年产00吨利眠宁中间体氨基酮车间缩合工段工艺设计

1、课程设计说明书目 ： 年 产 1 0 0 吨 利 眠 宁 中 间 体 氨 基酮车间缩合工段工艺设计摘要本次设计为年产 100 吨利眠宁合成中间体氨基酮的缩合工段车间工艺设计。 利眠 宁, 属苯二氮类药物 , 又名氯氮卓。具有良好的镇静、 抗焦虑、肌肉松弛、 抗惊厥作用。本设计所采用的工艺路线为 : 以对硝基氯苯和苯乙腈为起始原料经缩合制得 5- 氯-3- 苯基苯并 -2,1- 异噁唑，再经铁粉还原精制后制得 2- 氨基-5- 氯二苯甲酮。 其中, 缩合工段总收率为 90%,还原工段总收率为 91.8%,精制工段总收率为 98%。设计要求扎实的专业理论知识 , 同时要熟练掌握计算机 , 熟练运用

2、画图工具。 设 计内容主要包括全流程物料衡算 , 能量衡算, 工艺设备选型与计算 ,车间布置设计。设 计所得成果主要有设计说明书和 PID 图。关键词 异噁唑；缩合；车间工艺；工艺路线目录第 1章 概 述 21.1 设计依据 11.2 产品概述 11.2.1 产品名称及理化性质 11.3 主要原料基本性质 2第 2 章 工艺流程设计与工艺流程 32.1 工艺流程设计 32.1.1 缩合反应工段工艺流程设计 32.2 工艺流程 4第 3 章 物料衡算 53.1 物料衡算依据 53.1.1 设计任务 53.1.2 设计所涉及物料的工业规格 53.1.3 缩合工段原料投料比 63.2 缩合工段物料衡

3、算 63.2.1 缩合反应 63.2.2 离心水洗甩料工序物料衡算 93.2.3 干燥工序物料衡算 103.3 缩合工段物料平衡一览表 10第 4 章 热量衡算 124.1 热量衡算的依据 124.2 缩合釜热量衡算解图 134.2.1 热量衡算涉及的基础数据 144.2.2 四个过程热量衡算 154.3.3 干燥工序热量衡算 22第 5 章 设备选型与计算 245.1 缩合反应釜的选型与计算 245.1.1 缩合反应釜 245.2 离心机的选型与计算 265.3 干燥设备的选型与计算 265.4 输送管道的选型与计算 27参考文献 28附 录 29课程设计总结 301.1 设计依据1.1.1

4、 设计任务依据1.2 产品概述1.2.1 产品名称及理化性质1. 产品名称中文名: 2- 氨基-5- 氯二苯甲酮俗名 : 氨基酮化学名: 2- 氨基-5- 氯二苯甲酮英文名 : 2-amino-5-chlorobenzophenone2. 化学结构式 ,分子式及分子量 化学结构式 分子式 : C13H10ClNO 分子量 : 231.683. 理化性质 :本品为黄色或亮黄色针状结晶， MP95-99oC，无臭 , 味苦，微溶于水，可溶于二 氮甲烷，氯仿，乙醚等。1.3 主要原料基本性质1. 对硝基氯苯，分子量 157.56，黄色结晶，不溶于水，稍溶于冷的乙醇，易溶于 沸腾的乙醇，乙醚。易燃有毒

5、，密度 1.520，沸点 242，熔点 82-84。2. 苯乙腈（氰化苄），无色液体，沸点 234，不溶于水，乙醇，醚混溶。第 2 章 工艺流程设计与工艺流程2.1 工艺流程设计本设计生产工艺操作方式采用间歇操作 , 整个工艺分为三个工段 , 包括缩合 , 还原, 两个单元反应 , 还有精制工段，和离心分离 , 压滤, 脱色, 水洗 , 干燥, 结晶, 等一系列单 元操作。2.1.1 缩合反应工段工艺流程设计本设计设计缩合工段， 包括一个缩合单元反应和离心、 水洗甩料与干燥两个单元 操作。以方框和圆框分别表示单元操作及单元反应 , 以箭头表示物料和载能介质流向 该设计的生产工艺流程框图如图 2

