400L每小时渗透汽化法生产无水乙醇方案

400L/Hr渗透汽化膜法乙醇脱水初步方案xxxx膜技术工程有限公司xxxx年xx月xx日一、xx公司简介xx膜技术工程有限公司是以xx大学为技术支持，具有自主知识产权，生产和销售渗透汽化膜组件并为客户开展相关工程及服务的高新技术企业，专业从事高性能膜材料开发、膜技术研究、工程设计和实施、膜和膜组件产品生产经营和售后服务，拥有雄厚的技术开发和工程设计能力。二、渗透汽化膜分离原理及工艺流程简介分离原理简介渗透汽化膜技术是一种以有机溶剂中组分蒸汽分压差为推动力，依靠各组分在膜中的溶解与扩散速率不同的性质来实现混合物分离的技术过程。均相流体混合体系中各组分在物理化学性质上是存在差异的，各组份在膜中的热力学性质（溶解度）、动力学性质（扩散速度）存在着差异，导致渗透汽化膜对不同组分具有选择透过性，使得各组分得以分离。工艺流程简介渗透汽化是一种以混合物中组分渗透压差为推动力，依靠各组分在膜中的溶解与扩散速率性质差异来实现混合物分离的技术过程，具体工艺流程如下图所示：贮槽产品产品原料渗透液真空罩预热器原料贮槽进料泵加热器渗透液贮槽冷凝器真空泵膜将膜组件分隔为上游侧、下游侧两个室，上游侧为液相室，下游侧为气相室。气相室与真空系统相连接。含水的料液被加热到一定温度后进入液相室，膜对料液中的水分子有选择透过性，水分子溶解吸附于膜表面，由于真空的作用，在膜的另一侧（气相室）中水的蒸汽分压小于其饱和蒸汽压，依靠这种在膜两侧形成的水蒸汽分压的不同，使水分子得以不断地渗透通过膜，并在膜的另一侧（气相室）汽化，被真空带到冷凝系统，经冷凝得到液体渗透物。膜组件出口得到无水级的产品。三、渗透汽化膜技术优势渗透汽化膜技术用于从含水的有机溶剂中将水分离，其突出的优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统的方法难于完成的分离任务，在石油化工、精细化工、医药化工、日用化工、食品、环保等工业领域中具有广阔的应用前景，其技术优势概括如下：1、节能当有机溶剂和水的混合物达到共沸平衡时，若需将其中少量的水除去，传统的方法是采用加盐萃取蒸馏、加压蒸馏或分子筛吸附等技术，这些过程都需要将物料全部汽化，能耗是相当高的。渗透汽化膜技术的核心是借助渗透汽化膜的选择透过性使有机溶剂中少量的水透过膜，然后在膜的另一侧汽化，用真空带到冷凝装置冷凝，这样绝大多数的物料无需汽化，因此能耗相对很低。此外，只要提供0.1MPa的低压蒸汽或其他系统的回汽就可以维持渗透汽化膜装置的正常运行，较之其他技术至少需要0.4MPa的蒸汽才能正常运行，其优势更为明显。2、提高产品质量在药品和精细化工产品生产过程中要广泛应用到无水级的有机溶剂，从资源合理利用、环保、生产成本等各角度考虑，必须使溶剂实现循环使用，因此将使用后含有少量和微量水的有机溶剂制备成无水级的有机溶剂是至关重要的。以用95％的乙醇制备99.5％的无水乙醇为例，如果采用加盐萃取蒸馏技术，无论使用哪种萃取剂（苯、环己烷、乙二醇等），得到的无水乙醇中，都会有萃取剂残留，当这种途经来源的无水乙醇再用于药品生产中，就可能对药品造成污染。药品是一种特殊的商品，在一定程度上讲，其安全性比有效性更加重要。采用渗透汽化膜技术分离有机溶剂中的水的过程中不引入第三组分，可以确保得到的无水级有机溶剂的质量，同时也确保了药品的质量，这是渗透汽化技术的一大优势。3、环保如前面工艺流程所描述，采用渗透汽化膜技术进行有机溶剂脱水，所得到的渗透液的量是很少的，其中会带有很少量的有机溶剂，只需对其进行简单蒸馏处理使其达到共沸平衡，重新进入渗透汽化膜技术的主工艺路线，整个流程中仅产生很少量的蒸馏残液（或残渣）。