化工机械本科毕业设计

1、本科毕业设计本科毕业设计 题 目年产 5000 吨邻苯二甲酸二乙酯的车间工艺设计 酯化反应釜的设计 学生姓名 专业名称 化学工程与工艺 指导教师 年 月 日 2 目目 录录 摘要.4 Abstract .4 1 概述.5 1.1 物理性质.5 1.2 化学性质.6 1.3 用途.6 1.4 市场状况.6 1.4.1 市场分析 .6 1.4.2 国内生产厂商 .7 1.4.3 产品价格与规格 .8 2 生产方法介绍.8 2.1 邻苯二甲酸二乙酯在工业上的合成方法.7 2.2 合成路线的选择.8 2.3 邻苯二甲酸二乙酯生成工艺介绍.9 2.3.1 主要原料及规格 .9 2.3.2 原理 .9 2

2、.3.3 工艺操作步骤 .10 3 生产工艺流程示意图 .10 4 酯化工段工艺设计.10 4.1 设计主要原则.10 4.2 设计工艺要求.11 4.3 物料衡算.11 4.4 能量衡算.13 4.4.1 总能量衡算 .13 4.4.2 相关物料的物性参数 .13 4.4.3 乙醇回流所需的汽化热 .14 4.4.4 酯化反应放出热 .15 4.4.5 外部给热量 .15 3 4.5 反应釜的尺寸计算.15 4.5.1 反应釜体积 .15 4.5.2 换热面积 .16 4.5.3 所需蒸汽量 .16 4.5.4 酯化釜的选择 .16 5 酯化釜的设计图.16 小结.17 参考文献.18 谢辞

3、.19 附录 1（酯化釜的设计图） .20 附录 2（开题报告） .21 附录 3（结题报告） .22 附录 4（答辩报告） .23 4 年产年产 5000 吨邻苯二甲酸二乙酯车间工艺设计吨邻苯二甲酸二乙酯车间工艺设计 酯化反应釜的设计酯化反应釜的设计 王王 豪豪 1 1 （宝鸡文理学院 ，陕西 宝鸡 721007） 摘摘 要：要：邻苯二甲酸二乙酯用作增塑剂，溶剂，润滑剂，定香剂，有色或稀有 金属矿山浮选的起泡剂，酒精变性剂，喷雾杀虫剂等。本文介绍了邻苯二甲酸 二乙酯的性质、用途和生产方法，确定了本设计所采用的生产工艺流程。根据 设计任务，本文对酯化工段进行了工艺设计，进行了物料衡算，热量衡算

4、、酯 化反应器的工艺计算，并绘制了酯化反应器的图纸。 关键词：关键词：邻苯二甲酸二乙酯；生产工艺；酯化工段设计 The process design of diethyl phthalate workshop with annual production capacity of 5000 tons - The design of ester reactor Wanghao (Baoji university of arts and sciences , Baoji, Shaanxi 721007) Abstract:：Diethyl phthalate is used as plasticiz

5、ers, solvents, lubricants, fixative agent, coloured or precious metal mine floatation of the foaming agent, alcohol denaturant, spraying pesticides. This paper introduces the use, the production method for diethyl phthalate, and the process used in this design is determined. According to the design

6、task, this article is about the design of ester reactor. The material balance and heat balance of esterification reactor was calculated and esterification reactor drawing was drawn. Key words: Diethyl phthalate, The production process, design for the esterification. 交稿日期：2015-5-01 指导老师： 作者简介：(1993-)

7、，男，陕西汉中人，化学化工学院 2015 级毕业生。 1 概述概述 5 邻苯二甲酸二 乙酯（Diethyl phthalate），又称钛酸乙酯，是由 C、H、O 三种元素组成的有机化合物，其分子由苯环和酯基官能团两部 分组成。分子式为C12H14O4，相对分子量为222.241.邻苯二甲酸二 乙酯结构式为： 1.1 物理性质物理性质 （1） 邻苯二甲酸二乙酯为无色至微黄色澄清油状液体，无色、无臭、透明、 微具有芳香性。在乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂中极易溶解，几乎不溶 于水。 （2） 邻苯二甲酸二乙酯的理化常数 表表 1 邻笨二甲酸二乙酯的理化常数表邻笨二甲酸二乙酯的理化常数表 项 目工业级化学

