年產(chǎn)1000噸對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)(共36頁)

1、南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第 PAGE43頁 /共 NUMPAGES43頁前言(qin yn)1925年，對(duì)氨基苯甲酸首次在世界上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，20世紀(jì)40年代末至50年代初，對(duì)氨基苯甲酸獲得迅速發(fā)展。1988年世界對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)能力已達(dá)108.4萬噸，裝置開工率為85。由于需求劇增，對(duì)氨基苯甲酸市場(chǎng)日趨緊俏。80年代末和九十年代初，世界主要對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)廠家Aristech、Dow和Shell紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)能力，導(dǎo)致全球?qū)Π被郊姿嵘赡芰^剩，裝置開工率逐年遞減。1992年開工率已降至66。但是(dnsh)由于化工業(yè)的快速成長與發(fā)展以至于對(duì)氨基苯甲酸的使用廣泛度在不斷繼續(xù)擴(kuò)大中，

2、形勢(shì)迅猛發(fā)展。到1989年很多國家的對(duì)氨基苯甲酸工廠生產(chǎn)工藝裝備的開工達(dá)到了93，更有大部分國家呈現(xiàn)出對(duì)氨基苯甲酸很缺貨的狀態(tài)。為此，各大生產(chǎn)廠家紛紛新建或擴(kuò)建對(duì)氨基苯甲酸裝置，2004年生產(chǎn)能力已達(dá)286.9萬噸1。對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)主要集中在美國、西歐、日本。美國為首的西歐國家對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)打趣道世界總量的89%。世界對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)主要由GEP、Shell、Dow和Bayer4家公司控制，約占世界生產(chǎn)能力的70。其中GEP是世界最大的對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)企業(yè)，共建有5套裝置(zhungzh)，分布在美國、荷蘭、西班牙、日本，總生產(chǎn)能力達(dá)到56.4萬噸/年。對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力位居世界第二，

3、在美國、荷蘭各有一套裝置，總生產(chǎn)能力達(dá)到37萬噸/年。Bayer在德國、比利時(shí)分別建有一套對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)裝置，總生產(chǎn)能力達(dá)到28萬噸/年1。 目前國外新建、擬建裝置共9套，生產(chǎn)能力總計(jì)76萬噸/年，除Bayer在美國、比利時(shí)新建裝置外，其余均分布在亞太地區(qū)2。我國對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力、產(chǎn)量、工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量等，都與國外存在較大差距，表現(xiàn)在3：生產(chǎn)能力小、產(chǎn)量低，我國對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力尚不足3萬噸/年，遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求；生產(chǎn)裝置達(dá)不到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，我國目前大多數(shù)裝置還不足千噸/年，最大裝置也只有無錫樹脂廠的1萬噸/年，僅為國外裝置規(guī)模的1/10,極大的影響了經(jīng)濟(jì)效益；工藝落后，我國對(duì)氨基苯甲

4、酸生產(chǎn)工藝仍以催化加氫還原法為主，不僅原料消耗高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且產(chǎn)品質(zhì)量差，嚴(yán)重地影響了其下游產(chǎn)品地開發(fā)。對(duì)氨基苯甲酸作為一種非常重要的有機(jī)化工原料，貫穿于整個(gè)化學(xué)工業(yè)，同時(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中也具有(jyu)非常廣泛的應(yīng)用。因此，選擇一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的方法具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)歷史悠久，隨著化工產(chǎn)業(yè)的迅猛、飛速發(fā)展, 對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)工藝也隨之發(fā)生變化，合成工藝不斷的得到(d do)改進(jìn)，并趨于完善。本設(shè)計(jì)采用對(duì)硝基苯甲酸、氫氣為原料，以對(duì)pd/c為催化劑來合成對(duì)氨基苯甲酸，原料價(jià)廉易得，反應(yīng)條件溫和，操作方便，生產(chǎn)成本低，達(dá)到了化工設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。1、生產(chǎn)工藝的

5、選擇(xunz)1.1常見生產(chǎn)方法制取對(duì)氨基苯甲酸主要的方法有如下四種：1.1.1以對(duì)硝基苯甲酸為原料合成對(duì)氨基苯甲酸1.化學(xué)還原法（1）AI還原法其實(shí)AI的還原能力是較弱的,所以當(dāng)在無機(jī)酸的介質(zhì)中進(jìn)行還原時(shí),是要用比較高的溫度的。我們用較濃一點(diǎn)的HCI作為介質(zhì),再用AI來還原對(duì)硝基苯甲酸,這時(shí)對(duì)氨基苯甲酸的收率可以為86%。用這種方法其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較便宜、收率比較高等等特點(diǎn),缺點(diǎn)是它反應(yīng)條件優(yōu)點(diǎn)嚴(yán)格,處理起來會(huì)比較麻煩。（2）Sn還原法Sn還原法中最常用的還原劑是SnCI:。由于SnCI在水溶液中及易水解,因此,在用SnCI還原對(duì)硝基苯甲酸時(shí),必需要在有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行。收率為88%。此方法擁有

6、反應(yīng)快、收率很高等等的特點(diǎn),但是，不足之處是產(chǎn)品的分離還比較困難,而且由于使用了有機(jī)溶劑,所以其成本較高。（3）Fe還原法用Nacl為電解質(zhì),稀HCI為介質(zhì)(jizh),在96104間,用鐵屑還原對(duì)硝基(xio j)苯甲酸,PABA的收率87.5%;2用金屬(jnsh)氫化物還原法用金屬氫化物作為還原劑主要是來自元素周期表中的第三主族元素的氫化物,例：LIH、NaB等等,其中LIH;的還原能力還是較強(qiáng)的,它能將對(duì)硝基苯甲酸一下還原成對(duì)甲基苯胺,所以不能盲目地用來用于合成對(duì)氨基苯甲酸。雖然NaB的還原能力優(yōu)點(diǎn)弱,如果只使用它做還原劑的話是對(duì)硝基起不了作用的,還要與過渡的金屬鹽合成復(fù)合的還原劑,這

7、樣才能用做還原對(duì)硝基苯甲酸。其的收率可以到達(dá)91%以上的。一般都用于實(shí)驗(yàn)室合成對(duì)氨基苯甲酸。3.硫化物還原法用硫化物其實(shí)是很溫和的一種還原劑的,像如果用NaS來還原對(duì)硝基苯甲酸的話,段及苯甲酸的收率將可以達(dá)到80%。4.催化還原法（1）Ni催化還原法在用Ni作催化劑,對(duì)氨基苯甲酸的收率在90%以上,可以說純度是非常高的。用NiAI合金來用做為催化劑的話,經(jīng)過反應(yīng)得到對(duì)氨基苯甲酸,要求的溫度為125,壓力等于3.1MPa,其中催化劑的用量為6%,當(dāng)我們用的原料液的濃度達(dá)到9%的時(shí)候,對(duì)氨基苯甲酸的收率為88%。（2）Pt催化還原法Pt是一種催化性很好的一種試劑，經(jīng)常被用作催化反應(yīng)中,因?yàn)槲覀冎灰?/p>