相比之下，加盐萃取蒸馏技术在萃取剂的回收过程中将会产生大量的含有盐的萃取剂残渣，难以降解处理；如采用分子筛技术，就会存在着再生时的环境污染和淘汰使用到寿命期的分子筛的问题，这在环保上是非常棘手的。4、物耗低，资源利用率高，占地面积少，操作方便由于采用渗透汽化膜技术更容易实现有机溶剂的低含水量，有益于产品收率的提高，相应降低了物耗，提高了资源利用率；而且渗透汽化膜技术的生产流程简单，装置结构紧凑，占地面积少，操作方便。综上，在能源价格一路走高、环保压力日益严峻、产品质量已经成为企业生命线的市场大趋势下，采用渗透汽化膜技术不仅符合国家降耗减排产业政策的要求，而且能使产品质量得到切实的保障，并有效地降低运行成本。四、渗透汽化膜法乙醇脱水装置技术要点1、原料组成：原料为乙醇，其中含水≤7wt％，pH值为7.0～8.0；2、原料要求：不含有（或产生）固体颗粒、强氧化剂或对膜材料有破坏作用的组分；3、处理能力：上述原料9m3/天（24小时/天）；4、产品质量：含水≤0.5wt％；5、加热方式：热水加热；6、装置要求：（1）根据现场实际进行防爆设计，可燃气体报警时装置停车；（2）装置运行所需的稳定的公用工程：①380V工业电；②常温冷却水（真空泵冷却用）；③热水(≥90℃,用于原料加热)；④冷媒（≤－8℃，用于冷凝渗透液）；⑤压缩空气（≥0.2MPa，控制系统用）。7、占地要求：占地约8m×4m，真空罩起吊高度约11m，可以根据现场实际情况进行布置。五、设备及投资估算本方案按照“交钥匙工程”进行设计选型，装置整体报价为人民币156.20万元（壹佰伍拾陆万贰仟整），主要配置如下表：货币种类：人民币；货币单位：万元序号设备名称规格型号材质单位数量单价合计1膜组件MPD-I台109.8098.002真空罩Φ1600×520020台15.905.903原料泵防爆电机，15NP，0.4kw304台10.650.654真空泵防爆电机，11kw，无油立式20台11.901.905热水泵循环量4t/h，2.2kw20台10.300.306渗透液泵防爆电机，15NP，0.4kw304台10.650.657过滤器一芯，10u304台20.250.508加热器板式，2m2304台20.300.609加热器板式，1.5m2304台20.250.5010加热器板式，1.0m2304台30.150.4511换热器板式，3m2304台10.300.3012冷凝器列管，17m220台11.001.0013冷却器板式，2m2304台10.300.3014渗透液罐300L，带液位计20台20.450.9015缓冲罐300L20台10.350.3516热水罐1500L，带液位计20台10.900.9017仪表电器现场压力表，远传压力表、双金属温度计、远传温度表、孔板流量计等3.2018控制系统PID控制，泵电器元件，控制柜，现场电器仪表安装材料等6.5019管道系统自力式调节阀，气孔薄膜调节阀，自力式减压阀，阀门，管件，金属软管，保温和涂料等16.0020报警系统可燃气体报警器与加热互锁系统0.5021钢结构6×3×11(m)2.9022安装工程费7.523调试培训费1.0024设计及技术转让费5.0025膜组件运费0.50工程投资总计156.30备注：建议原料泵、热水泵及真空泵各一用一备。六、能耗估算项目单耗蒸汽0.15t/t产品电14kwh/h冷媒-10℃冷媒循环量3.8t/h说明：1、能耗与配套设备的质量、公用工程的稳定性及质量、操作等诸多因素有关，以上能耗仅供参考；2、蒸汽耗量应按0.3MPa的新蒸汽进行计算。本装置可以利用其他蒸汽使用点的回汽或冷凝回水作为加热源，则蒸汽耗量为0；3、由于各个企业能源价格各有不同，因此只给出能源单耗。七、其它1、首付款到账3个月具备调试条件，其中设计工期为1个月；2、本报价不含土建、原料罐、成品罐及公用工程；3、本报价有效期为1个月。