8、纯分析纯 酯含量，%99.099.0100.599.5100.5 酸度（C8H6O4），%0.010.010.01 水份，%0.100.080.05 色泽（铂钴比色），号302520 相对密度（d420）1.1181.1221.1911.1951.1911.195 折光率（n20D)1.5001.5051.5001.5051.5001.505 灰份，%0.010.010.01 热稳定性，号5050 闪点，130130130 1.2 化学性质化学性质 （1） 邻苯二甲酸二乙酯在二氧化碳气氛中煮沸 8 小时，分解成乙烯、乙醇、 邻苯二甲酸酐、苯二甲酸一乙酯等。 （2） 常温下与水一起放置时没有反应

9、，在 250325、10MPa 时生成邻甲基 苯甲酸、邻苯二甲酸及少量苯甲酸、甲烷、二氧化碳等。在氢氧化钠醇 6 溶液中，25进行水解时，5 分钟有 10%，25 分钟有 30%，4 小时有 60%发 生水解。 （3） 邻苯二甲酸二乙酯在二氧化碳气氛中煮沸 8 小时，分解成乙烯、乙醇、 邻苯二甲酸酐、苯二甲酸一乙酯等。常温下与水一起放置时没有反应， 在 250325、10MPa 时生成邻甲基苯甲酸、邻苯二甲酸及少量苯甲酸、 甲烷、二氧化碳等。在氢氧化钠醇溶液中，25进行水解时，5 分钟有 10%，25 分钟有 30%，4 小时有 60%发生水解。 （4） 邻苯二甲酸二乙酯与金属盐形成结晶性的分

10、子化合物。 1.3 用途用途 （1）与乙醇、乙醚、丙酮、苯有机溶剂混溶，不溶于水。对氯化橡胶、松香、 硝酸纤维素、松香酸苄酯、香豆酮树脂、甘油三松香酸酯、聚苯乙烯、聚 甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯、乙基纤维素、氯乙烯乙酸乙烯酯共聚 物等都有很好的溶解能力。但醋酸纤维素不大溶解。可燃。着火时用泡沫 灭火剂、二氧化碳或四氯化碳等灭火。 （2）邻苯二甲酸二乙酯在二氧化碳气氛中煮沸 8 小时，分解成乙烯、乙醇、邻 苯二甲酸酐、苯二甲酸一乙酯等。常温下与水一起放置时没有反应，在 250325、10MPa 时生成邻甲基苯甲酸、邻苯二甲酸及少量苯甲酸、甲 烷、二氧化碳等。在氢氧化钠醇溶液中，25进行水解时，

11、5 分钟有 10%，25 分钟有 30%，4 小时有 60%发生水解。 （3）邻苯二甲酸二乙酯与氨的甲醇溶液反应生成邻苯二甲酰胺。在沸腾的醇中 与尿素和乙醇钠反应生成邻苯二甲酰亚胺。与苯基溴化镁反应生成 10,10- 二苯基蒽酮。与乙二醇一起在真空中加热时，190以上开始反应，300 生成邻苯二甲酸乙二醇酯的聚合物。 （4）邻苯二甲酸二乙酯与金属盐形成结晶性的分子化合物。例如与四氯化锡形 成熔点为 104的晶体，该晶体容易水解。 1.4 市场状况市场状况 1.4.1 市场分析市场分析 DEP 可用作聚乙酸乙烯酯乳化液的增粘剂、 在药剂制造中也用作溶剂及 润滑剂、香料留香剂、 食品包装薄膜的无毒

12、胶粘剂、 有色或稀有金属矿山浮 7 选的起泡剂、 气相色谱固定液、酒精变性剂、 喷雾杀虫剂、 火箭推进剂的稳 定剂等。尽管 DEP 由于挥发性大，工业生产难度很大，使其发展受到一定限制， 但在其它领域用处颇多，仍有非常广阔的市场。采用合理的催化剂及分水剂， 并合理调整酯化工艺条件，可是 DEP 产品收率提高至 90.0%，降低了 DEP 产品 生产成本，从而使产品更具有市场竞争力。 1.4.2 国内生产厂商介绍国内生产厂商介绍 （1）轩威化工：依托着与中国石油天然气集团建立的良好合作关系和资源 共享的平台上，研发的新一代 YQ1-YQ-5 系列的轻质环保燃料油，是国家认证 的环保优质燃料，溶剂

