制藥工程課程設(shè)計(jì)--年產(chǎn)8萬(wàn)噸萬(wàn)噸鄰苯二甲酸二辛酯的車間工藝設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一 設(shè)計(jì)課題：年產(chǎn)8萬(wàn)噸萬(wàn)噸鄰苯二甲酸二辛酯的車間工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二 概述：</b></p><p>　　鄰苯二甲酸二辛酯,簡(jiǎn)稱DOP。分 子 式：C24H38O4 是重要的通用型增塑劑，是目前國(guó)內(nèi)外用量最大的增塑劑之一，廣泛用于橡

2、膠、塑料和醫(yī)藥工業(yè)用途廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。經(jīng)過(guò)分析比較各種生產(chǎn)原料、合成工藝后，本設(shè)計(jì)工藝流程是采用串聯(lián)多釜反應(yīng)器連續(xù)酯化技術(shù)，催化劑是采用氧化鋁與辛酸亞錫以1：1比例復(fù)配催化劑年產(chǎn)8萬(wàn)噸鄰苯二甲酸二辛酯，以滿足國(guó)內(nèi)需求。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)論證、工藝計(jì)算及設(shè)備設(shè)計(jì)選型，附有帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，主要生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸圖，生產(chǎn)車間的設(shè)備配置圖。最后部分考慮環(huán)境保護(hù)和勞動(dòng)安全，以達(dá)到減少“三廢”排放，加強(qiáng)“三廢”治理，

3、確保安全生產(chǎn)。</p><p><b>　　四 目錄</b></p><p>　　1 物料衡算———————————————1</p><p>　　2 熱量衡算———————————————3</p><p>　　3 三廢及綜合處理————————————5</p><p>　　4 參考文獻(xiàn)———

4、————————————7</p><p><b>　　1 物料衡算</b></p><p>　　A 一級(jí)酯化段物料計(jì)算</p><p>　　第一步酯化轉(zhuǎn)化率為100%，第二步酯化轉(zhuǎn)化率為99.5%.</p><p>　　一小時(shí)一級(jí)酯化反應(yīng)釜 </p><p>　　進(jìn)釜 苯酐的量為：10

5、.47×1000÷390.3÷0.995=26.96kmol</p><p>　　根據(jù)投料比 苯酐：異辛醇=1 : 2.2</p><p>　　異辛醇投入量為26.96×2.2=59.31 kmol</p><p>　　又回流 異辛醇量21.55 kmol</p><p>　　總異辛醇量59.31 +2

6、1.55=80.86 kmol</p><p>　　出釜 異辛醇量為59.31－26.96 + 21.55 =53.90 kmol</p><p>　　單酸酯的量 26.96 kmol</p><p>　　B 二級(jí)酯化段釜1物料計(jì)算 </p><p>　　進(jìn)釜 異辛醇 53.90 kmol</p>&l

7、t;p>　　單酸酯的量 26.96 kmol</p><p>　　氧化鋁與辛酸亞錫復(fù)配催化劑量0.32 kmol</p><p>　　N2 8 m3/h</p><p>　　出釜 第一釜的轉(zhuǎn)化率XA=0.523</p><p><b>　　DOP的物質(zhì)的量</b></p><p>

8、;<b>　　異辛醇量為</b></p><p>　　單酸酯的量 26.96 －14.10=12.86</p><p>　　氧化鋁與辛酸亞錫復(fù)配催化劑量0.32 kmol</p><p>　　產(chǎn)生的水的物質(zhì)的量n水=</p><p>　　異辛醇一部分作為帶水劑與水一起出釜，異辛醇經(jīng)冷凝器冷卻再回流至反應(yīng)釜中，經(jīng)測(cè)定 n

9、B:n水=2.5:1。所以nB=14.102.5=35.25kmol/h </p><p>　　N2 8m3/h,轉(zhuǎn)化為摩爾流量：</p><p>　　∴每一小時(shí)將有：3排出反應(yīng)釜。</p><p>　　C 酯化工段物料衡結(jié)果</p><p>　　一級(jí)酯化段物料衡算表</p><p>　　二級(jí)酯

10、化段釜1物料衡算表</p><p><b>　　2 熱量衡算</b></p><p><b>　　各物質(zhì)比熱容</b></p><p>　　注：A------苯酐；B-----異辛醇;C------鄰苯二甲酸一辛酯</p><p><b>　　預(yù)熱器顯熱計(jì)算：</b></

11、p><p>　　預(yù)熱器采用3.9MPa蒸汽將原料先預(yù)熱到1500C</p><p>　　QA =nA=6kJ</p><p><b>　　QB=6kJ</b></p><p><b>　　反應(yīng)釜熱量的衡算</b></p><p>　　以一級(jí)酯化反應(yīng)釜為例：</p>