8、在常溫常壓的條件下通過持續(xù)的加氫反應(yīng)就可以得到對(duì)氨基苯甲酸了，但是它的缺點(diǎn)很明顯，因?yàn)榇呋院芎脤?dǎo)致它的反應(yīng)進(jìn)行程度很不容易被掌控，因而也不常被采用此種方法來用做工業(yè)上生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸。（3）Pd催化還原法通過用Pd來做催化劑加上氫氣作為還原劑來還原對(duì)硝基苯甲酸生成對(duì)氨基苯甲酸是最常用而且是最經(jīng)濟(jì)的一種方法了。在90度的溫度下以對(duì)硝基苯甲酸為原料來還原成對(duì)氨基苯甲酸其收率將會(huì)達(dá)到88%以上，而且反應(yīng)速度也相對(duì)較快，成本也不高，所以作為生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的一種方法再適合不過了。5.電解(dinji)還原法直接(zhji)電解還原法直接的用電解還原(hun yun)的方法就是把陰極發(fā)生的反應(yīng)直接用于

9、來還原對(duì)硝基苯甲酸這樣就可以得到我們需要的對(duì)氨基苯甲酸了。1.1.2 以對(duì)苯二甲酸為原料合成對(duì)氨基苯甲酸是利用廢滌綸的水解產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸為原料,經(jīng)過酸化、單皂化、氨解、降解的四步反應(yīng),而且四步反應(yīng)均有很高的轉(zhuǎn)化率,其總收率為61.2%,并且反應(yīng)條件也緩和，得到的產(chǎn)品含量將大于96.4%。1.1.3 用對(duì)甲基苯胺作為原料來合成的對(duì)氨基苯甲酸我們用對(duì)甲基苯胺為原料，把它通過了酸化,氧化過程還有最后一部的水解過程來制得我們需要的對(duì)氨基苯甲酸。在反應(yīng)過程中其中的氧化部分是要我們用人工來操作攪拌均勻的。氧化后的溶液我們?cè)趯⑵渌鈺r(shí)要將反應(yīng)完的水解的溶液用堿性物質(zhì)氨水來調(diào)節(jié)使其到呈現(xiàn)微堿性。還要用酸來滴定

10、直到有結(jié)晶產(chǎn)品析出來,需要注意的是此結(jié)晶物一般是優(yōu)點(diǎn)難以析出來的，并且就算是重結(jié)晶恐怕也很難達(dá)到預(yù)設(shè)產(chǎn)品收率。但是如果我們將高氧化性物質(zhì)高錳酸鉀在攪拌過程中將其置于沸水中完全溶解后的溶液再依次分量放入瓶中反應(yīng)，怕高錳酸鉀由于其固體的顆粒濃度可能不相同導(dǎo)致溶液的均勻分布帶來了困擾，而且攪拌起來也很不方便了。用堿性氨水在水解后的溶液中將其堿性調(diào)節(jié)為4和5之間，這樣就可以使產(chǎn)物比較容易析出了。1.1.4 以分枝酸為原料生物合成對(duì)氨基苯甲酸這是一種生物合成對(duì)氨基苯甲酸的方法。是在各種生物酶的作用下通過利用生物酶的活性來合成的對(duì)氨基苯甲酸是一種很可觀很環(huán)保的方法，屬于當(dāng)下我們研究的重點(diǎn)更是我們研究的熱點(diǎn)

11、方法。1.2生產(chǎn)工藝1.2.1反應(yīng)(fnyng)過程以對(duì)硝基苯甲酸為原料(yunlio)經(jīng)催化加氫制得對(duì)氨基苯甲酸，是一個(gè)還原反應(yīng)，采用的是液相加氫制備對(duì)氨基苯甲酸，所以壓力對(duì)反應(yīng)的影響不是很大，持氫壓力為0.5MPa，而催化劑用量，反應(yīng)溫度(wnd)等對(duì)對(duì)氨基苯甲酸的影響很大。當(dāng)加人占原料量3%的Pd/c催化劑后,產(chǎn)率便可提高到98.4%,當(dāng)催化劑用量增加到3.5%一4%時(shí),產(chǎn)率設(shè)有明顯的提高.而且隨著溫度的升高,產(chǎn)率逐漸提高,當(dāng)溫度為90時(shí),產(chǎn)率可達(dá)到98.4%,當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí),產(chǎn)率提高的趨勢(shì)緩慢.采用液相加氫制備對(duì)氨基苯甲酸,它與傳統(tǒng)的鐵粉還原相比,優(yōu)點(diǎn)在于三廢污染少,降低產(chǎn)品成本,收

12、率增加,且所用的催化劑易于和產(chǎn)物分離,故本制備方法對(duì)于開發(fā)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)有一定的意義.所以生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的最佳工藝條件為：對(duì)硝基苯甲酸與與氫氣的摩爾比為4：1加氫反應(yīng)催化劑用量為3%,反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)，反應(yīng)最佳溫度為90.1.2. 2過濾過程經(jīng)反應(yīng)釜催化加氫還原后過濾，濾去pd/c催化劑。1.2.3 鹽酸酸化過程經(jīng)過濾后的溶液用10%的鹽酸進(jìn)行酸化結(jié)晶1.2.4離心及干燥過程將溶液置與離心機(jī)里離心，再將離心得到的晶體經(jīng)過洗滌再放入干燥器中進(jìn)行干燥，就可以得到需要的對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)品。1.3生產(chǎn)控制參數(shù)、丙酮加料(ji lio)方式及具體操作1.3.1投料配比(pi b)對(duì)硝基苯甲酸:氫氣=1

13、：4（摩爾(m r)比），催化劑pd/c用量為原料對(duì)硝基苯甲酸的3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）1.3.2反應(yīng)溫度、壓力和反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)溫度控制在90，0.5MPa，反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)。1.3.3 具體操作過程在90條件下，往反應(yīng)釜中加入定量的對(duì)硝基苯甲酸， 5%的氫氧化鈉溶液和水,將其混合物加熱至物料完全溶了為止,測(cè)定其pH值為6.8,加人攪拌磁子和Pd/C催化劑,在封閉反應(yīng)系統(tǒng)中,用氫氣置換,攪拌,升溫至80,通入氫氣,繼續(xù)將其升高溫度至90,保持氫氣的壓力為0.5MPa反應(yīng),定時(shí)測(cè)定其氫氣反應(yīng)的速度,當(dāng)連續(xù)30分鐘不再吃氫時(shí)即說明反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束了.反應(yīng)液要經(jīng)過過濾,再酸化結(jié)晶干燥得到產(chǎn)品.收率95%.生產(chǎn)工