13、油， （部分产品已申请了国家发明专利） 。是节能性优越 的产品，完全可以替代柴油的燃烧使用，减少企业对用油的成本，并具有良好 的经济效益和社会效益，该系列产品适用于各大生产型企业（包括化学工业、 纺织工业、食品工业、金属锻炼、矿石衍炼、陶瓷烧制、宾馆、医院、温水游 泳池等各行业领域的各种型号的蒸汽锅炉、导热油锅炉、热风烘干锅炉，回火 炉等。 （2）苏州乐诚化工：是一家化工超市性质的化工原料经营企业。我公司专 业从事有机溶剂、无机酸碱、印染助剂、化工辅料、水处理药剂等化工原料的 经营批发，产品涵盖印染、涂料、环保、电子、电镀、玻璃、橡胶等多个行业。 目前经营的化学品种类有近 200 种，产品种类

14、还在不断扩展。 （3）青岛益进中贸易有限公司：生产和经营多种化工涂料。主要以代理国 内国际知名品牌化工原材料和批发的汽车修补涂料及辅料为主。主要产品有碳 酸二甲酯、丙二醇，二乙胺，二甘醇，三甘醇，丙二醇等。公司与多家零售商 和代理商建立了长期稳定的合作关系。 （4）德泰辉化工：德泰辉化工是一家以磷化工系列产品和精细化工产品的 开发、生产和销售为主业的公司，现拥有工业级、食品级、牙膏级、饲料级等 系列产品 70 多个，主导产品出口亚、欧、美、非等全球 30 多个国家和地区， 与世界 500 强企业宝洁、陶氏、联合利华等国际化工巨头建立了战略合作关系。 （5）广州全澳化工产品有限公司：广州全奥化工

15、产品有限公司成立于 2014 年，是主要从事精细化工，香精香料，食品添加剂，医药原料及中间体系列产 8 品的生产和经营（乙酰唑胺，D-酒石酸二乙酯，阿那曲唑，盐酸二甲双胍，盐 酸氯丙那林，右旋糖 20，吉非替尼，索拉非尼,达沙替尼，埃罗替尼，拉帕替 尼，伊马替尼，尼罗替尼，舒尼替尼，西他列汀，西洛他唑，西洛他唑中间体 等） 。 （6）上海八源化工有限公司：专业经营美国陶氏、日本三菱、日本住友、 韩国三星、德国巴斯夫、英国壳牌、台湾中纤等进口原装化工原料。公司以 “客户至上”为服务理念，本着“创新、进取”的企业精神。 1.4.3 产品价格与规格产品价格与规格 邻苯二甲酸二乙酯的市场价格为 150

16、00 元/吨 产品等级：优等品 含量99.9（%） 包装规格 220Kg 密度：1.120（g/cm3）执行质量标准国际标准 CAS：84-66-2 类目：羧酸衍生物 酯 2 生产方法介绍生产方法介绍 2.1 邻苯二甲酸二乙酯在工业上的合成方法邻苯二甲酸二乙酯在工业上的合成方法 （1）国内传统方法醇酸直接酯化法2。由邻苯二甲酸酐和无水乙醇在浓硫酸作 用下进行酯化反应，酯化液经中和、脱水、分馏而得成品。 （2）固体酸催化法。固体酸催化剂主要包括分子筛型、功能高分子型、杂多酸 型及固体超强酸等。 （3）以乙醇-D6和苯酐为原料，在缩合剂的催化下生成邻苯二甲酸二乙酯化合 物。 （4）硫酸氢钠法。 （

17、5）对甲苯磺酸法等3。 2.2 合成路线的选择合成路线的选择 在合成邻笨二甲酸二乙酯的传统酯化反应中，选择浓硫酸为催化剂，其具 有酸性强、吸水性强且价格便宜等优点，但是其同时具有强氧化性，在反应过 程中可能导致磺化、碳化或聚合反应等副反应发生，使得酯化反应的产率低， 9 对合成反应的选择性差，并且硫酸会腐蚀设备，产生大量废液，造成一定程度 的环境污染。 采用固体酸作催化剂可以避免传统醇酸直接酯化法的缺点，并具有反应活 性较高、反应速度较快、反应时间较短、选择性较好等优点，工艺过程比较简 单、且易于工业化。不仅可以克服传统酯化工艺中，浓硫酸作催化剂腐蚀设备、 污染环境等缺点，而且回收得到的催化剂