6、-1 所示 :图 2-1 生产工艺流程框图2.2 工艺流程将乙醇用计量泵打入缩合反应釜， 开搅拌后，将氢氧化钠投入 , 关闭投料口 , 使其 自然升温至不高于 70, 保温 30min。然后通常温水降至 35，将对硝基氯苯投入， 继续降温。降温至 30左右时，将苯乙腈徐徐加入，控制加入速度，使其在 2h 内加 完，保温反应 2h 。反应完毕，将水析用水加入，并用冰盐水继续降温。当温度降至 20时，停止搅拌， 出料于离心机离心甩干， 再用大量的水洗用水少量多次的洗涤滤 饼，洗涤至 PH值为 7 后，重复甩干，直至水分检测 30%时送入烘箱干燥，经水分、 杂质检测合格后，得到异噁唑成品，送至仓库储

7、存待还原工段用。离心得到的母液沉降池沉降后， 用离心机将其抽至母液沉降罐沉降后， 将上层清 液吸入蒸馏釜进行乙醇回收， 回收的乙醇进行再次套用反应， 沉降的结晶物进行回收。第 3 章 物料衡算3.1 物料衡算依据3.1.1 设计任务1. 设计项目:年产 100吨利眠宁中间体氨基酮车间缩合工段工艺设计2. 产品名称: 5- 氯-3- 苯基苯并-2,1- 异噁唑反应工序 91.8%离心甩料总工序 98%3. 产品规格:纯度 98.5%4. 工作日:310 天/年5. 收率 :缩合工段总收率 :90%还原工段总收率 :91.8% 干燥工序 100%精制工段总收率 :98%6. 年生产能力 : 年产

8、100 吨利眠宁中间体氨基酮缩合工段的异噁唑。氨基酮的纯度为 99.5%，则日产氨基酮纯品量为日产氨基酮纯品量 = 氨基酮的日产量=100 99.5% 1000= 310=320.97kg每天所需纯对硝基氯苯量为日需对硝基氯苯320.97 157.55231.68 98% 91.8% 90%=269.58kg7. 基准 :物料衡算以天计算 ,物料单位为千克3.1.2 设计所涉及物料的工业规格表 3-1 涉及物料工业规格物料名称分子量密度规格净含量杂质含量水含量对硝基氯苯157.551.5298.0%1.8%0.2%苯乙腈117.151.0296.0%2.0%2.0%乙醇46.060.7990.

9、0%2.0%8.0%氢氧化钠40.002.1396.0%3.8%0.2%异噁唑229.673.6198.5%1.0%0.5%3.1.3 缩合工段原料投料比缩合工段原料的投料比如表 3-2 所示表 3-2 原料投料比物料名称规格分子量摩尔比对硝基氯苯工业品 98.0%157.551.00苯乙腈工业品 96.0%117.151.11乙醇工业品 90.0%46.0626.18氢氧化钠工业品 96.0%40.005.50总水工业用水18.074.7缩合反应工段水洗操作所需的水洗用水按加入乙醇量的 45%加入，其于为水洗用 水量工业用水假设为 100%。3.2 缩合工段物料衡算3.2.1 缩合反应1.

