工程技术方案
一、设计依据：目前国内外酒精生产技术及相关标准设计。 二、设计原则： 1、要充分体现科技以人为本的设计理念，在设计中采用当今世界的最新技术水平——分子筛脱水新工艺，以达到优质、高效低耗的目的。 2、设备选型要先进适用，使用材料要合理经济。 3、力求生产过程实现机械化和必要的自动化，以提高劳动生产率和保证正常生产。4、车间布置及建筑，既要适应生产方便操作，又要紧凑简化，以减少土建投资。 5、新建车间的位置，要适应可供利用的地块，和方便水、汽、电等供应。 三、设计范围和分工 根据甲方的要求，投标人的设计工作是年产20000吨无水酒精配套车间一项整体工程的设计。设计范围包括：酒精车间的工艺、设备、测控、配电等设计。需方负责将水、汽、电源，从厂内的水、汽、电管网中接到本车间墙外。将本车间的产品酒精、排放的废液，由墙外分别送到另外配套的酒精库、废液处理工段和下水道。 四、生产规模及产品方案 1.产品市场介绍乙醇是一种重要的可再生的基础工业原料和能源，广泛应用于食品工业、化学工业、能源工业、日用化工和医药卫生等领域。项目的建设具有战略性的意义。推广应用燃料乙醇，将在总体上减少汽车尾气中有害气体的排放，有利于改善环境质量。在各种大气污染物中44～75%的二氧化碳和碳氢化合物来源于汽车尾气，机动车排放的污染已成为城市空气污染的最主要原因，燃料乙醇也被称为“清洁燃料”。它几乎能够完全燃烧，不会产生对人体有害的物质，乙醇的含氧量高达35%，比常用的汽油增氧剂mtbe高出近一倍。与汽油燃烧相比，乙醇燃烧过程中所排放的一氧化碳和含硫气体均较低，所产生的二氧化碳和作为原料的生物源生长所产生的二氧化碳量基本持平。据法国有关部门测试，与使用普通汽油比较，使用含燃料乙醇5～7%的汽油，汽车尾气中一氧化碳排放量下降15～40%，nox排放量下降50～70%，未燃烧的碳氢化合物排放量下降2～7%。中国汽车研究中心对添加10%燃料乙醇的汽油和普通汽油进行的对比试验也表明，由于增加了含氧量，汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放量分别下降了30.8%和13擎，减少机油替换，同时汽车无需改装，使用方便，是一种经济实用的清洁燃料.4%。同时，使用车用乙醇汽油所产生的温室气体（co2）要比使用普通汽油减少3.9%，这对减少大气污染及抑制“温室效应”具有十分重大的意义。另外，乙醇汽油燃料比普通汽油燃烧更安全，用燃料乙醇替代等量汽油，可提高汽油的辛烷值，清洁汽车引。用燃料乙醇替代mtbe（甲基叔丁基醚）和etbe（**），还避免了对地下水造成污染，从总体上看，燃料乙醇项目的建设将对地球环境的改善作出巨大的贡献。2.建设单位 3.产品规模及标准 按需方的要求，本车间生产规模是由食用普通级酒精用分子筛脱水法生产《gb678-90》化学纯标准的无水酒精20000吨做燃料乙醇，乙醇（ch3ch2oh）含量99.95%，全年生产约300天。 无水酒精标准(gb678-90)
指标名称 单位 无水酒精中国标准(gb678-90)
优级醇 分析醇 化学醇
与水混合试验 合格 合格 合格
蒸发残渣 %(w/w) 0.0005 0.001 0.001
水份（h2o） %(w/w) 0.2 0.3 0.5
酸度（以h+计） mmol/100g 0.02 0.04 0.1
碱度（以oh-计） mmol/100g 0.005 0.01 0.03
甲醇（ch3oh） %(w/w) 0.02 0.05 0.2
异丙醇 %(w/w) 0.003 0.01 0.05
羰基化合物（以co计） %(w/w) 0.003 0.003 0.005
铁（fe) %(w/w) 0.00001 - -
锌（zn) %(w/w) 0.00001 - -
还原高锰酸钾物质（以o计） %(w/w) 0.00025 0.00025 0.006
易碳化物质 合格 合格 合格