18、可以重复使用，提高了利用率2。催 化剂对反映的影响情况见表 2。 表表 2 催化剂对反映的影响催化剂对反映的影响4 催化剂 反应时间/h 转化率(%) 硫 酸 7 90 对甲基苯磺酸 10 60 无 16 40 由表 4 可见，添加催化剂的效果均好于未添加催化剂的效果；而采用硫酸 作催化剂的效果好于其他类型催化剂。 故而，此次邻苯二甲酸二乙酯的厂房车间设计选用硫酸催化法。 2.3 邻苯二甲酸二乙酯的生产工艺介绍邻苯二甲酸二乙酯的生产工艺介绍 2.3.1 主要原料及其规格主要原料及其规格 主要原料及其规格如表 3 所示： 表表 3 主要原料及规格主要原料及规格 品 名 规 格 苯 酐 一级品 酒

19、 精 95% 对甲苯磺酸 一级品 碳酸钠 分析纯 活性炭 一级品 环己烷 分析纯 2.3.2 原理原理 单酯化：酯化时，苯酐先醇解为单酯，该过程为快速反应，无需催化剂参 与进行。 10 双酯化：单酯酰基上碳的正电性较低，难以与醇羟基上的氧进行加成反应， 因此必须在催化剂参与下才能与醇以较快速度反应。双酯化是个可逆反应，在 整个酯化反应过程中反应速度最慢。为了加快反应进程，促使酯化反应向正反 应方向（生成 DEP 的方向）进行，可以采用以下两种方法：（1）醇过量（国内 企业现用生产方法） ， （2）采用合适的分水法除去酯化反应中生成的水。 2.3.3 工艺操作步骤工艺操作步骤 以邻苯二甲酸酐和无

20、水乙醇为原料， 对甲基苯磺酸为催化剂， 在加热搅 拌条件下回流 8 h，合成邻苯二甲酸二乙酯。反应结束后， 常压蒸馏除去乙醇。 冷却后， 经减压蒸馏得产品， 产率为 49.5%， 产物经 IR 和折光率表征为目 标产物。 取一定量的无水乙醇、苯酐、催化剂（对甲苯磺酸）分别加入带有回流分 水器的搅拌式酯化反应釜中，打开搅拌器。水浴加热至回流，进行常压酯化， 并不断蒸出乙醇-水-分水剂的三元气相混合物；再经冷凝器冷凝至液态，导入 分水器中分水，分水后的乙醇重新导回酯化釜中进行酯化反应，反应至无水带 出时为反应终点；再次升高酯化釜的反应温度，蒸出体系中过量的乙纯。 待反应结束后，使反应器冷却至一定温

21、度，用碱液（碳酸钠饱和溶液）中 和，然后用水洗涤酯液。向洗涤后的粗酯中加入适量的活性炭，再经减压蒸馏。 除去低沸点的馏分，蒸馏剩余物经抽滤即得邻苯二甲酸二乙酯成品5。 在实验室中的合成操作：在 1000L 反应器中加入 370Kg 邻苯二甲酸酐， 500L 无水乙醇，在搅拌下溶解，再加入 15L 浓硫酸，加热回流 8 小时，取样测 定酸值（每 10mL 测定 1 次，至不再增加为止） ，利用精馏装置回收过量的乙醇， 然后用 5%碳酸钠水溶液中和催化用的浓硫酸，至平 pH 值为 6-7 时，再用水洗 涤 1 次，分出油层，用无水氯化钙干燥，过滤，将滤液经减压蒸馏的成品邻苯 二甲酸二乙酯 500K

22、g（产率 90%） 。 3 生产工艺流程示意图生产工艺流程示意图 4 酯化工段工艺设计酯化工段工艺设计 11 我的设计任务主要是根据实际需要对酯化工段酯化釜的设计。 4.1 设设计计主主要要原原则则 （1）从实际情况出发，按不同的要求选择合理的方案； （2）采用科学技术研究的新成果，包括先进工艺、高效设备和机械化、自动 化手段以及计算机辅助管理等方法 ; （3）采用的技术和装备应与原料、技术、劳动力等资源条件相适应; （4）讲究投资的经济效益和建设的社会效果。 在各个设计阶段对不同的设计方案应进行技术经济分析和效果评价。技 术经济分析选用多项相互联系的技术经济指标，一般是采用投资回收期（投 资

