冷却面积为0.45~0.72 m2/ m3发酵液 实际设计为119.2/237.4=0.50 m2/ m3发酵液

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