14、藝流程見物料流程圖。1.4生產(chǎn)方式的選取 半間歇操作過程是間歇操作過程的連續(xù)操作過程。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定，對(duì)氨基苯甲酸的年生產(chǎn)能力為1000t，取年工作日為300天，則每晝夜生產(chǎn)能力為1000/3001.111t，所以按照此生產(chǎn)量應(yīng)該采取間歇操作比較好。1.5產(chǎn)品物性(w xn)、用途及原料參考投量1.6產(chǎn)品(chnpn)物性3對(duì)氨基(nj)苯甲酸有其英文命名為p-aminobenzoic acid，又叫4-氨基苯甲酸，化學(xué)式可以寫C7H7NO2，結(jié)構(gòu)式可以表示為，熔點(diǎn)186187，對(duì)氨基苯甲酸的分子量為137.14，對(duì)氨基苯甲酸在水中是微溶的，對(duì)氨基苯甲酸其密度為1.375（在25下），是無色

15、的針狀型的晶體，對(duì)氨基苯甲酸在空氣中或在光照下會(huì)變?yōu)闇\淺的淺黃色。雖然對(duì)氨基苯甲酸在冷水中是微容的但對(duì)氨基苯甲酸容易溶于熱水中、在乙醇，乙醚，乙酸乙酯等有機(jī)溶劑中也易容還有冰醋酸中也比較容，但是對(duì)氨基苯甲酸難溶于水、苯，還不溶于石油醚等。1.7用途對(duì)氨基苯甲酸作為一種非常重要的有機(jī)化工原料，貫穿于整個(gè)化學(xué)工業(yè)，同時(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中也具有非常廣泛的應(yīng)用。因此，選擇一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的方法具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)歷史悠久，隨著化工產(chǎn)業(yè)的迅猛、飛速發(fā)展, 對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)工藝也隨之發(fā)生變化，合成工藝不斷的得到改進(jìn)，并趨于完善。本設(shè)計(jì)采用對(duì)硝基苯甲酸、氫氣為原料，以對(duì)pd/c

16、為催化劑來合成對(duì)氨基苯甲酸，原料價(jià)廉易得，反應(yīng)條件溫和，操作方便，生產(chǎn)成本低，達(dá)到了化工設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。對(duì)氨基苯甲酸主要是用在醫(yī)療醫(yī)藥中的。它更是我們?nèi)祟悪C(jī)體中細(xì)胞生長和分裂的一些必須物質(zhì)的部分組成之一。對(duì)氨基苯甲酸作為一種非常重要的有機(jī)化工原料，在化工行業(yè)中都是廣泛使用的，不僅在化工行業(yè)在我們實(shí)際生活中應(yīng)用的也很廣泛。因?yàn)樗且环N很經(jīng)濟(jì)而且很環(huán)保的方法(fngf)，對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)合成方法也得到了很大的改進(jìn)，不僅經(jīng)濟(jì)還很環(huán)保，大大得到了改善。 1.8原料(yunlio)參考投量（按生產(chǎn)每噸對(duì)硝基苯甲酸計(jì)）原料對(duì)硝基(xio j)苯甲酸：1.4243t氫氣：0.0682t催化劑 pd/c：0

17、.0427t2、物料衡算2.1生產(chǎn)能力的計(jì)算生產(chǎn)能力的計(jì)算是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來及實(shí)際情況來定的，根據(jù)其生產(chǎn)任務(wù)為;每年要產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸1000 t，又根據(jù)公式：開工的因子是等于我們生產(chǎn)裝置的時(shí)間除以年時(shí)間的，所以我們?yōu)榱艘耆浞值睦玫皆O(shè)備，我們的開工的因子必須取得大一點(diǎn)這樣才經(jīng)濟(jì)利潤也大一點(diǎn)，就是要把它設(shè)置為接近于1，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況又不可能等于1，因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)要考慮的因素很多。比如我們要想到我們的生產(chǎn)設(shè)備的維修和一些不可避免的開運(yùn)與停工的因素等等的情況，所以一般我們?nèi)〉玫拈_工因子為0.8到0.9之間，一年365天，除去一些節(jié)假日，設(shè)備保養(yǎng)，修理等一共大概65天，我們?nèi)∩a(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的工作時(shí)

18、間為一年300天。全天生產(chǎn)分為三個(gè)班，每一個(gè)班定為生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸一批。因此可以算出每批料的年生產(chǎn)能力為（1000/3003）= 1.11t/班，并以此作為物料衡算的標(biāo)準(zhǔn)。2.2質(zhì)量(zhling)守恒定律做產(chǎn)品生產(chǎn)的物料衡算根據(jù)質(zhì)量守恒定律它是指進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全部的進(jìn)料的量，要必須和離開這個(gè)系統(tǒng)的全部的物料的量要相等。還要計(jì)算反應(yīng)過程中總損失的量和反應(yīng)中體系累積的量。以此作為我們(w men)物料衡算研究的依據(jù)?？偟目梢杂孟铝惺阶觼肀硎荆?G進(jìn)=G出+G損+G積其中(qzhng)G進(jìn)等于輸入的物料量的總和；G出等于離開的物料量的總和；G損總的損失量；G積系統(tǒng)中積累量。（1）反應(yīng)釜物料衡算對(duì)氨

19、基苯甲酸的生產(chǎn)規(guī)模采用的是分批操作的設(shè)備，當(dāng)反應(yīng)終了的時(shí)候，系統(tǒng)的物料將完全排出所以此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的物料的積累的量將為零，按照此種情況，上面的物料衡算的等式就可以寫為G進(jìn)=G出+G損。應(yīng)為采用的是分批操作所以我們可以確定的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)為1.11t每批，因此要精確計(jì)算出每批的產(chǎn)量及每批原料的投料量。1）催化加氫過程反應(yīng)：每批生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸：G=1000t/(3003)=1.11t催化劑pd/c用量占投料量的3%對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)品最終收率為95，故每批投對(duì)硝基苯甲酸的量：G1=1.11/95%167/137=1.42t每批投氫氣的量：G2=1.4242/167=0.0682t每批投催化劑

20、pd/c的量：G3=1.420.03=0.0427t過程轉(zhuǎn)化率為：98%（以對(duì)硝基苯甲酸計(jì)算）對(duì)氨基苯甲酸的產(chǎn)量： 1.420.98137/167=1.145t對(duì)硝基(xio j)苯甲酸余量:1.42（1-0.98）=0.028t氫氣(qn q)余量：0.0682-1.420.9832/167=0.0180t生成(shn chn)水的量：1.420.98218/167=0.30t物料衡算見表表2.1催化加氫物料表輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）1對(duì)硝基苯甲酸1.421對(duì)硝基苯甲酸0.0282氫氣0.06822氫氣0.01803Pd/c催化劑0.043Pd/c催化劑0.04水

21、0.30對(duì)氨基苯甲酸1.145總計(jì)1.493總計(jì)1.493（2）堿中和物料衡算每批輸入氫氧化鈉溶液的量： 114540/(1375%)-0.02840/(1675%)=6.82t輸入對(duì)氨基苯甲酸的量： =1.145t輸入對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0682t輸入水的量： =0.30t輸出對(duì)氨基苯甲酸鈉的量： 1145159/137=1.3289t輸出對(duì)硝基苯甲酸鈉的量： 0028189/167=0.028t輸出(shch)水的量： 030+1.14518/137+0.02818/167+6.820.95=6.936t物料(w lio)衡算見表表2.2堿中和的物料(w lio)衡算表（t/班）輸入