10、化学方程式2. 反应的进出料框图3. 进料所需各物质的摩尔数269.58 1000 =1711.08mol157.55对硝基氯苯摩尔数为nA氰化苄摩尔数为nB 1.11 1711.08 1899.30mol乙醇摩尔数为nC 26.18 1711.08 44796.07mol氢氧化钠摩尔数为nD 5.50 1711.08 9410.94mol总水摩尔数为nE 74.7 1711.08 127817.68mol计算出各物质日投料量， 依据工业品规格计算出各物质所含杂质量和含水量，同缩合反应的投料量列于表对硝基氯苯的质量3-3。1711.08 157.5598.0%275.08kg纯量 275.08

11、 98.0% 269.58kg水量 275.08 0.2% 0.55kg杂质量 275.08 1.8% 4.95kg苯乙腈的质量1899.30 117.15 b96.0%231.77kg纯量 231.777 96.0% 222.50kg含水量 231.77 2.0% 4.64kg含杂质量 231.77 2.0% 4.64kg片碱的质量9410.94 40 c96.0%392.12kg纯量 392.12 96.0% 376.44kg含水量 392.12 0.2% 0.78kg含杂质量 392.12 3.8% 14.90kg乙醇的质量2292.56kg244796.07 46.06 d90.0%纯

12、量 2292.56 90.0% 2063.30kg含水量 2292.56 8.0% 183.40kg含杂质量 2292.56 2.0% 45.85kg水析用水为乙醇的质量的 45%e 2292.56 45% 1031.65kg表 3-3 缩合反应原料投料量原料名称日投料量 / kg含杂质量 / kg含水量 / kg对硝基氯苯275.084.950.55苯乙腈231.774.644.64乙醇2292.5645.85183.40氢氧化钠392.1214.900.78水析用水1031.650.001031.654. 出料（转化率 =收率）(1) 生成物异噁唑量 = 275.08 98.0% 91.8

13、% 229.67 380.76kg157.55275.08 98.0%氰化钠量 91.8% 49.01 76.98kg157.55水生成量 275.08 98.0% 91.8% 2 18 56.55kg157.55(2) 剩余量275.08 98.0% 275.08 98.0% 对硝基氯苯 ( 91.8%) 157.55 22.11kg157.55 157.55苯乙腈 231.77 96.0% 275.08 98.0% 91.8% 117.15 38.48kg157.55275.08 98.0%氢氧化钠 392.12 96.0% 91.8% 40.00 313.60kg157.55乙醇 229

14、2.56 90.0% 2063.30kg杂质前后质量不变3.2.2 离心水洗甩料工序物料衡算缩合釜反应后的反应液进入离心机离心， 两次离心 （合并为一次计算） 依生成中 间体控制标准， 设每次甩料后滤出物有 30%的液体料量， 其溶液性质是均一的。 除异 噁唑外，其他的物料均以液体料计。 甩出料用水少量多次洗涤， 且忽略异噁唑的损失。甩出料经水洗符合标准后，其中异噁唑的净含量为70%，杂质含量为 0.7%，水含量为 29.3%，其他物料的量忽略不计。1进出料框图图 3-1 离心水洗进出料框图其中反应液中总水量为 1277.57kg ，除异噁唑外其他总杂质为 2584.81kg .2计算过程（1

15、）离心操作母液： 异噁唑 360.76 2.0% 7.22kg水 = （ 56.55+189.37+1031.65 ） 70%=894.30 kg其他物质 = 2584.81 70.0% 1809.37kg（2）水洗甩料操作水洗用水用量： 127817.68 18 10 3 1031.65 1269.07kg 滤饼： 异恶唑 = 360.76 98.0% 353.54kg 根据异噁唑净含量为 70%，求得滤饼湿重为 505.06kg水= 29.3% 505.06=147.98kg杂质 0.7% 505.06=3.54 kg水洗母液中水 =水洗用水 +滤饼中水 -出料中水1269.07 (56.

