年產(chǎn)240噸利眠寧中間體氨基酮工藝設(shè)計(jì)剖析

1、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第一章產(chǎn)品及工藝路線的介紹1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介1.1.1 利眠寧1. 化學(xué)名： 2- 甲氨基 -3- 氫-5- 苯基 -7- 氯- 苯并二氮卓 -4- 氧化物2. 主要性質(zhì)（ 1）物理性質(zhì)淡黃色結(jié)晶性粉末，無(wú)臭，味苦。（ 2）化學(xué)性質(zhì)在乙醚、氯仿或二氯甲烷中溶解，在水中微溶。3. 作用與用途具有鎮(zhèn)靜、抗焦慮、肌肉松弛、抗驚厥作用。常用于治療焦慮性和強(qiáng)迫性神經(jīng)官能癥、癔病、神經(jīng)衰弱患者的失眠及情緒煩躁、高血壓頭疼等；還可用于酒精中毒及痙攣；與抗癲癇藥合用，可一直癲癇大發(fā)作，對(duì)小發(fā)作也有效?？诜蛰^慢但完全， 4 小時(shí)達(dá)高峰血濃度；肌注比口服吸收慢。自腎排泄緩慢，半衰期為

2、20-24 小時(shí)。4. 副作用與毒性（ 1） 本品有嗜睡和便秘等副作用，大劑量時(shí)可發(fā)生共濟(jì)失調(diào)、皮疹、乏力、頭痛等；腎、肝功能減退者慎用。（ 2） 本品以小劑量多次服用為佳， 長(zhǎng)期大量服用可產(chǎn)生耐受性并成癮； 久服驟?？梢痼@厥。（ 3） 老年人、哺乳期婦女及孕婦應(yīng)慎用1.1.2 氨基酮1. 化學(xué)名稱：、 2- 氨基 -5- 氯二苯甲酮2. 化學(xué)結(jié)構(gòu)：1內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書ONH2Cl3. 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：表 1.1 氨基酮質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)性狀亮黃色針狀結(jié)晶凈含量99%-99.5%鐵含量4ppm熔點(diǎn)97-99第二章工藝流程設(shè)計(jì)及工藝過(guò)程2.1 工藝流程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝操作方式采用的是間歇操作，整

3、個(gè)精制過(guò)程分為五部分， 脫色、壓濾、結(jié)晶、離心甩料、干燥等一系列單元操作， 箭頭表示物料和載能介質(zhì)流向，該設(shè)計(jì)的工藝流程框圖如下所示：2內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書氨基酮粗品活性炭乙醇脫色回收乙醇活性炭廢渣壓濾乙醇回收結(jié)晶殘廢液離心甩料離心母液氨基酮精品3內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書2.2 精制工段工藝過(guò)程將乙醇加入脫色釜， 開(kāi)動(dòng)攪拌，通蒸汽加熱。再將氨基酮粗品、 活性炭投入，升溫至 82。保溫回流1 小時(shí)后停攪拌，趁熱出料于壓濾罐壓出廢活性炭。將濾液壓至結(jié)晶釜，通常溫水冷卻結(jié)晶，當(dāng)溫度降至35時(shí)，改用冰鹽水冷卻，使結(jié)晶充分，降至20時(shí)，出料于離心機(jī)重復(fù)甩干，離心甩出的粗品經(jīng)水分檢測(cè)水分含量

4、8%時(shí)，將甩出物送至烘箱干燥，經(jīng)水分、雜質(zhì)檢測(cè)合格后，得到氨基酮精品，包裝后送至倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存。將離心母液吸入乙醇蒸餾釜，并加入適量的水，進(jìn)行乙醇回收，回收的乙醇應(yīng)用于下一次精制。第三章物料衡算3.1 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)：年產(chǎn)量 240 噸利眠寧中間體氨基酮的車間工藝設(shè)計(jì)工作日： 300 天年產(chǎn)品規(guī)格：異惡唑凈含量 98.5%水分 0.5%氨基酮凈含量 98.5%水分 1%精餾塔工藝條件：塔釜乙醇的含量為：40%-50%塔頂乙醇的含量為：88%-90%根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，分別設(shè)定各工段各崗位的收率如下：精制崗位總收率為98%脫色工序?yàn)?100%壓濾工序?yàn)?100%結(jié)晶工序?yàn)?100%離心甩料工序?yàn)?8%4內(nèi)