23、总额与年收额之比）和投资收益率（年收益额与投资总额之比）等作为重 要指标。资金支付与收益年分并不相同，因此应根据贴现利率将资金折算为 同一年分的现值，使经济比较建立在可比的基础上 6。 4.2 设计工艺要求设计工艺要求 酯化釜的材料选择应满足生产工艺的要求，根据要达到的要求选择耐压、 耐温、耐介质腐蚀或保证产品清洁的材料等。由于材料选择的不同，搅拌器 的制造工艺、机械构造也不相同，可分为钢制搅拌器、搪玻璃搅拌器和带衬 里的搅拌器等。装衬里的目的是为了耐蚀或保护产品清洁，衬里的种类很多， 列如：不锈钢、铝、钛、铅、镍、锆、耐酸瓷砖、辉绿岩板、橡胶等。 4.3 物物料料衡衡算算 主反应： +2C2

24、H5OH 副反应： 2C2H5OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O 查文献得以下数据： 370Kg 苯酐与 500L 无水乙醇反应生成 500Kg 的 邻苯二甲酸二乙酯（产率为 90%） 。根据设计要求，副反应可以忽略，不参 加物料衡算。 +2H2O H2SO4 12 查表得 20时,无水乙醇的密度为 0.7895g/cm3，则乙醇的投料量为 500*1000*0.7895=394.75Kg， 用 A 表示苯酐，B 表示无水乙醇， C 表示 DEP，D 表示水，则酯化反应方 程式可表示为： A + 2B C + 2D 表表 4 文文献献数数据据物物料料衡衡算算表表 进 料 出 料 A 3

25、70Kg C 500Kg B 394.75Kg D 89.93Kg 则投料比（以苯酐为基准） A:B=370/394.75=1:1.067 理论产量为 555.19Kg，则产率为 500/555.19=90% 文献计算值设为设计已知量。根据年产5000 吨邻苯二甲酸二乙酯的总 设计任务可知：要完成给定任务量，需日产16.67t 产品（一年按 300 天算） ，时产 0.7t 产品。选择酯化反应操作为间歇操作，已知该酯化反应需回流 8 小时，辅助时间为两小时，则一个反应周期为10 小时。 对操作数据整理，进行物料衡算： 表表 5 操操作作数数据据物物料料衡衡算算表表 进 料 出 料 A 4.67

26、t C 7t B 4.98t D 1.13t 根据实际情况，考虑到工业生产投料量大及过程损耗大等特点，加大原 料进料量，以提高产量。反算结果如下表： 表表 6 反反算算结结果果物物料料衡衡算算表表 进 料 出 料 A 5.5t C 8.25t B 6t D 1.34t 根据文献给定的催化剂用量，可计算出实际所需的催化剂用量。已知浓 硫酸的密度为 1.84g/cm3，则 370kg 苯酐所需 15*1.84=27.6 kg 浓硫酸作催 13 化剂，投料比为 1:13.41（以浓硫酸为基准）。由此可知， 5.5 吨的苯酐需用 410 kg 浓硫酸作催化剂。 反应图示： 4.4 能能量量衡衡算算 4

27、.4.1 总总能能量量衡衡算算 经分析得此邻苯二酸二乙酯生产工艺能量衡算式为： 乙醇回流所需的汽化热 = 反应放热 + 外部给热 4.4.2 相相关关物物料料的的物物性性参参数数 7 表表 7 液液态态苯苯酐酐的的比比热热容容数数据据表表 温度（） 140 160 180 200 220 240 比热（J/mol.k） 280.2 285.5 290.9 296.2 301.6 306.9 温度（） 260 280 300 320 340 360 比热（J/mol.k） 312.2 317.5 322.9 328.4 334.1 340.1 由上表可知，苯酐的比热随温度变化不大。此次工艺设计反