16、55 189.37 1031.65) 30% 147.98 1504.36 kg其它杂质为母液中杂质量 - 出料中乙醇 +出料中苯乙腈=2584.81 30%-505.06 0.7%=771.90 kg3.2.3 干燥工序物料衡算进出料框图如图 3-3图 3-3 干燥工序进出料框图1进料滤饼： 异噁唑 353.54kg水 147.98kg杂质 3.59kg2. 出料（1）干燥水汽 = 滤饼中含水量 -成品中含水量353.54=147.98- 0.5%98.5%=146.19kg（2）异噁唑成品 异噁唑 353.54kg水 1.79kg杂质 3.59kg3.3 缩合工段物料平衡一览表缩合工段物料

17、平衡表如表 3-4 所示表 3-4 缩合工段物料平衡一览表进料出料序号物料名称组成（%）数量（ kg ）序号物料名称数量（ kg ）1对硝基氯苯工业品100275.081异噁唑成品358.92（1）对硝基苯98269.58（1）异噁唑纯品353.54（2）水0.22.84（2）水1.79（3）杂质1.84.95(3)杂质3.592苯乙腈工业品100231.772干燥水汽146.19（1）苯乙腈96222.503水洗母液2276.26（2）水24.64(1)水1504.36（3）杂质24.64（2）其他杂质771.93片碱100392.124离心母液2710.89（1）氢氧化钠96376.44（

18、1）异噁唑7.22（2）水0.20.78(2)水894.30（3）杂质3.814.90(3)其他杂质1809.374乙醇工业品1002292.56（1）乙醇902063.30（2）水8183.40（3）杂质245.855水析用水1001031.656水洗用水1001269.07合计5492.25合计5492.26由表 3-4 可知缩合工段物料守恒第 4 章 热量衡算4.1 热量衡算的依据当内能、动能、势能的变化量可以忽略且无轴功时，根据能量守恒方程式可以得 出以下热量平衡方程式：Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q（ 4-1）式中 Q1 物料带入设备的热量， KJ ;Q2 加热剂或冷却剂传给设备或

19、所处理物料的热量， KJ ;Q3 过程热效应 KJ ;（放热为正，吸热为负）Q4 物料离开设备所带走的热量， KJ ;Q5 加热或冷却设备所消耗的热量， KJ ;Q6 设备向环境散失的热量， KJ 。热量衡算的目的是为了计算出 Q2 ，从而确定加热剂或冷却剂的量。 为了求出 Q2必须知道式（ 4-1）中的其他项。1. Q1与 Q4的计算：Q1（ Q4）mpc （ 2t 0t）（4-2）式中 m 输入或输出设备的各种物料的质量， Kg ；cp 物料的定压比热容， KJ /Kg .）；t 0 基准温度，；（以 0 为基准）t 2 物料的实际温度，。2. Q5与Q6的计算：根据经验， （ Q5 +

20、Q6 ）一般为（ Q4+Q5 +Q6 ）的 5%-10%，具体取值依过程而定。3. Q3 的计算：过程热效应包括化学反应热与状态变化热1）化学反应热 Qc 的计算标准反应热： q.rvq.f某一温度下的反应热 ：qtr q.r （ t 25） （ vCp ）（4-3）式中 qr. 标准反应热， KJ/ m；olq.f -标准生成热， KJ /mol；v 反应方程中化学计量系数， （ 反应物为正，生成物为负 ） ；t 反应温度，；Cp 反应物或生成物在温度范围内的平均比热容， KJ （/ mol ）。（2）状态变化热 Qs 的计算 状态变化热包括相变热，熔解热，稀释热等。大多化合物的相变热，熔解

21、热， 稀释热的数据可从有关手册和参考文献中查得。综合得：过程热效应： Q3 =Qc Qs。（4-4）4.2 缩合釜热量衡算解图根据工艺过程可知，缩合釜的温度变化过程如下图所示：图 4-1 缩合釜的温度变化过程解图由缩合釜的温度变化过程解图可知，缩合釜的热量衡算分为四个过程，要对每个过程都进行热量衡算4.2.1 热量衡算涉及的基础数据1. 缩合反应工段涉及液态有机物的平均比热容表如下：表 4-1 缩合釜液态有机物料的平均比热容表单位： KJ/ （ Kg OC）物质名称温度/OC202530355568乙醇（ 90%）2.302.322.352.372.462.52乙醇（ 100%）2.312.3