5、蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書干燥工序?yàn)?100%溶劑回收崗位總收率為95%綜合以上設(shè)定得總收率為81%（回收崗位的收率不計(jì)入在內(nèi)）3.2 工藝計(jì)算部分條件1. 烘干過(guò)程中保持氣壓 0.1MP，溫度 80-90 2. 離心甩干后濕物料含水水分 8%3. 洗離心機(jī)用水量酒精量的 28%4. 物料衡算以天計(jì)算為準(zhǔn)， 物料單位為千克， 產(chǎn)品規(guī)格如各工段物料的生產(chǎn)定額表。氨基酮的日產(chǎn)量年產(chǎn)量×產(chǎn)品凈含量× 1000年工作日240× 98.5%×1000300788 kg5. 設(shè)計(jì)各工段物料的生產(chǎn)定額表表 3.1 設(shè)計(jì)各工段物料的生產(chǎn)定額表 單位： kg崗位物料生產(chǎn)定

6、額精制崗位物料名稱氨基酮粗品活性炭乙醇-物料用量1306700-活性炭C12.001.7499.5%0.4%0.1%氨基酮C13H10ClNO231.683.5198.5%1.0%0.5%乙醇CH3CH2OH46.0790%2.0%8.0%對(duì)于精制崗位，其用物料量根據(jù)設(shè)計(jì)的物料用量的質(zhì)量比，進(jìn)行理論擴(kuò)大投料。3.3 各崗位物料用量的確定3.3.1 脫色崗位（收率： 100%）（ 1）已知設(shè)計(jì)的原料投料比5內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書表 3.2脫色工序原料投料比一覽表物料名稱規(guī)格摩爾比分子量投料氨基酮含水 25%1.00231.68804.05乙醇90%3.5246.074329.5活性炭-1.

7、2712.0137.11（ 2）進(jìn)料量【計(jì)算過(guò)程說(shuō)明】在確定氨基酮粗品的量為計(jì)算基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上， 根據(jù)投料比及物料規(guī)格算出個(gè)無(wú)聊的投料量?！居?jì)算過(guò)程】* 75%氨基酮的投料量： 78898% 804.0575%氨基酮粗品的總量： （78898%） 98.5% 75%1088.475%氨基酮粗品中雜質(zhì)量：（804.05 98.5%）× 1.0%8.1675%氨基酮粗品中水含量：（804.05 98.5%）×0.5%（804.05 75% 98.5 ）×25% 272.1* 99.5% 活性炭的量： 1306804.05 xx=37.1199.5%活性炭的總量： 37.

8、11 99.5%37.2999.5%活性炭中雜質(zhì)量： 37.29 × 0.4% 0.14999.5%活性炭中水含量37.29 × 0.1% 0.037* 90%乙醇的量： 130700 804.05 xx4329.590%乙醇的總量： 4329.5 90% 4810.590%乙醇中雜質(zhì)量： 4329.5 × 2.0% 96.2190%乙醇中水含量： 4329.5 × 8.0% 384.84綜合以上計(jì)算得：表 3.3脫色崗位投料一覽表物料名稱純量（ kg）總量（ kg）雜質(zhì)量（ kg）水含量（ kg）氨基酮粗品804.051088 48.16272.1活性

9、炭37.1137.290.1490.037乙醇4329.54810.596.21384.84總量5170.665936.19104.5656.97（ 3）出料量6內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書【計(jì)算過(guò)程說(shuō)明】（ 1） 活性炭的吸附容量設(shè)為活性炭投料量的50%，則大部分雜質(zhì)及異惡唑被活性炭吸附。（ 2） 其它物料的損失不計(jì)，出料的含量視為獨(dú)立組分的量?！居?jì)算過(guò)程】與進(jìn)料各組分的量一致，見(jiàn)脫色釜投料量一覽表的相關(guān)資料。（ 4）脫色工序的物料衡算表綜上述得 :表 3.4 脫色工序的物料衡算一覽表脫色工序物料名稱品質(zhì)（ kg）品質(zhì)百分比密度（ kg體積（ L）L）氨基酮804.0513.3%3.5122

