Проектування обладнання технологічної лінії виробництва етилового спирту з етилену продуктивністю 15 500 кг/год

Abstract

У бакалаврській кваліфікаційній роботі розглядається технологія виробництва етилового спирту шляхом прямої гідратації етилену з подальшим розділенням продуктів реакції в ректифікаційній колоні. Основною метою роботи є проєктування ключових апаратів технологічної установки — контактного апарата (гідратора) та ректифікаційної колони . У першому розділі подано теоретичні основи прямої гідратації етилену, проаналізовано фізико-хімічні властивості етанолу, умови перебігу реакції та принципи ректифікації. Другий розділ містить порівняльний аналіз методів отримання етанолу, детальний опис технологічної схеми установки та формулювання задачі проєкту. У третьому розділі розглянуто конструкцію ректифікаційної колони, вплив технологічних параметрів та структуру керування процесом. Четвертий розділ присвячено повному технічному розрахунку ректифікаційної колони, включаючи масообмін, теплообмін, гідродинаміку та підбір обладнання. У п’ятому розділі виконано аналіз і розрахунок гідратора, визначено його геометричні параметри, втрати тиску та схему керування процесом гідратації. Шостий розділ містить економічне обґрунтування проєкту, аналіз ринку, структуру витрат, собівартість продукції, рівень прибутку та рентабельність. У сьомому розділі наведено заходи з охорони праці, пожежної та електробезпеки, організацію безпечних умов праці з урахуванням характеру хімічного виробництва.This bachelor’s qualification thesis examines the technology of ethanol production by direct hydration of ethylene, followed by the separation of reaction products in a rectification column. The main objective of the study is the design of the key process equipment — the contact apparatus (hydrator) and the rectification column. The first chapter presents the theoretical foundations of ethylene hydration, an analysis of the physicochemical properties of ethanol, the reaction conditions, and the principles of rectification. The second chapter includes a comparative analysis of ethanol production methods, a detailed description of the process flow diagram, and the formulation of the project objectives. The third chapter discusses the design of the rectification column, the influence of process parameters, and the control system structure. The fourth chapter is dedicated to the complete technical calculation of the rectification column, including mass transfer, heat transfer, hydrodynamics, and equipment selection. The fifth chapter provides an analysis and calculation of the hydrator, determining its geometric dimensions, pressure drops, and the control scheme for the hydration process. The sixth chapter includes the economic justification of the project, market analysis, cost structure, product cost price, profitability, and profit level. The seventh chapter outlines occupational safety measures, fire and electrical safety, and the organization of safe working conditions considering the specifics of chemical production.