28、应工段要求 反应釜的温度控制在 80左右。所以选取 140时的液态苯酐的比热 （280.2 J/mol.k）参与能量衡算。 表表 8.1 液液态态乙乙醇醇的的比比热热容容数数据据表表 温度（） 20 40 60 80 100 120 比热（J/mol.k） 109.4 117.5 127.1 138.5 151.5 160.8 酯化釜 苯酐 5.5t 乙醇 6t DEP 8.2t 水 1.34t 过量乙醇 1.91t 硫酸 410kg 14 温度（） 140 160 180 200 比热（J/mol.k） 165.7 174.6 189.3 220.4 表表 8.2 液液态态苯苯酐酐的的比比热

29、热容容数数据据表表 温度（） 20 40 60 80 100 120 比热（kJ/kg.k） 2.403 2.483 2.575 2.784 3.023 3.304 根据上表数据，选择 80时的液态乙醇的比热（ 2.784 kJ/kg.k）参与能 量衡算。 表表 9 液液态态邻邻苯苯二二甲甲酸酸二二乙乙酯酯的的比比热热容容数数据据表表 温度（K） 250 300 350 400 450 比热（J/mol.k） 278.1 324.8 368.7 409.9 448.4 温度（K） 500 550 600 比热（J/mol.k） 484.4 517.9 548.8 根据上表数据，选择 350K

30、时的液态邻苯二甲酸二乙酯的比热 （368.7J/mol.k）参与能量衡算。 表表 10 饱饱和和水水的的定定压压比比热热容容数数据据表表 温度（） 20 30 40 50 60 比热（kJ/kg.k） 4.182 4.179 4.179 4.181 4.185 温度（） 70 80 90 100 比热（kJ/kg.k） 4.190 4.197 4.205 4.216 根据上表数据，选择 80时的饱和水的定压比热（ 4.197 kJ/kg.k）参 与能量衡算。 表表 11 乙乙醇醇的的汽汽化化热热数数据据表表 温度（） 20 40 60 80 100 120 比热（kJ/mol） 43.91 4

31、2.30 40.53 38.61 36.51 34.21 温度（） 140 160 180 200 220 比热（kJ/mol） 31.69 28.88 25.69 21.93 17.11 4.4.3 乙乙醇醇回回流流所所需需的的汽汽化化热热 根据工艺设计需要，设定乙醇按 10%的回流比回流，回流温度按 80 15 计算，则乙醇回流量为 6*1000000/46.07*10%=13023.66 mol 80时，乙醇的汽化热为 38.61 kJ/mol,则回流所需热量为 13023.66*38.61=502843.51 kJ 4.4.4 酯酯化化反反应应放放出出热热 H 苯酐=nCpT=5.5*

32、1000000/148.11*280.2*60=624306.26 kJ H 乙醇=nCpT=5.5*1000000/148.11*2*138.5*60=617176.42 kJ HDEP=nCpT=5.5*1000000/148.11*368.7*60=821490.78 kJ H 水=CmT=4.197*1.34*1000*60=337438.8 kJ 根据以上计算数据得，该酯化反应的放热量为 H总=H水+HDEP-H苯酐-H乙醇 =337438.8+821490.78-617176.42- 624306.26 =-82553.1 kJ 根据以上运算得，该酯化反应的放热量为82553.1

33、kJ 4.4.5 外外部部给给热热量量 外部给热=乙醇回流所需的汽化热 -反应放热 =502843.51-82553.1=420290.41 kJ 4.5 反反应应釜釜尺尺寸寸的的计计算算 4.5.1 反反应应釜釜体体积积 根据物料衡算结果可知，该酯化釜一次进料5.5t 苯酐，6t 乙醇及 410kg 浓硫酸。由其相关物性的下表 表表 12 进进料料物物质质体体积积对对照照表表 苯酐 乙醇 浓硫酸 质量（t） 5.5 6.0 0.41 密度（g/cm3） 1.29 0.79 1.84 体积（L） 4263.57 7594.94 222.83 由上表可知，该反应釜所需的有效体积为 4263.57