10、9.07異惡唑6.470.11%3.611.79甲苯115.891.9%0.87133.21進(jìn)、出料一水雜質(zhì)761.4712.6%1.00761.47致乙醇4329.571.5%0.795480.38活性炭37.110.6%1.7421.33總計(jì)6054.49100%0.906727.23.3.2 壓濾工序（收率： 100%）(1) 進(jìn)料量與脫色工序的進(jìn)出料量一致，見(jiàn)脫色工序的物料衡算一覽表相關(guān)資料。（2）出料量活性炭的吸附容量按其投料量的50%計(jì)算，得出壓濾濾渣量為：37.11 ×（ 150%） 55.6755.67 6.47 62.14大部分雜質(zhì)及異惡唑被活性炭吸附，其它物料的損

11、失不計(jì)，與進(jìn)料量一致。（ 3）壓濾工序的物料衡算表綜上述得：表 3.5 壓濾工序的物料衡算一覽表7內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書進(jìn)料出料物料名稱品質(zhì)（ kg）品質(zhì)百分物料名稱品質(zhì)（ kg）品質(zhì)百分比比氨基酮804.0510.3%1、濾液5992.3598.9%異惡唑6.470.11%氨基酮804.0513.28%甲苯115.891.9%甲苯115.891.91%水雜質(zhì)761.4712.6%水雜質(zhì)742.9112.27%乙醇4329.571.5%乙醇4329.571.51%活性炭37.110.6%2、濾渣62.141.1%廢活性炭62.14總計(jì)6054.49100%總計(jì)6054.493.3.3 結(jié)

12、晶工序（收率： 100%）該工序的進(jìn)、出物料的各組分的含量與壓濾工序的濾液中物料的含量一致，其相關(guān)資料見(jiàn)壓濾工序的物料衡算一覽表。3.3.4 離心甩料工序（收率：98%）（ 1）進(jìn)料該工序的進(jìn)料量與結(jié)晶工序的結(jié)晶液的含量一致，見(jiàn)壓濾工序的物料衡算一覽表相關(guān)資料。（ 2）出料【計(jì)算過(guò)程說(shuō)明】 先由收率算出甩出料中氨基酮的凈含量，占甩出料總量的75%，從而算出甩出料的總量。甩出料中含水量為8%，其余 17%為乙醇、雜質(zhì)。 甩出料中中乙醇、雜質(zhì)的量計(jì)算方法如下：先算出其總量，視其在結(jié)晶液中的濃度為均一不變，根據(jù)進(jìn)料中的含量，便可逐一算出。 甩出的母液中各物料的含量用進(jìn)料總量減去甩出料中各物料的含量即

13、可?！居?jì)算過(guò)程】 甩出料的物料含量8內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書氨基酮的量： 804.05*98%=787.97水的含量： 787.97*8%/75%=85.05雜質(zhì)的量： 787.97*0.3%/75%=3.15乙醇含量： 787.97/75%*17%-3.15=175.46總量： 787.97/75%=1050.63 離心母液的物料含量乙醇的量： 4329.5-175.4=4154.04水雜質(zhì)的量： 804.05*2%+742.91-84.05-3.15=671.8總量： 4154.04+671.8=4825.83（ 3）離心甩料工序物料衡算表綜合以上計(jì)算得表 3.6 離心甩料工序的物料衡

14、算一覽表進(jìn)料出料物料名稱品質(zhì)（ kg）品質(zhì)百分比物料名稱品質(zhì)（ kg）品質(zhì)百分比氨基酮804.0513.4%1. 濕品1050.6317.9%乙醇4329.572.2%氨基酮787.9775.1%水624.110.4%乙醇175.4616.7%甲苯115.891.9%水84.057.9%雜質(zhì)118.92.1%雜質(zhì)3.153.0%2. 母液4825.8382.1%乙醇4154.0486.1%水雜質(zhì)671.813.9%總計(jì)5992.44100%總計(jì)5876.46100%3.3.5 干燥工序（收率： 100%）（ 1）進(jìn)料量該工序的進(jìn)料量與離心甩料工序的濕品的含量一致，見(jiàn)離心甩料工序的物料衡算一覽表