22、輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）1對(duì)硝基苯甲酸0.06821對(duì)硝基苯甲酸鈉0.0282對(duì)氨基苯甲酸1.1452對(duì)氨基苯甲酸鈉1.3289水0304水6.9360氫氧化鈉溶液682總計(jì)1.493總計(jì)1.493（3）酸化結(jié)晶物料衡算對(duì)氨基苯甲酸在水中的溶解度約為0.3g/100g，對(duì)硝基苯甲酸在水中的溶解度為0.02g/00g.輸入對(duì)氨基苯甲酸的量： =1.3289t輸入對(duì)硝基苯甲酸的量：=0.0322t輸入水的量： =6.9360t輸入10%鹽酸的量： =3.1129t輸出固體對(duì)氨基苯甲酸的量： 1.3289137/159-0.0292=1.1158t輸出固體對(duì)硝基苯甲酸的量:

23、0.0322167/189-0.0019=0.0265t輸出溶液(rngy)對(duì)氨基苯甲酸的量： =0.0292t輸出(shch)溶液對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0019t輸出(shch)水的量： 6.9360+3.11290.9=9.7377t輸出氯化鈉的量： 1.328958.5/159+0.032258.5/189=0.4989t物料衡算見表：表2.3酸化結(jié)晶的物料衡算表（t/班）輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）1對(duì)氨基苯甲酸鈉1.3289固體對(duì)氨基苯甲酸1.11582對(duì)硝基苯甲酸鈉0.0322固體對(duì)硝基苯甲酸0.0265水6.9360溶液對(duì)氨基苯甲酸0.029210%鹽

24、酸溶液3.1129 溶液對(duì)硝基苯甲酸0.0019溶液水9.7377溶液氯化鈉0.4989總計(jì)11.41總計(jì)11.41（4）離心的物料衡算輸入固體對(duì)氨基苯甲酸的量： =1.1158t輸入固體對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0265t輸入溶液對(duì)氨基苯甲酸的量： =0.0292t輸入(shr)溶液對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0019t輸入(shr)水的量： =9.7371t輸入(shr)洗滌水的量：洗滌水等于固體質(zhì)量=1.1423t輸入氯化鈉的量： 0.4989t輸出濕固體對(duì)氨基苯甲酸的量： 1.1158+1.11580.9=2.1201t輸出濕固體對(duì)硝基苯甲酸的量： 0.0265+0.02650.9=0.

25、0504t輸出濕固水的量：濕固體中的水為固體質(zhì)量的10%=1.11580.1+0.02650.1=0.1142t輸出溶液對(duì)氨基苯甲酸的量： =0.0292t輸出溶液對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0019t輸出水的量： = 9.7377t輸出氯化鈉的量： =0.4989t物料衡算見表表2.4離心的物料衡算表（t/班）輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）固體對(duì)氨基苯甲酸1.1158濕固體對(duì)氨基苯甲酸2.1201固體對(duì)硝基苯甲酸0.0265濕固體對(duì)硝基苯甲酸0.0504溶液對(duì)氨基苯甲酸0.0292濕固水水0.1142溶液對(duì)硝基苯甲酸0.0019溶液對(duì)氨基苯甲酸0.0292溶液水9.737

26、1溶液對(duì)硝基苯甲酸0.0019溶液氯化鈉0.4989溶液水9.7377洗滌水1.1423溶液氯化鈉0.4989總計(jì)12.55總計(jì)12.55（5）干燥(gnzo)過程計(jì)算干燥(gnzo)損失0.5%輸入濕固體(gt)對(duì)氨基苯甲酸的量為： =2.1201t輸入濕固體對(duì)硝基苯甲酸的量為： =0.0504t輸入水的量為： =0.1142t產(chǎn)品對(duì)氨基苯甲酸的量為： 1.1158-0.0055=1.1103t對(duì)硝基苯甲酸的量為： 0.0265-0.0001=0.0264t揮發(fā)的水的量為： =1.1423t損失的對(duì)氨基苯甲酸的量為:1.11580.005=0.0056t損失的對(duì)硝基苯甲酸的量為： 0.026

27、50.005=0.001t物料衡算見表表2.5干燥物料衡算表輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）濕固體對(duì)氨基苯甲酸2.1201產(chǎn)品對(duì)氨基苯甲酸1.1103濕固體對(duì)硝基苯甲酸0.0504產(chǎn)品對(duì)硝基苯甲酸0.0264濕固體水0.1142揮發(fā)水1.1424損失對(duì)氨基苯甲酸0.0056揮發(fā)對(duì)硝基苯甲酸0.001總計(jì)2.28總計(jì)2.283、熱量(rling)衡算熱量衡算的定義為：按照能量守恒的定律反應(yīng)在無軸功的條件下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的總的物料的熱量與反應(yīng)完成(wn chng)后離開系統(tǒng)的物料的熱量應(yīng)該要相等”，因此在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)我們(w men)對(duì)裝置傳熱設(shè)備的能量衡算可以用下面的等

28、式來表示：Q1 + Q2 + Q3 = Q4+ Q5 + Q6 等式中：生產(chǎn)所處理的帶入設(shè)備的總的物料的熱量為Q1：KJ；生產(chǎn)反應(yīng)時(shí)需用到的加熱劑或者用到的冷卻劑與生產(chǎn)設(shè)備和物料之間傳遞的熱量為Q2，其中我們規(guī)定+為加熱劑加入系統(tǒng)的熱量，-為冷卻劑吸收的熱量，KJ；反應(yīng)的過程的熱效率我們用Q3KJ；表示。其中規(guī)定用+表示為放熱的過程，用-表示為吸熱的過程。為反應(yīng)最后終了時(shí)的物料的焓用Q4KJ；表示。即為輸出時(shí)物料的焓反應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備中的部件所消耗的熱量我們用Q5，KJ；表示。為設(shè)備向四周散失的熱量我們又稱損失的熱用Q6，KJ；表示。熱量衡算的基準(zhǔn)也以每批處理物料即1.11 t/批為基準(zhǔn)。進(jìn)行熱量衡

29、算的溫度(wnd)其基準(zhǔn)我們一般設(shè)定其為25，所以從以上各式我們可以得到熱量(rling)衡算式的計(jì)算式：Q2 = Q4+ Q5 + Q6 Q1Q3上式中的各項(xiàng)可以用以下(yxi)方法計(jì)算：（1）Q1 和Q4的計(jì)算：Q1 和Q4均可用此式計(jì)算：式中：反應(yīng)物的體系中各個(gè)組分I的質(zhì)量，Kg;組分I在0T時(shí)的平均比熱容，KJ/(Kg)或KJ/(Kmol);反應(yīng)物系的反應(yīng)前后的溫度，反應(yīng)釜能量衡算： 從文獻(xiàn)11中查得25時(shí)，以下物質(zhì)的比熱容分別為：Cp,對(duì)硝基苯甲酸128J/(mol*k)=2.2039KJ/(Kg*k)Cp,氫氣220.5J/(mol*k)=2.343KJ/(Kg*k)催化劑pd/c