22、32.362.392.502.58对氯硝基苯1.331.331.341.341.351.37苯乙腈1.711.721.721.731.671.78异噁唑1.261.261.261.271.281.292. 缩合釜的各种固态物质的平均比热容如下：表 4-3 缩合釜的各种固态物质的平均比热容表 单位： KJ/ （KgOC） 物质对氯硝基苯片碱异噁唑氰化钠平均比热容1.071.311.061.213. 缩合釜的各种水溶液的平均比热容如下：表 4-2 缩合釜的各种水溶液的平均比热容表 单位： KJ/（ KgOC）溶液名称氢氧化钠二组分水溶液氢氧化钠 -氰化钠 ）70%水溶液60%水溶液30%水溶液35

23、%含水量64%含水量平均比热容1.221.201.091.191.08纯水不同温度的平均比热容为 4.19 kJ/（ KgOC）4. 缩合釜的所需气态物质的平均比热容如下 :表 4-4 缩合釜的所需气态物质的平均比热容表 单位： KJ/ （KgOC） 物质乙醇水平均比热容1.912.095. 缩合釜的所需计算物质汽化热如下：表 4-5 缩合釜的所需计算物质 68 OC汽化热表 单位： KJ/Kg物质乙醇水汽化热 qvb921.142177.246. 缩合釜的所需计算固态物质的熔融热如下表 4-6 缩合釜的所需计算固态物质的熔融热表物质片碱对氯硝基苯异噁唑熔点318.4 OC83.5 OC117

24、 OC熔融热 qF.1067.5 KJ/Kg104.13 KJ/Kg95.57 KJ/Kg7. 缩合釜的物质的燃烧热及生成热如下：表 4-7 缩合釜的物质的燃烧热及生成热表 单位： kJ/mol物质名称异噁唑对硝基氯苯苯乙腈氢氧化钠水氰化钠燃烧热6598.842972.113622.63生成热-150.89137.19-140.83-425.61-285.83-270.934.2.2 四个过程热量衡算1. 过程 1 热量衡算于 25时投乙醇和片碱，自然升温至 68 ，并保温 0.5h 然后于 68时降温，进入过程 2. 本过程无化学反应，故 Qc 0 。但有片碱熔解热及乙醇的汽化热，则1）Q3

25、.1Qp 。Q1.1的计算：根据式（ 4-2 ）及表（ 4-1 ）所示 25时相关物料的平均比热容计算：mcp(t t0)=Q乙醇 Q片碱 Q水 （杂质忽略不计 ）Q1.1=2063.30 2.33 25+376.44 1.31 25+(183.40+0.78) 4.19 25=151808.49kg（2） Q3.1的计算： 氢氧化钠的熔解热等于其熔融热，设有 2%的乙醇进行汽化回流， 根据表 4-6 及相应公式计算如下：Q3.1=Qr Qvbm1qENaOH 2%m2qvb=376.44 1067.5+2% 2063.30 921.14439861.46 KJ(3) Q4.1的计算：根据表

26、4-5 所示 68比热容计算如下：Q4.1 mcp (t t0)=Q乙醇 Q70%的碱液=2063.30 2.58 68+(376.44 183.40 0.78) 1.22 68 408494.39KJ(4) Q5.1与Q6.1的计算 ：根据经验，( Q5 + Q6 )一般为( Q4+Q5 +Q6)的 5%-10%，在 此( Q5 +Q6 )取( Q4+Q5+Q6)的 10%计算，(Q5.1+Q6.1)=Q4.1 10% 90%=408494.39 10% 90%=45388.27 KJ(5) Q2.1的计算：根据式( 4-1 )热量守恒式得： Q2.1=(Q5.1+Q6.1 Q4.1) (Q