12、<p>　　連續(xù)釜式反應(yīng)器可看成為一敞開(kāi)物系，根據(jù)熱力學(xué)第一定律，其熱力學(xué)衡算式可表達(dá)為：</p><p>　　式中：————物系焓變及反應(yīng)焓變，kJ;</p><p>　　q————物系與環(huán)境交換的熱。</p><p>　　由于反應(yīng)是在恒溫下進(jìn)行，所以物系焓變?yōu)榱恪?lt;/p><p>　　反應(yīng) 焓變的計(jì)算如下：</p>

13、<p>　　A(l，423.15K)+ B(l,423.15K) C(l,423.5K)</p><p>　　A(l，404.75K) </p><p>　　A(s，404.75K)</p><p>　　A(s，298.15K)+ B(l,298.15K) C(l,298.5

14、K)</p><p><b>　　6kJ/h</b></p><p>　　由于在恒溫恒壓下進(jìn)行，所以=-32 kJ/h</p><p><b>　　6kJ/h</b></p><p><b>　　6kJ/h</b></p><p><b>　　

15、6kJ/h</b></p><p><b>　　6kJ/h</b></p><p><b>　　所以：6kJ/h</b></p><p>　　故反應(yīng)物系將放出6kJ/h，為保持反應(yīng)在恒溫下進(jìn)行，需在夾套中沖一定流量的冷卻水。</p><p>　　3三廢處理及綜合治理</p>

16、<p>　　1、生產(chǎn)過(guò)程“三廢”處理</p><p>　　生產(chǎn)過(guò)程中工業(yè)廢水的主要來(lái)源是酯化反應(yīng)中生成的水；經(jīng)多次中和后含有單酯鈉鹽等雜質(zhì)的廢堿；洗滌粗酯用的水；脫醇時(shí)汽提蒸汽的冷凝水，它們的組成大致如下面所示：</p><p>　　酯化液與中和廢水的組成</p><p>　　治理的辦法，首先應(yīng)從工藝上減少?gòu)U水的排放量，象本設(shè)計(jì)采用的是非酸催化劑，則可革

17、除中和水洗兩個(gè)工序；其次，當(dāng)然也不可避免地要進(jìn)行廢水處理。一般說(shuō)全部處理過(guò)程分為回收和凈化兩級(jí)。回收時(shí)必須考慮經(jīng)濟(jì)效益，如果回收有效成分的費(fèi)用很大，就不如用少量堿將其破壞除去。 對(duì)于本設(shè)計(jì)回收的辛醇一部分直接循環(huán)到酯化部分使用，另一部分需進(jìn)行分餾和催化加氫處理。而產(chǎn)生的廢水（COD值700～1500mHg/L）可以用活性污泥進(jìn)行生化處理后再排放。</p><p>　　DOP生產(chǎn)過(guò)程安全事項(xiàng)</p>

18、<p>　　化工產(chǎn)品生產(chǎn)是一項(xiàng)具有高風(fēng)險(xiǎn)性的行業(yè)，因此在整個(gè)化工生產(chǎn)中，設(shè)備安裝、施工、操作等等都必要要考慮各方面安全因素，設(shè)計(jì)過(guò)程中要周密考慮，最大程度的消除安全隱患，使事故概率降低到最小。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中，流程上要考慮的安全因素主要是避免設(shè)備和管道內(nèi)截止的壓力超過(guò)允許的超做壓力而造成災(zāi)難性事故的發(fā)生。一般利用安全泄壓裝置來(lái)及時(shí)排放管道內(nèi)的介質(zhì)，使管道內(nèi)截止的壓力迅速下降。設(shè)備及管道中可

19、以采用的安全泄壓裝置主要有爆破片和安全閥，或在管道上加安全水封和安全放空管。</p><p>　　介質(zhì)的易燃與易爆是相互關(guān)聯(lián)的，防爆的首要措施是防火，所以DOP生產(chǎn)的安全，首要先從防火做起。根據(jù)DOP生產(chǎn)的特點(diǎn)，應(yīng)采取下列防火措施：</p><p>　　貯存輸送原料及產(chǎn)品的貯罐、管線附近嚴(yán)禁火源，并有明顯的指示牌和標(biāo)志。</p><p>　　廠房?jī)?nèi)不存放易燃物質(zhì)，地

20、溝保持通暢，防止可燃?xì)怏w、液體積聚，加強(qiáng)廠房里通風(fēng)。</p><p>　　電氣設(shè)備須選用防防爆型，電纜、電源絕緣良好，防止產(chǎn)生電火花。接地牢靠，防止產(chǎn)生靜電。</p><p>　　備有必須的消防器材。</p><p>　　對(duì)于DOP生產(chǎn)防爆應(yīng)該注意如下幾點(diǎn)：</p><p>　　嚴(yán)格執(zhí)行受壓容器、受壓設(shè)備使用、管理有關(guān)規(guī)定，操作人員必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)