30、的比熱容根據(jù)柯柏法則用的原子熱容數(shù)據(jù)14進(jìn)行計(jì)算如下：Cp，pa/c催化劑（72.8+84.3+7.4+36）=79.4Cal/(mol*k)Cp,氫氧化鈉128J/(mol*k)=2.2039KJ/(Kg*k)Cp,鹽酸156J/(mol*k)=2.4023KJ/(Kg*k)1）Q1 =（m對(duì)硝基苯甲酸c對(duì)硝基苯甲酸+m氫氣c氫氣+m鹽酸c鹽酸+m氫氧化鈉c氫氧化鈉+mpa/ccpa/c）25KJ= (1.421032.2039+0.0681032.343+3.111032.4023+6.821032.2039+0.04310379.4）25 1.66106KJ2）假定各物質(zhì)的比熱容隨溫度變

31、化不大，則Cp,對(duì)硝基苯甲酸128J/(mol*k)=2.2039KJ/(Kg*k)Cp,對(duì)氨基苯甲酸220.5J/(mol*k)=2.2218KJ/(Kg*k)Cp,pa/c79.4Cal/(mol*k)=1.9292KJ/( mol*k)Cp,水75.31J/(mol*k)=4.18KJ/(Kg*k)Cp,氯化鈉101J/(mol*k)=1.822KJ/(Kg*k)Q4 =（m對(duì)硝基苯甲酸c對(duì)硝基苯甲酸+ m對(duì)氨基(nj)苯甲酸c對(duì)氨基苯甲酸+ m pa/ccpa/c + m氯化鈉c氯化鈉+m對(duì)硝基苯甲酸溶液c對(duì)硝基苯甲酸溶液+m對(duì)氨基苯甲酸溶液c對(duì)氨基苯甲酸溶液+m水 c水）90=（0.

32、2641032.2039+1.11021032.2218+0.0431031.9292+0.501031.822+0.00191032.0018+0.02921032.0211+10.881034.18）90=4.4106KJ(2）因?yàn)樵搶?duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)(shngchn)采取的是分批的操作，所以可認(rèn)為Q5可忽略不計(jì)(3）Q6的計(jì)算(j sun) 設(shè)備向四周散失的熱量Q6可用下式計(jì)算：Q6=Aa(TW-T) 10-3式中：A 為設(shè)備散熱面積（m2）TW 為設(shè)備外表溫度，；T環(huán)境介質(zhì)溫度，；操作過程持續(xù)時(shí)間（s）；a對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，W/（m2）a=8+0.05TW=（8+0.0590）W/（m2）

33、=12.5W/（m2）Q6=51.712.5(90-25)8360010-3=5.53105KJ(4）過程效應(yīng)熱Q3的計(jì)算Q3= Qr +Qp式中，Qr化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，KJ；Qp為可忽略不計(jì)的物理的過程熱效應(yīng)，KJ；Qr按照下式進(jìn)行計(jì)算：Qr=（1000GA/MA）Hr0式中，Hr0標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)反應(yīng)熱，KJ/mol;MAA物質(zhì)(wzh)分子量。從文獻(xiàn)(wnxin)15查得，Hr0按照下式進(jìn)行計(jì)算：Hr0=生成物i（Hf0）i- 反應(yīng)物i（Hf0）i（34）從文獻(xiàn)14中查得，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)焓為Hr0分別為：Hr0，對(duì)氨基苯甲酸368.6KJ/mol，Hr0，對(duì)硝基苯甲酸248.2KJ/m

34、ol，Hr0，氫氣158.2KJ/mol，Hr0，水285.83KJ/mol。Hr0，水(-368.6)+(-285.83)- 3(-158.2)+2*(-248.2)=-89.83KJ/molQ3=Qr = 100012.5352103Hr0/228.29=100012.5352103（89.83）/228.29 =4.932106KJ(5）熱負(fù)荷Q2的計(jì)算為Q2=（Q4 +Q6）-（Q1+Q3） =(4.41065.53105)(1.661064.932106)KJ =13.202106KJ4、設(shè)備計(jì)算4.1反應(yīng)釜體及夾套設(shè)計(jì)計(jì)算（1）首先我們需要通過粗略計(jì)算來確定需要選擇的筒體和封頭的幾

35、何尺寸大?。?）筒體和封頭的型式：從上面計(jì)算結(jié)果再綜合來看應(yīng)該選擇圓柱形的筒體和橢圓形的封頭。2）確定筒體積和封頭的直徑首先計(jì)算(j sun)加入罐的物料的總體積16V總= V對(duì)硝基(xio j)苯甲酸+V氫氧化鈉+Vpa/c=1.42/1.61+6.82/1.05+0.04/1.25=7.409因此操作(cozu)容積Vp我們要取8m3，又設(shè)備容積V與操作容積的關(guān)系可以表示為:Vp=V。由文獻(xiàn)17查得，因反應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定取0.8，故V=Vp/=28/0.8=10m3由文獻(xiàn)14查得,Ht/Di=11.3，因容器體積屬于中小型，故選取Ht/Di=1.3，Di由下式計(jì)算：Di=4V/（Ht/Di）1/

36、3=410/（1.3） 1/3=2.100m此生產(chǎn)反應(yīng)釜的內(nèi)徑Di的估算值應(yīng)圓整到公稱直徑DN系列，又根據(jù)查得的文獻(xiàn)17取Di=2100mm,封頭可以取相同直徑，且其高度h2可由文獻(xiàn)14查得，初選為h2=20mm。3）確定筒體高度Ht當(dāng)DN=2100mm，h2=20mm時(shí)，由文獻(xiàn)17，查得橢圓形封頭容積V封=2.61m，筒體一米高的容積V1=4.05m3按式Ht=（V-V封）/ V1=（10-2.61）/3.05 m=2.6m取3 m，于是3/2.11.34）選取夾套直徑由文獻(xiàn)17查得：Dj= Di+200=2100+200=2300mm。5）確定夾套高度H2（V- V封）/ V1，即H2（0

37、.810-2.61）/3.05=1.767m，取H2=2m6）校核傳熱面積由文獻(xiàn)(wnxin)17，分別查得F封6.5m2,1m高筒體的表面積F1米5.05m2,則實(shí)際(shj)傳熱面積FF封F筒6.55.05426.7m2在8小時(shí)(xiosh)內(nèi)傳遞熱量，當(dāng)熱流體為水時(shí)，總傳熱系數(shù)K=8501700W/ (m2)14,取K=1500 W/ (m2),Q傳=83600150010-3267.30=3.46106KJ所以Q傳Q2 +Q6由上面的計(jì)算可以看出面積是合理的是符合設(shè)計(jì)的要求的。（2）釜體及夾套的強(qiáng)度計(jì)算1）選擇設(shè)備材料，確定研究壓力和指導(dǎo)老師分析，選Cr18Ni12Mo為最佳。在100