27、1.1 +Q3.1)45388.27 408494.39 151808.49 439861.46137787.29KJ(6) 冷却剂用量计算：由Q2.10 ，说明过程 1 需要冷却,用冷却水冷却 ,进口温度为 25,出口温度为33,查化工原理上册得， 2533之间的平均比热容为 4.18 KJ / Kg 。Q2.1=Wcp(t t0)W1Q2.1137787.29 4120.43Kg1 cp(t t0) 4.18 (33 25)2. 过程 2 热量衡算于 68时开始降温，至 35时投对硝基氯苯，然后继续降温，直至 30为止。 其间无化学反应，故 Qc 0 。只有对硝基氯苯的熔解热，则 Q3.2

28、 Qp 。(1) Q1.2的计算：根据式(4-2 )及表 4-1 所示 25时相关物料的平均比热容计算：Q1.2mcp(t t0)Q4.1+Q对硝基氯苯 +Q对硝基氯苯中水=408494.39+269.58 1.07 25+0.55 4.19 25415763.27 KJ(2) Q3.2的计算 ：对硝基氯苯的熔解热等于其熔融热，根据表 4-6 及对硝基氯苯的 熔解热得：Qr m1qE对硝基氯苯=269.58 104.13 28071.37KJ(3) Q4.2的计算 ：根据式( 4-2 )及表 4-1 所示 25时相关物料的平均比热容计算：Q4.2 mcp(t t0)=Q乙醇 Q70%的碱液 Q

29、对硝基氯苯 +Q对硝基氯苯中水=2063.30 2.36 30+(376.44+183.40+0.78+2.84) 30+1.34 269.58+4.19 0.55 30 177506.58KJ(4) Q5.2与Q6.2的计算 ：根据经验，( Q5 +Q6)一般为( Q4 +Q5 +Q6 )的 5%-10%，在此的 10%计算，在此，(Q5.2+Q6.2)取(Q5.2+Q6.2 Q4.2 )的 5%计算( Q5.2 +Q6.2 ) Q4.2 5% 95%=177506.58 5% 95% =9342.45KJ（5）Q2.2的计算 ：根据式（ 4-1 ）热量守恒式得：Q2.2 =( Q5.2 +

30、 Q6.2Q4.2) ( Q1.2 +Q3.2 )9342.40 177506.58 415763.27 28071.37256985.66KJ（6）冷却剂用量计算由Q2.10 ，说明过程 1 需要冷却，用冷却水冷却 , 进口温度为 25, 出口温度为 28。Q2.2 =Wcp (t t0)W2 cp(t2.2t0)256985.66 20493.27Kg4.18 (28 25)3. 过程 3 热量衡算降温至 30时滴加苯乙腈，然后保温反应 4h 为止，其间有化学反应，此外，70%的氢氧化钠水溶液变为 60%的氢氧化钠水溶液，有浓度变化热，则Q3.3=Qc Qp 。反映后各物料的含量见物料衡算

31、结果。（1） Q1.3的计算 ：根据式（4-2 ）及表 4-1 所示 25时相关物料的平均比热容计算：Q1.3mcp (t t0)Q4.2Q苯乙腈=177506.58+222.50 1.72 25+4.64 4.19 25=187560.12KJ（2） Q3.3的计算 ：忽略苯乙腈的熔解热，只计算化学反应热及氢氧化钠水溶液的浓度变化热， 化学反应热的计算：根据式（ 4-3）与式（ 4-4 ）及表（ 4-7 ）的相关数据计 算缩合反应的化学反应热为：q.rvq.f 150.89 2 285.83 270.93 (137.19 140.83 425.61)564.23KJ /molqr30 q.r