五、工艺流程说明 工艺原理： 3a分子筛是由一种碱金属硅酸盐晶体和其他特殊无机添加剂组合而成，被制造成直径为几毫米的粒状、球状或柱状。生产无水酒精用的分子筛，其孔径为3a，孔径略大于水分子直径而小于乙醇分子直径，在湿酒精蒸汽通过吸附床填充物之间未被充满的空间时，水份被分子筛吸附，酒精被进一步浓缩后从筛床流过。 工艺流程说明普级酒精通过酒精进料泵送至预热器预热后进入蒸发器，在4kg/cm2压力下汽化。酒精蒸汽通过过热器将温度加热至130℃，自下而上进入正处于吸附状态的分子筛吸附床进行吸附脱水操作。脱水后的酒精蒸汽进入冷凝器进行冷凝，冷凝液进入成品酒精，经成品酒精泵、过滤器、一级冷却器和二级冷却器冷却后送入燃料酒精储罐。当吸附操作完成后，将进料切入进行吸附操作，转入解吸操作。打开解吸管路切断阀，开启限流阀，开始降压脱附，解吸气经冷凝后进入淡酒罐。当压力降至一定值后，开启继续进行解吸操作。当压力逐渐降至常压后，开启真空管路切断阀，进一步脱除分子筛中的吸附水。达到要求后，将系统与真空泵断开。脱水后的部分无水酒精蒸汽，经过热器加热后自上而下进入分子筛吸附床进行冲冼。冲冼气经冷凝器冷凝后，进入淡酒罐。淡酒罐中的淡酒经泵送至酒精精馏工段回收。冲冼操作完成后，关闭下部解吸管线的阀门，将吸附床充压至3kg/cm2，做好吸附操作准备。分子筛装置较其它酒精脱水工艺优胜的特点有： ——分离效率高，产品含水量低 ——操作简便 ——节省能源运行和投资费用 分子筛工艺消除了酒精共沸蒸馏中共沸剂的处理和污染问题。连续工艺是通过一个压力回转再活化（psr）系统来实现的。在这个系统中当一个床进行脱水时，另一个床使用冷凝产生真空进行再生。解吸水由脱水产品蒸汽带出再生床。psr工艺的一个特点是返回再生流出物的水，其浓度高于进料汽中水浓度，从而会简化下一步工艺。 在再生过程中，压力降低（psr），水得以解吸，并由运行脱水床的产品蒸汽带出（再生）床。在工艺设计上有两种选择可能；再生汽流中的酒精在原蒸馏塔中回收。产品蒸汽被冷凝后送去贮存。为了节省能源，利用酒精产品蒸汽来预热液体进料，循环液在到蒸馏之前亦被加热。 六、技术先进性 1）工艺消耗低，无污染； 2）自动化程度高；生产线采用dcs（分散控制集中管理系统）自控系统进行控制。自动化程度高，实现现代化文明生产。 七、主要经济技术指标 1）、原料酒精：≥95%（v/v）2）、指标：乙醇（ch3ch2oh）≥99.95%（v/v） 3）、酒精消耗：1.088t/t无水酒精 4)、蒸汽耗量：0.7~1.0t/t无水酒精（0.8mpa饱和蒸汽和过热蒸汽） 电耗：8~10kw.h/t 无水酒精（不含照明） 一次水：4.5t/t无水酒精 循环水：60~70t/t无水酒精 八、自控仪表生产线均采用dcs（分散控制集中管理系统）自控系统进行控制。 控制系统主要针对生产过程的温度、压力、液位、流量等参数进行显示、记录和调节。 控制站组成 本控制站采用ⅲ型仪表完成部分辅助工程检测控制。另外还要配备仪表调试、校验、维修所必须的设备。 （1）、变送器和控制阀采用4—20ma信号制，二次仪表、就地仪表及控制阀的类型如下：温度：热电阻、热电偶、双金属温度计； 压力：电容式压力表、弹簧管压力表、隔膜式压力表、普通压力表； 流量：电磁流量计、超声波流量计、电容式差压变送器及孔板； 液位：电容式差压变送器、双法兰差压变送器、超声波液位计、磁翻转液位计； 电信号：电流变送器、功率变送器； 控制阀：气动薄膜套筒调节阀、气动v型调节球阀、气动o型调节球阀、气动球阀、变频器等。仪表用电源为交流单相220v±10%、50hz，电网频率波动≤±3%，并保证可靠接地。对于dcs须另设接地，及满足其它接地要求，同时选用ups保证供电。 仪表用压缩空气由空压站专用无油压缩空气系统提供的经过除油、净化和干燥处理的仪表专用压缩空气，由储气罐向各车间的用气点供气，在用气点相对集中的地方设气源分配器。 九、电气设备包括各生产线内的配电、动力、照明、防雷及接地等 十．设备布置及土建工程 无水酒精生产线布置按照gb12978-2003《电子产品消防检测规则》的要求）设计；脱水塔及再沸器露天布置,泵、换热器等设备布置在钢筋混凝土框架结构内。
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