34、+7594.94+222.83=12081.34 L 16 已知反应釜的装料系数为 0.81，得 12081.34/0.81=14915.23L，故选择 3 台 6300L 的搪玻璃反应釜。 4.5.2 换换热热面面积积 已知该酯化反应所需的外部给热量为420290.41kJ，根据经验选择内衬 为搪玻璃外表为不锈钢的酯化反应釜。查相关数据表得，搪玻璃反应釜的传 热系数为 250W/(m2. )。则根据公式 Q=KSTm8得 420290.41*1000/3600000=116.75 kw=116750 w S=Q/(K*Tm)=116750/(250*60)=7.78 m2 4.5.3 所所需

35、需蒸蒸汽汽量量 根据各方面条件，选用间接蒸汽加热提供外部给热。查表得20时饱 和水蒸汽所带热量为 2538.1kJ/kg，则为提供外部给热量，需用 420290.41/2538.1=165.6 kg 饱和水蒸气。 4.5.4 酯酯化化釜釜的的选选择择 根据计算数据与相关经验，选择搪玻璃酯化反应釜，公称容积 6300L，加热面积 8m2.为达到生产需求，购置 3 台酯化反应釜。查阅相关 厂家，选择淄博中升机械有限公司生产的K6300 型搪玻璃反应釜。单价 43500 元人民币，总计 130500 元人民币。 反应釜直径、高径等详细参数见下图： 17 5 酯化釜的设计图酯化釜的设计图9 见附录 1

36、。 小结小结 邻苯二甲酸二乙酯在日常生活中的运用十分广泛，用途涉及各个领域，可 是由于其难以制得，年产量缺口较大，且价格不菲。此次，年产 5000 吨邻苯二 甲酸二乙酯的厂房车间设计，可以有效弥补市场缺口。此次工艺设计，采用的 是传统酯化工艺，采用浓硫酸作催化剂，虽然有腐蚀设备，增加副反应等的缺 点，但是其催化效率最高，价格便宜，且方便除去。 我的主要设计任务是酯化反应工段酯化反应釜的设计，设计过程是艰辛的， 我们进行了许多次的小组讨论，并与指导老师保持密切联系，经过反复的推敲， 大量的计算，终于将查阅的各种文献与大量数据整理出来，形成这一份工艺设 计。在此次设计过程中，我们也联系了一些原料、

37、设备的生产厂家，充分了解 了产品的市场状况及设备的市场配置。这为我们进行此次设计提供了极大的帮 助，也更增加了我们设计的可行性。 18 参考文献参考文献 1 马世昌，刘谦光，李锄非.有机化学辞典.西安市：陕西科学技术出版社，1988. 2 朱蕾，李公春，姜丹.邻苯二甲酸二乙酯的合成， 河北化工.2011 年 4 月第 34 卷 4 期. 3 徐申杰，卢伟京，孙雯，江浙，李冰瑶，潘洁.邻苯二甲酸二乙酯-D10的合成研究， 化学试剂.2014. 4 姜华.苯酐制备邻苯二甲酸二乙酯工艺优化的研究， 精细石油化工文摘.1999. 5 吴德荣.化工工艺设计手册M中国石化集团上海工程有限公司.北京：化学工

38、业出版 社,2009. 6（苏）巴尔捷涅夫（.）,袁孝鹑等译.酒精工厂设计基础上M.轻工业出版 社,1958. 7 刘光君，马连湘，刘杰.化学化工物性数据手册.有机卷.化学工业出版社. 8 夏清,贾绍义.化工原理M.天津市:天津大学出版社,2012. 9 魏崇光,郑晓梅.化工工程制图M.北京：化学工业出版社,2002. 19 谢谢 辞辞 时光如梭，经过几个月的努力，终于完成了我的大学毕业设计。能够完成 这篇设计我要感谢很多人，首先感谢我尊敬的导师陈虎魁老师，感谢他在百忙 中挤出时间为我辅导，尽心尽力，在他热情的关怀、严格要求下，我的专业知 识有了很大的提高，导师对我毕业设计进行了认真的指导，我在他的严格要求 和耐心帮助下完成了本设计的研究工作。导师严谨的科学态度，给我留下了深 刻的印象。在此，我再次向我的导师陈虎魁老师表示衷心的感谢和深深的敬意。 本次毕业设计完成之际，回想四载的求学历程。各位老师，特别是四年来 悉心教过我的其他老师，他们的悉心指导贯穿着我在宝鸡文理学院的求学生涯， 老师们在学业和人生道路上给予我的谆谆教诲，学生将铭记在心，在以后的工 作生活中将