32、 (t 25)( vCp )=564.23-(30-25) (2 4.19+1.26+1.21-1.34-1.72-1.31)531.83KJ /molQc275.08 98.0% 103157.5591.8% 531.83 835376.39 KJ 氢氧化钠水溶液的浓度变化热的计算由qs70%碱液=495.32KJ / mol ， qs 60%碱液 =492.22KJ / mol得，氢氧化钠水溶液的浓度变化热Qs =( 495 m70% -492.22 m60%) 1000/40=( 495.33 376.44- 492.22 313.60) 10000 / 40 =802451.72 KJ

33、 过程热效应包括化学反应热与状态变化热Q3.3 =Qc Qs=8353763. 9+802451.72=1637828.11 KJ(3) Q4.3的计算 ：根据表 4-130 时相关物料的平均比热容计算Q4.3mcp(t t0 )=Q乙醇 Q64%的含水量的二组分 Q对硝基氯苯 +Q异恶唑 +Q苯乙腈=2063.30 2.36 30+(245.92+313.60+76.98 ) 1.08 30+1.34 22.11 30+1.72 38.48 30 1.26 360.76 30=183215.36KJ(4) Q5.3与Q6.3的计算 ：根据经验，( Q5 +Q6)一般为( Q4 +Q5 +Q6

34、 )的 5%-10%，在此的 10%计算，在此，(Q5.3+Q6.3)取(Q5.3+Q6.3+Q4.3)的 5%计算：Q5.3+Q6.3)=Q4.3 5% 95%=183215.36 5% 95%=9642.91KJ(5) Q2.3的计算 ：Q2.3=( Q5.3 + Q6.3 Q4.3) (Q1.3 +Q3.3)9642.91 183215.36 637828.11 187560.12=-1632529.96KJ(6) 冷却剂用量计算：由Q2.30 ，说明过程 1需要冷却,用冷却水冷却 ,进口温度为 -26 ,出口温度为 28 。Q2.3 =Wcp (t t0)W3Q2.3cp(t t0)3

35、8339.92Kg1632529.962.82 28 ( 26)4. 过程 4 热量衡算加水析用水结晶，并继续降温，降温至 20时出料，本过程无化学变化， Qc=0。但有 60%的氢氧化钠水溶液变为 30%的氢氧化钠水溶液有浓度变化热效应以及异恶唑 的结晶热，则 Q3.4 =Qp 。(1) Q1.4的计算 ：根据 25时相关物料的平均比热容计算：Q1.4mcp(t t0)=Q4.3 Q水析用水=183215.36+1031.65 4.19 25291280.70 KJ(2) Q3.4的计算 ：只考虑氢氧化钠水溶液的浓度变化热和异恶唑的结晶热， 计算过程如 下： 氢氧化钠水溶液的浓度变化热的计算

36、： 由qs60%碱液=492.22KJ /mol qs30%碱液=469.30KJ /mol 得Qs =(492.22 m30% -469.30 m60%) 1000/40=(492.22-469.3) 313.60 1000/ 40179692.80 KJ 异恶唑的结晶热的计算：QJ m异恶唑 q异恶唑=360.76 95.5734477.83KJ综合得Q3.4 =Qs QJ179692.80 34477.83214170.63KJ(3) Q4.4的计算 ：根据 20时相关物料的平均比热容计算得Q4.4mcp(t t0)=Q乙醇 Q35%的含水量的二组分 Q对硝基氯苯 +Q异恶唑 +Q苯乙腈

37、=2063.30 2.31+ (636.50+1031.65) 1.19+1.33 22.11+1.06 360.7 +1.71 38.48 20144578.68 KJ(4) Q5.4与Q6.4的计算 ：(Q5.4+Q6.4) 取(Q5.4 +Q6.4 +Q4.3)的 5%：(Q5.4+Q6.4)=Q4.4 5% 95%=144578.68 5% 95%=7609.40KJ(5) Q2.4的计算 ：Q2.4 =( Q5.4 + Q6.4 Q4.4) (Q1.4 +Q3.4 )7609.40 144578.68 291280.70 214170.63353263.25 KJ(6) 冷却剂用量计