38、150的溫度作用下的2Ti奧氏體鋼板的許用壓力應(yīng)為t=140Mpa。確定生產(chǎn)的需設(shè)計(jì)壓力：既受到內(nèi)部壓力的作用又受到外部壓力的作用的釜體和底部封頭，其中內(nèi)部壓力可設(shè)計(jì)為P=0.4Mpa，可設(shè)計(jì)外部壓力的取法應(yīng)考慮到操作過程中的出現(xiàn)的最大的壓力差，所以我們應(yīng)取壓力P=0.5Mpa為設(shè)計(jì)的外部的壓力。2）夾套的筒體和封頭壁厚計(jì)算夾套筒體壁厚式中P=0.5Mpa，D夾=2100mm，t=140Mpa，為焊縫系數(shù)，由文獻(xiàn)14查得，可取=0.9，壁厚附加量C是由鋼板負(fù)偏差或鋼管負(fù)偏差C1，腐蝕余量C2，及熱加工減薄量C3三部分組成，即：C= C1+ C2 +C3初步取C1=0.6mm，C2=2mm，C3

39、=0mm，則C =2.6mm，d=（0.52300）/（21400.9-0.5）+2.6 mm=7.17mm根據(jù)鋼板規(guī)格取=10mm夾套封頭壁厚上面(shng min)公式中的P和D夾，t，和上式相同(xin tn)，又由于熱加工的減薄量C3=0.5mm，所以(suy)取C= C1+ C2 +C3=0.6+2+0.5=3.1mm，代入得：=（0.52300）/（21400.9-0.50.5）+3.1=7.67mm，考慮到焊接封頭和筒體的方便之處，應(yīng)該取10mm。3）釜體的筒體壁厚和封頭壁厚計(jì)算生產(chǎn)按照可承受0.1Mpa的內(nèi)部壓力來設(shè)計(jì)上面公式中P=0.1Mpa，Di=2100mm，t=140M

40、pa，=0.9，壁厚的附加量：由公式C= C1+ C2 +C3=0.6+2+0=2.6mm計(jì)算。將上面計(jì)算的各個(gè)值代入公式中可得：d（0.12100）/（21400.9-0.1）+2.6=3.43mm按照我們生產(chǎn)能夠承受的0.5Mpa的外部壓力的設(shè)計(jì)可設(shè)筒體的厚度S0=10 mm，即可確定L/D0，D0 / S0之比值，D0筒體外徑 D0= DN+2 S0=（2100+210）=2120mmL筒體高度 L=H2+h/3=3000+(800+10)/3=3270mmL/D0=3270 /2120=1.542，D0 / S0=2120/10=212在幾何參數(shù)計(jì)算圖中由外壓或者軸向受壓的圓筒數(shù)據(jù)15

41、418,查得A0.00025，又由于生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的反應(yīng)釜的釜體材料采用的是Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體鋼板的s=216Mpa,因此根據(jù)選用的資料圖，可以查到B=33Mpa，因此許用外壓P=B S0 /D0=3310/2120=0.160.5Mpa，則可以看出來壁厚10mm是滿足不了外壓對(duì)穩(wěn)定性的要求的，如果我們想要要增大壁厚重新來計(jì)算的話，先應(yīng)該重新來假設(shè)S0=18mm，則D0 / S0=3236/18=180，L/D0=3272.67/3236=1.01，由圖154 18查得到A=0.0008，和上面形式一樣可以查得B=91Mpa，則許用外壓P=B S0/D0=9118/3236=0

42、.50620.5Mpa，故S0=18 mm能夠滿足外壓穩(wěn)定要求，要考慮到壁厚附加量C= C1+ C2+0=0.6+2=2.6mm，筒體的壁厚S=S0+C=18+2.6=20.6mm，把筒體的壁厚圓整到標(biāo)準(zhǔn)鋼板的厚度規(guī)格可取S=22mm。又要考慮到封頭與筒體的焊接方便，所以經(jīng)過方方面面(fn fn min min)的綜合取=22mm。水壓試驗(yàn)較核17確定(qudng)水壓試驗(yàn)PT，據(jù)表得：釜體水壓(shu y)取PT =P+0.2=0.1+0.2=0.3Mpa，夾套水壓取PT =P+0.2=0.5+0.2=0.7Mpa式中 P設(shè)計(jì)壓力，Mpa在進(jìn)行壓力的試驗(yàn)之時(shí)，由于所選生產(chǎn)容器所能承受的壓力P

43、T一般總是高于設(shè)計(jì)的壓力P的，所以必要的時(shí)或必需要進(jìn)行強(qiáng)度的較核。液壓試驗(yàn)時(shí)要求滿足的強(qiáng)度條件：得到釜體和夾套筒體的許用應(yīng)力17：T = PT（Di+e）/2e0.9s，得到釜體和夾套封頭的許用壓力17：T = PT（Di+0.5e）/2e0.9s，釜體的e=S-C=21-2.6=18.4； 夾套的e=S-C=10-2.6=7.4，T釜筒=0.2（2100+18.4）/（218.4）=11.51Mpa，T夾筒=0.6（2300+7.4）/（27.4）=155.91Mpa，T釜封=0.2（2100+0.518.4）/（218.4）=11.46Mpa，T夾封=0.6（2300+0.57.4）/（2

44、7.4）=155.66Mpa。又查文獻(xiàn)19得，Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體鋼板的屈服極限s=216Mpa，則，9s=2160.9=194.4Mpa，由此可知，T釜筒，T夾筒，T釜封，T夾封都小于0.9s，故安全。計(jì)算結(jié)果如下表所示：表4.1筒體，封頭壁厚表釜體（mm）夾套（mm）筒體壁厚2210封頭壁厚22104.2連接(linji)筒體和封頭的設(shè)備法蘭選擇4.3支座(zh zu)的選用計(jì)算17（1）支座(zh zu)的選擇根據(jù)反應(yīng)特性可發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜是需要外加保溫的，所以得選取B型懸掛式支座。（2）反應(yīng)釜總重載荷計(jì)算反應(yīng)釜總重載荷按照下式計(jì)算：W=W1+W2+W3+W4查文獻(xiàn)14知：DN =

45、2100mm，S=22mm的1米高筒節(jié)重載荷q1=17450N，DN =2300mm, S=10mm的1米高筒節(jié)重載荷q2=8410N。故W1=（q1Ht+ q2H2）=174504+84103=95030N。W2釜體和夾套封頭總重載荷查文獻(xiàn)17知：DN =2100mm，S=22mm的封頭重載荷19538N，DN =2300mm, S=10mm的封頭重載荷15923N，故W2=215938+15923=54999N。W3料液重載荷需按水壓試驗(yàn)時(shí)充滿水時(shí)計(jì)，因?yàn)橐阎狣N =2100 mm的封頭容積V封=2.81m3，1米高的筒節(jié)容積V1=4.08m3。故W3=V=（2V封+ Ht V1）g=（2

46、2.81+44.0）10310=213400N5W4=保溫層+附件重載荷人孔的重載荷為900N，其他的接管和保溫層則按1000N計(jì)，所以可以得出W4=900+1000=1900N，總重載荷W=W1+W2+W 3+W4=95030+54999+214200+1900=366129N按8個(gè)支座承載計(jì)算，每個(gè)支座承載70766.1N，查文獻(xiàn)17，選用JB/T 472592，耳座 B7,314 4.4人孔選擇(xunz)與補(bǔ)強(qiáng)圈19按工藝條件(tiojin)選用常壓不銹鋼人孔DN600HG21591999。人孔蓋、筒節(jié)及法蘭由不銹鋼0Cr18Ni9制成，人孔用螺栓(lushun)螺母20副，螺栓為M1

