苯乙酸的车间工艺设计

论文编号:HG168  论文字数:15973,页数:42  附CAD图

摘 要：苯乙酸又称苯醋酸、苄基甲酸，是一种重要有机化工原料。本文通过对几种生产工艺的比较选择使用氯苄羰基合成法工艺为本次设计的生产工艺路线。用氯苄、氢氧化钠和一氧化碳为原料，以羰基钴为催化剂生产苯乙酸。工艺过程简单，产品纯度高，是苯乙酸生产的一条高产、优质、低成本的有效途径.设计了一个年产1800吨苯乙酸的生产车间,对物料、热量、釜体、车间布置等进行研究。 根据工艺特点确定反应周期为每批16小时，每天1批。通过物料衡算得到每一种所需原料的质量；通过热量衡算得到所需传递的热量；然后根据衡算结果进行釜体设计,确定为10立方米的反应釜，设计了釜体各部分尺寸；还对原料贮罐、泵、蒸馏塔等设备进行了设计选型；并给出了工艺流程图、车间布置图和设备一览表。
关键词：苯乙酸；物料衡算；热量衡算；釜体设计；车间布置

Abstract:The Phenylacetate also calls Benzene acetic acid or formic acid benzyl, this paper choose Carbonyl chloride synthesis as the production process for this design through comparison of a few craft process. Use the Chloride, sodium hydroxide and carbon monoxide as raw materials, taking the Cobalt Carbonyl as catalyst to produce Phenylacetate. The craft process for Phenylacetate is a valid path of high produce, superior quality and low cost for the process is simple and product purity is high. We Designed a Production workshop for Phenylacetate of 1800 t/a for annual output, and studyed the materials, calories, body, the workshop decoration etc. According to the the process characteristics, we definite the reaction cycle for 16 hours each time, everyday 1 pass. According to the results of balance, We design the kettle ,also definite a Reactor of  10 cubic meters, though Mass Balance, quality that materials needed each time, and though Heat Balance, calories that needed to deliver, the design also included the body each parts of sizes 、raw materials storage, pumps, distillation columns and other equipment, and so on. Finally, a flow chart of the reaction, a workshop layout diagram and a reaction kettle assembling drawing are given.
Keywords：Phenylacetate;Mass Balance;Heat Balance;Kettle Design;Workshop Layout

目  录
中文摘要 I
英文摘要 II
目录 III
1. 绪论 ………………………………………………………………………………1
 1.1 我国医药中间体的一般概况…………………………………………………1
 1.2 苯乙酸的一般概况……………………………………………………………1
 1.2.1 苯乙酸的生产历史、现状及发展前景………………………………1
 1.2.2 苯乙酸的理化性质……………………………………………………2
 1.2.3 苯乙酸的质量标准和用途……………………………………………3
 1.3 苯乙酸的合成路线……………………………………………………………4
 1.3.1 氯苄- NaCN法(苯乙腈水解法)………………………………………4
 1.3.2 苯乙酰胺水解法(维尔格罗德法)……………………………………4
 1.3.3 氯苄- CO2电解法………………………………………………………5
 1.3.4 氯苄羰基化法…………………………………………………………5
 1.4 苯乙酸工艺路线的选择………………………………………………………6
2. 苯乙酸车间工艺的设计计算 ……………………………………………………8
 2.1 设计内容………………………………………………………………………8
 2.2 工艺流程框图…………………………………………………………………8
 2.3 生产周期的确定………………………………………………………………8
 2.4 年产1800吨苯乙酸的物料衡算过程 ………………………………………9
 2.4.1 计算依据………………………………………………………………9
 2.4.2 反应中主要原料及产物的分子量及相对密度………………………9
 2.4.3 物料衡算原理 ………………………………………………………10
 2.4.4 羰化岗位 ……………………………………………………………11
 2.4.5 羰化反应釜的物料平衡表 …………………………………………12
 2.4.6 蒸馏岗位 ……………………………………………………………12
 2.4.7 蒸馏岗位物料平衡表 ………………………………………………13
 2.4.8 结晶岗位 ……………………………………………………………13
 2.4.9 结晶岗位的物料平衡表 ……………………………………………13
 2.5  热量衡算……………………………………………………………………14
 2.5.1 热量衡算概述 ………………………………………………………14
 2.5.2 热量衡算方程式及各部分热量具体计算 …………………………14
 2.5.3 羰化反应岗位Q1(Q4)的计算…………………………………………15
 2.5.4 Q3的计算………………………………………………………………16
 2.5.5 Q5+Q6的计算 …………………………………………………………19
 2.5.6 Q2的计算………………………………………………………………19
 2.5.7 加热蒸汽量q的计算 ………………………………………………19
 2.5.8 蒸馏岗位的热量衡算（常压）………………………………………19
 2.6  反应釜釜体设计……………………………………………………………21
 2.6.1 确定羰化釜的容积 …………………………………………………21
 2.6.2 确定筒体和封头型式 ………………………………………………22
 2.6.3 确定筒体和封头直径 ………………………………………………22
 2.6.4 确定筒体高度 ………………………………………………………22
 2.6.5 确定夹套直径 ………………………………………………………22
 2.6.6 确定夹套高度 ………………………………………………………22
 2.6.7 内筒及夹套的受力分析 ……………………………………………23
 2.6.8 计算夹套筒体、封头厚度 …………………………………………23
 2.6.9 计算内筒筒体厚度 …………………………………………………23
 2.6.10 确定内筒封头厚度…………………………………………………25
 2.6.11 确定结晶釜的容积…………………………………………………25
 2.6.12 确定结晶釜各参数…………………………………………………25
 2.6.13 确定水洗釜的容积…………………………………………………28
 2.6.14 确定水洗釜各参数…………………………………………………28
 2.7  蒸馏塔的计算及选型………………………………………………………28
 2.8  换热设备的计算及选型……………………………………………………29
 2.8.1 蒸馏岗位冷凝器的选型 ……………………………………………29
 2.9  干燥器的选型………………………………………………………………30
 2.10 过滤器的选型………………………………………………………………30
 2.11 贮罐容积的计算及选型……………………………………………………30
 2.11.1 氯苄贮罐……………………………………………………………30
 2.11.2 甲醇贮罐……………………………………………………………31
 2.11.3 滤液贮罐……………………………………………………………31
 2.12 其他设备的计算及选型……………………………………………………31
 2.12.1 泵的选型……………………………………………………………31
3. 结果与讨论………………………………………………………………………32
 3.1 物料衡算结果 ………………………………………………………………32
 3.2 热量衡算结果 ………………………………………………………………32
 3.3 釜体及其他设备设计结果 …………………………………………………32
4. 总结与展望………………………………………………………………………33
致谢 …………………………………………………………………………………34
  参考文献……………………………………………………………………………35
 附录：
   设备一览表
   车间工艺流程图
   车间平面布置图