38、算：由Q2.40 ，说明该过程需加热第 5 章 设备选型与计算缩合工段主要设备包括缩合反应釜，离心机，干燥设备，辅助设备包括储罐计 量罐以及管道等。5.1 缩合反应釜的选型与计算选型计算公式：VdT(5-1)npVa V24dT式中 Vd 根据生产任务，通过物料衡算确定的每天处理物理量， m3 /d;Va 设备的名义容积， m3；Vp- 设备的有效容积， m3；Vp /Va- 设备的装料系数；T-设备每一生产周期的持续时间， h； -每天总的操作批数； -每天每台设备的操作批数；np-需用设备台数； n-实际安装的设备台数；5.1.1 缩合反应釜1.计算过程生产周期 :T=8h由于反应料液不发

39、生泡沫 ,不沸腾,取装料系数 : =0.8.0 从缩合反应工段的物料衡算表 32可知, 缩合反应釜每天的处理的物料总 体积：Vd =V对硝基氯苯 +V苯乙腈 +V片碱 +V乙醇 +V水269. 58 222. 50 376. 44 2063. 30= + + +1. 52 1. 02 2. 13 0. 791031. 65+ 4. 95+ 4. 64+ 45. 85+ 14. 9108+30. .4505+0.4.7684 + +1. 00=4475.36 L24= 24 =38根据np= = 2V4dTVa ，试选 5000L缩合反应釜计算如下：np=VdT24 Va4 47 5.3 6 8

40、 =0.92 4 0.8 2000以上计算符合工艺要求。 依据化工工艺设计手册 第三版(下)P(5-2805-290)，所选缩合反应釜型号为 KI 0.6 17 GIDJBC HG / T 2371 1992，主要参数如表 5-1：表 5-1 缩合反应釜主要参数项目数据项目数据公称容积2000L容积系数0.93公称直径1300mm夹套换热面积7.2 m2计算容积1864.73 L公称压力容器内0.6MPa夹套内0.6Mpa电动机功率4.0KW参考质量2482kg2. 装料系数校核根据以上的选型计算可知，每台釜每天操作三批，共计三批。则每批的进料体积为：V Vd34475.36=1491.79L

41、3则 1491.79 =0.75 =0.8,0符合要求。 20003. 夹套传热面积校核(5-2)根据Qm ax K Sm axt可知，传热量最大，所需的传热面积最大。由缩合釜的热量衡算可知，传热量最大的为过程 3，传热量为 Q2.3=1632529.96KJ 。所以，Smax S3 ，即SQ2.3SmaxKt1632529.96 3 2 26.68m2 7.1m2300 4.1868 16.21 4式中 K 传热系数，查取得 300kal /(m2 h ) ，即为1257KJ /(m2 h )所以，夹套面积符合要求。5.2 离心机的选型与计算操作工时 :1h; 从物料衡算表 32的可知, 每

42、批的生产能力 :1063.83KgVd3191.49V33则每小时每批的生产能力 : 1063.83 1063.83Kg . 根据离心料液的特性 , 为固液1分离, 间歇操作及以上参数 , 查化工工艺设计手册第三版 （下）P2-183 所选三足式np=上部卸料离心机满足生产要求 , 其技术性能如下表 5-2项目数据项目数据型号SS1100最大装料量500kg转鼓规格1800 550外形尺寸2350 1800 1200（内径 高度 /mm）（长宽高/mm）重量5000kg电机型号与功率Y112M-4/17kW有效容积660L最大分离因数340表 5-2 三足式上部卸料离心机技术性能表所需设备台数 :1063.835002.13 3台5.3 干燥设备的选型与计算本设计属于化学合成药， 宜选用气流干燥器，查化工工艺设计手册 第三版（ 上）P（2-419），选择旋转气流干燥器符合干燥工序工艺要求。 它是流化床干燥和气流干燥的组合，能处理非粘稠、粘稠的膏状物料。物料在 干燥