47、650。人孔處的補(bǔ)強(qiáng)圈按JB/T47362002標(biāo)準(zhǔn)，其外徑D1=980mm,內(nèi)徑D2=550mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度按下式估算：補(bǔ)=de/( D2- D1)=600(22-2.6)(980-550)=27mm,考慮到釜體和人孔筒節(jié)都有一定的壁厚裕量，故補(bǔ)強(qiáng)圈取25mm。4.5接管及其法蘭的選擇19水蒸氣進(jìn)出管采用764無縫鋼管，HG20592法蘭WN762.5FM,4mm 16Mn。溫度計(jì)接管采用764無縫鋼管，HG20592法蘭WN762.5FM,4mm 16Mn。進(jìn)料管采用1208無縫鋼管，HG20592法蘭WN1202.5FM,8mm 16Mn,出料管選取相同管。法蘭墊片選用耐酸石棉板,2mm

48、。4.6縮合釜攪拌裝置選擇在反應(yīng)釜中，為增快反應(yīng)速率、強(qiáng)化傳熱效果以及加強(qiáng)混合等作用，常裝有攪拌裝置。攪拌裝置通常由攪拌器和攪拌軸組成。典型的攪拌器型式有：槳式、推進(jìn)式、渦輪式、框式、螺帶式、螺桿式等。（1）攪拌器型式的選擇在對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)中隨著反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)的慢慢進(jìn)行，在催化加氫還原后加氫氧化鈉進(jìn)行中和時(shí)反應(yīng)釜內(nèi)由于對(duì)氨基苯甲酸鈉和對(duì)硝基苯甲酸鈉的生成使得溶液粘度慢慢變大，為了加快反應(yīng)速度同時(shí)使反應(yīng)釜里的反應(yīng)物料能夠充分的反應(yīng)就需要而攪拌，所以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況及生產(chǎn)利潤的考慮在經(jīng)濟(jì)的操作范圍內(nèi)，需要根據(jù)所設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜的特點(diǎn)以及參加反應(yīng)的和反應(yīng)過程中生成物料的性質(zhì)來總的考慮，我們需選擇低轉(zhuǎn)速

49、，大葉片的框式攪拌器。（2）攪拌(jiobn)槳選型框式攪拌器結(jié)構(gòu)(jigu)參數(shù)：表4.2框式攪拌器結(jié)構(gòu)(jigu)參數(shù)表參數(shù)參數(shù)范圍參數(shù)參數(shù)范圍DJ(0.80.98)DNh1(0.451) DJb(0.0060.1) DJh(0.050.85) DJ前選擇框式攪拌器直徑為2010mm，2010/2100=0.95，在0.80.98之間，滿足要求。在反應(yīng)釜反應(yīng)過程中為了要提高溶液的攪拌速率，并且使得攪拌器全部在反應(yīng)釜的物料溶液中浸沒，可以取h1為1700 mm又因?yàn)?700/2010=0.85，在0.45到1之間，可以滿足設(shè)計(jì)的要求。所以可以選用的攪拌器的外緣到筒體。4.7反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置選擇

50、（1) 計(jì)算電機(jī)功率因?yàn)椴捎脵C(jī)械密封，齒輪傳動(dòng)，假定摩擦功率約占攪拌功率6%，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率為86%，則電機(jī)功率：N電= NN/=14.951.05/86%=1825W（2）電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)選型在生產(chǎn)中反應(yīng)釜的電動(dòng)機(jī)都必須與減速機(jī)一起匹配使用，所以，在用對(duì)硝基苯甲酸經(jīng)過催化劑加氫還原制得對(duì)氨基苯甲酸的反應(yīng)釜中的電動(dòng)機(jī)的選取一般應(yīng)該匹配減速機(jī)一起使用。其實(shí)在很多生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)是匹配使用的，因此我們?cè)谏a(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)完全可以根據(jù)選定的減速機(jī)來配套使用電動(dòng)機(jī)。已知攪拌軸軸徑dn110mm，轉(zhuǎn)速n=30r/min，電動(dòng)機(jī)使用功率N電=180W，由此選擇電動(dòng)機(jī)，減速形式。電機(jī)：三相異步電動(dòng)機(jī)Y型，型號(hào)為Y

51、132M4,額定功率75kw，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。減速機(jī)：諧波減速機(jī)，型號(hào)為BLD515，額定功率170kw，同步轉(zhuǎn)速14680r/min。4.8反應(yīng)釜設(shè)備(shbi)圖見攪拌夾套式反應(yīng)釜設(shè)備(shbi)圖，其配件組成見下表。表4.3 反應(yīng)釜設(shè)備(shbi)配件一覽表序號(hào)代號(hào)零件名稱數(shù)量材料1JB/T 4737-95橢圓形封頭DN2100222Cr18Ni12Mo2Ti2筒體DN2100221Cr18Ni12Mo2Ti3筒體DN2300101Cr18Ni12Mo2Ti4JB/T4737-95橢圓形封頭DN2300101Cr18Ni12Mo2Ti5JB/T4725-92支座B88Q235

52、AF6GB905-82攪拌軸1101Cr18Ni9Ti7JB115882法蘭G0.25-210010Cr18Ni98JB470492法蘭墊片1石棉橡膠板9HG21595-1999人孔6001不銹鋼10螺母M2020Cr18Ni911螺栓M165020Cr18Ni912JB/T4736-2002補(bǔ)強(qiáng)圈1不銹鋼13電動(dòng)機(jī)Y132M-41組合件14減速機(jī)BLD17-5-151組合件15接管7642無縫鋼管16JB115882法蘭WN762.5FM20Cr18Ni917接管1208無縫鋼管18JB115882法蘭WN762.5FM0Cr18Ni94.9反應(yīng)釜保溫層的設(shè)計(jì)與計(jì)算20反應(yīng)釜的保護(hù)層材料采用

53、六角鍍鋅鐵絲網(wǎng)，保溫層材料是采用瀝青礦渣棉氈，使用溫度250，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)為=0.043+0.00017tcp kcal/（mh）,本設(shè)計(jì)中tcp取90，則導(dǎo)熱系數(shù)為：=0.044+0.0001890=0.0585kcal/（mh）。對(duì)于(duy)外徑1m的圓筒型設(shè)備(shbi)式中 壁厚，m;導(dǎo)熱(dor)系數(shù)，kcal/（mh）;a1室外總給熱系數(shù)，取10kcal/（m2h）;tf被絕熱的管道，設(shè)備外壁的溫度，；ta最熱月平均溫度，；求得壁厚，圓整取0.05m?？s合釜外徑D2300mm，保溫層壁厚0.05m，查文獻(xiàn)17，得：反應(yīng)釜筒體部分保溫層材料用量V10.542m3/m，保護(hù)層材料用量V