21、格訓(xùn)練。</p><p>　　不準(zhǔn)任意改變運(yùn)行中的工藝參數(shù)，不得超溫、超壓及提高設(shè)備的使用等級(jí)。</p><p>　?。?） 受壓容器、管線的安全設(shè)施齊全，且證明確實(shí)靈敏可靠，如安全閥、壓力表、防爆板及各種連鎖信號(hào)、自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置等。</p><p>　　嚴(yán)格執(zhí)行防火規(guī)定及安全技術(shù)措施，嚴(yán)格控制可爆介質(zhì)不得上升到爆炸范圍。</p><p>&l

22、t;b>　　4 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 王延吉.化工產(chǎn)品手冊(cè).第四版.有機(jī)化工原料.化學(xué)工業(yè)出版社.54.</p><p>　　[2] 汪壽建.天然氣的綜合利用技術(shù).第1版.化學(xué)工業(yè)出版社,2003.</p><p>　　[3] 宋維端，房鼎業(yè).甲醇工學(xué).第1版.化學(xué)工業(yè)出版社,1991.</p><p&

23、gt;　　[4] 王延吉.化工產(chǎn)品手冊(cè).第四版.有機(jī)化工原料.化學(xué)工業(yè)出版社.55.</p><p>　　[5] 薛榮書(shū),譚世語(yǔ).化工工藝學(xué).第二版.重慶大學(xué)出版社.238-239.</p><p>　　[6] 吳志泉,涂晉林.工業(yè)化學(xué).華東理工大學(xué)出版社.35-36.</p><p>　　[7] 王永全.甲醇精餾技術(shù)簡(jiǎn)述「J」.化肥設(shè)計(jì),2004,42(5):22

24、～25.</p><p>　　[8] 梁紅濤主編.最新化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)與化工產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)手冊(cè).銀聲音像出版社,2004.</p><p>　　[9] 刁玉瑋,王立業(yè)編著.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ).第5版.大連理工大學(xué)出版社,2003.</p><p>　　[10]劉道德等編著.化工廠的設(shè)計(jì)和改造.第二版.中南大學(xué)出版社,2005.</p><p>　

25、　[11]婁愛(ài)娟等編著.化工設(shè)計(jì). 第1版.華東理工大學(xué)出版社,2002.</p><p>　　[12]柴誠(chéng)敬等編著.化工原理. 第1版.天津大學(xué)出版社,2003.</p><p>　?。?3］宋維端, 房鼎業(yè). 甲醇工學(xué).第1版.化學(xué)工業(yè)出版社, 1991.</p><p>　?。?4］楊春生, 韓福順編. 中小型合成氨廠生產(chǎn)操作問(wèn)答，2001: 326～327.

26、</p><p>　?。?5］王永全. 甲醇精餾技術(shù)簡(jiǎn)述[J]. 化肥設(shè)計(jì)，2004，42(5): 22～25.</p><p>　　［16］劉志臣, 孫貞濤. 三塔甲醇精餾技術(shù)的應(yīng)用[J]. 小氮肥, 2004,（1）: 11～12.</p><p>　?。?7］劉志臣, 孫貞濤. 三塔甲醇精餾技術(shù)的應(yīng)用. 小氮肥, 2004年, （1）: 6～7.</p&

27、gt;<p>　?。?8］許波. 粗甲醇的雙塔精餾和三塔精餾[J]. 小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù), 1998, 19（3）:15～17.</p><p>　　［19］楊春生, 韓福順編. 中小型合成氨廠生產(chǎn)操作問(wèn)答. 2001: 328～329.</p><p>　?。?0］宋維端, 房鼎業(yè).甲醇工學(xué). 第1版. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1991.</p><p>　　

28、［21］梁紅濤主編. 最新化工生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)與化工產(chǎn)品檢測(cè)技術(shù)手冊(cè). 銀聲音像出版社, 2004.</p><p>　　［22］刁玉瑋, 王立業(yè)編著. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ). 第5版. 大連理工大學(xué)出版社, 2003.</p><p>　?。?3］唐宏青. GSP工藝技術(shù)[J]. 中氮肥, 2005, （2）: 14～18.</p><p>　　［24］劉道德等編著. 化

29、工廠的設(shè)計(jì)和改造. 第二版. 中南大學(xué)出版社, 2005.</p><p>　?。?5］馮元琦主編. 聯(lián)醇生產(chǎn). 第2版. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1994.</p><p>　　［26］劉道德等編著. 化工廠的設(shè)計(jì)和改造. 第二版. 中南大學(xué)出版社, 2005.</p><p>　?。?7］胡松濤. 甲醇工業(yè)污水深度處理及回用的研究. 黑龍江大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2006