54、100.175m3/m，保護(hù)層表面積的材料用量S110.92 m2/m。反應(yīng)釜封頭部分保溫層材料用量V0.681m3，保護(hù)層材料用量V00.212m3，保護(hù)層表面積的材料用量S14.019 m2?？s合釜筒體高度Ht4m，所以反應(yīng)釜筒體部分保溫層材料用量V0.54242.168m3/m，保護(hù)層材料用量V0.1754=0.7m3/m，保護(hù)層表面積的材料用量S10.924=43.68 m2/m。4.10計(jì)量槽及貯槽的設(shè)計(jì)計(jì)算1）酸化釜容積V=15.875m3,圓整后取16m3，選用搪玻璃閉式攪拌反應(yīng)釜，尺寸為：28002800mm。結(jié)晶釜容積(rngj)V=15.2m3,圓整后取16m3，選用搪玻璃

55、(b l)攪拌釜，尺寸為：28002800mm。3）精制(jngzh)母液槽容積V=5.9m3,圓整后取6m3，2000mm，h2100mm，選用不銹鋼材質(zhì)制造。4.11其它設(shè)備的選型離心機(jī)的選型20離心機(jī)在8h要處理1.11t物料，選型號(hào)為WI650,其處理能力為0.14t/h,離心時(shí)間約為100min，滿足要求。計(jì)量泵的選型計(jì)量泵在4h內(nèi)要將1.424t對(duì)硝基苯甲酸輸送到反應(yīng)釜中，選用J-T型柱塞式計(jì)量泵，型號(hào)為J-T-4.5/1.6。干燥器的選型由于對(duì)氨基苯甲酸中含有少量對(duì)硝基苯甲酸需要回收，故選擇能回收的干燥器，其型號(hào)為YZG1400A。5、生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)（1）生產(chǎn)車間布置1. 一般為了

56、方便總的平面圖的排布，在實(shí)際生產(chǎn)車間設(shè)置中應(yīng)把生產(chǎn)車間設(shè)計(jì)為長方形。這樣可以節(jié)約大面積用地，縮小生產(chǎn)成本，車間設(shè)備的布置也更有利。2. 車間單層的廠房一般為單跨式等于廠房的寬度，廠房內(nèi)是一般部設(shè)有柱子的，而且單層廠房的寬度一般不超過30m，在對(duì)氨基苯甲酸的設(shè)計(jì)中車間寬度為30m，長取為60m。3. 車間一般分為生產(chǎn)區(qū)，輔助區(qū)，考慮設(shè)備能夠順利進(jìn)出(jnch)車間，大門寬度比最大設(shè)備寬0.5m廠區(qū)包括操作區(qū)，廁所等。.（2）一下是車間的設(shè)備(shbi)布置一般遵循的基本原則1) 泵與泵的間距(jin j)：不小于0.7m；2) 泵與墻的距離：至少1.2m；3) 反應(yīng)釜蓋上傳動(dòng)裝置離天花板距離：不

57、小于0.8m；4) 反應(yīng)釜底部與人行道間距：不小于1.82.0m；5) 反應(yīng)釜料口到離心機(jī)的距離：不小于1.01.5m；6) 工藝設(shè)備與道路間距：不小于1.0m。（3）生產(chǎn)車間設(shè)備布置平面圖見年產(chǎn)1千噸對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)車間設(shè)備平面布置圖（4）生產(chǎn)車間管路布置注意事項(xiàng)：1) 管道應(yīng)成列平行鋪設(shè)，盡量走直線少拐彎（因?yàn)槌朔奖惆惭b，檢修，操作，還可以減少管架的數(shù)量節(jié)約材料）2) 考慮到實(shí)際車間空間范圍，為了節(jié)省空間，使車間看起來比較舒服有層次感車間設(shè)備間的管路連接，應(yīng)該盡可能的設(shè)置得短而直。3) 當(dāng)車間的管道改變標(biāo)準(zhǔn)高度或走向的時(shí)候，就要避免管道形成積聚氣體的“氣袋”或液體的“口袋”，如果是不可避

58、免的情況則應(yīng)于高點(diǎn)設(shè)放空閥（氣），并且在底點(diǎn)設(shè)放凈閥（液）。4) 易燃、易爆介質(zhì)的管道，不得鋪設(shè)在樓梯和走廊處。5) 車間的電動(dòng)機(jī)，帶電的儀器儀表之類的上方應(yīng)該不要安排管道，而且管道不要擋住門窗。6) 由于(yuy)管道的法蘭處易發(fā)生泄露(xilu)，所以除生產(chǎn)管道與設(shè)備接口和法蘭閥門，特殊管件連接處采用法蘭連接外，其他的必須使用雙焊連接。7)為了減少(jinsho)氣體和蒸汽管對(duì)冷凝液的攜帶，氣體和蒸汽管都必須從氣管上部引出各支，而且管道線要有坡向，以避免管道內(nèi)或設(shè)備內(nèi)積累溶液。8) 除了不保溫的、保冷的帶溫管道必須得有坡度要求外，一般情況下不設(shè)托管，而且金屬或非金屬的管道，一般是不采用焊接

59、管托的而是用管托。6、公用工程規(guī)格20（1）電對(duì)輸入的動(dòng)力電源的要求：采用單回路電壓為380V，頻率為50HZ，允許波動(dòng)范圍3%。電器設(shè)備對(duì)電源的要求：1）對(duì)于電動(dòng)機(jī)，使用380V交流電。2）正常照明用220/380V交流電，事故照明用220V直流電。3）電器部分控制，信號(hào)及繼電保護(hù)用220V直流電。4）儀表電源用100V和24V。（2）冷卻水1）溫度：供水溫度為常溫，回水溫度為進(jìn)水溫度+52）壓力取0.6MPa(G)。3）污垢的系數(shù)是根據(jù)水處理費(fèi)用和熱交換費(fèi)用來決定的，系數(shù)為0.000145（m2h）KJ。7、“三廢”處理201廢水：化工廢水的處理是化工生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，廢水的化學(xué)定義為在

60、化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水，其中還含有隨著水流失的化工原料，中間產(chǎn)物，產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物等，在本對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)的工藝過程中廢水的主要來源是經(jīng)過濾洗滌后的母液，母液中含有大量的對(duì)硝基苯甲酸。最后必須注意經(jīng)處理的廢水達(dá)標(biāo)后方可排放或做循環(huán)利用。2廢氣：化學(xué)工業(yè)中廢氣也是化工生產(chǎn)中很部能忽視的一個(gè)問題，有的毒物質(zhì)，有的對(duì)人類有威脅的致癌物質(zhì)，有的強(qiáng)腐蝕性的，有的易燃易爆氣態(tài)物等都是大氣污染物，本生產(chǎn)工藝用對(duì)硝基苯甲酸為原料，用氫氣還原(hun yun)沒有大氣污染物產(chǎn)生，所以可以不用考慮廢棄的治理。3廢渣：本工藝生產(chǎn)過程中形成的濾渣，可以采用焚燒(fn sho)來處理。7、安全(nqun