15、相關(guān)資料。（ 2）出料量【計(jì)算過(guò)程說(shuō)明】9內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書該工序視乙醇全部揮發(fā)，水在干燥前后的發(fā)生部分量變化，忽略氨基酮雜質(zhì)在干燥前后的量變化。【計(jì)算過(guò)程】 精品的物料含量氨基酮的量： 787.97*100%=787.97水的含量： 787.97*1%/98.5%=8雜質(zhì)的含量： 787.97*0.5%/98.5%=4.0總量： 787.97 理論產(chǎn)量 788kg 干燥氣的含量：乙醇?xì)獾牧浚?175.46水氣的量： 84.05-8=76.05總量： 175.46+76.05=251.51（ 3）干燥工序物料衡算表 , 綜合以上計(jì)算得3.7 干燥工序的物料衡算一覽表進(jìn)料出料物料名稱品

16、質(zhì)（ kg）品質(zhì)百分比物料名稱品質(zhì)（ kg）品質(zhì)百分比氨基酮787.9775.1%1. 精品799.9776.1%乙醇175.4616.7%氨基酮787.9798.5%水84.057.9%水81%雜質(zhì)3.153%雜質(zhì)4.00.5%2. 干燥氣251.5123.9%乙醇?xì)?75.4669.8%水氣76.0530.2%總計(jì)1050.63100%總計(jì)1051.48100%3.3.6 乙醇回收工序（收率：95%）（ 1）進(jìn)料量與精制崗位離心甩料工序的母液的物料含量一致，見(jiàn)表中相關(guān)資料（ 2）出料量【計(jì)算過(guò)程說(shuō)明】10內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書設(shè)回收過(guò)程為定態(tài)過(guò)程，其回收乙醇組成含量為一定值，且無(wú)其它

17、雜質(zhì)?！居?jì)算過(guò)程】餾出液物料量乙醇的量： 4154.04*95%=3946.34水的含量： 3946.34*10%/90%=438.48總量： 3946.34/90%=4384.82廢液乙醇的量： 4154.04-3946.34=207.7水雜質(zhì)： 4000+671.8-438.48=4233.32總量： 207.7+4233.32=4441.02（ 3）乙醇回收工序物料衡算表綜合以上計(jì)算得表 3.8 乙醇回收工序的物料衡算一覽表乙醇回收物料名稱質(zhì)量（ kg）質(zhì)量百分比密度（ kg/L ）體積（ L）進(jìn)料乙醇4154.0447.06%0.795258.28水雜質(zhì)671.87.6%1.00671

18、.8分餾加水400045.32%1.004000.4總計(jì)8825.84100%0.8810029.4出料1. 餾出液4384.8249.68%0.815413.36乙醇3946.3490.00%0.794995.37水438.4810.00%1.00438.482殘廢液4441.0250.32%0.994485.88乙醇207.74.67%0.79262.91水雜質(zhì)4233.3295.33%1.004233.3211內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第四章熱量衡算4.1熱量衡算的主要依據(jù)及原則4.1.1熱量衡算的主要依據(jù)熱量衡算是以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)進(jìn)行的，所以，車間物料衡算表是進(jìn)行車間能量衡

19、算的主要條件。能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，其數(shù)學(xué)表達(dá)式是能量守恒基本方程：由環(huán)境輸入到系統(tǒng)的能量=由系統(tǒng)輸出到環(huán)境的能量+系統(tǒng)內(nèi)累計(jì)的能量對(duì)于車間工藝設(shè)計(jì)中的能量衡算，許多項(xiàng)目可以忽略，而且車間能量衡算的目的還要確定設(shè)備的熱負(fù)荷，所以，能量衡算可簡(jiǎn)化為熱量衡算。4.1.2設(shè)備的熱量平衡方程式對(duì)于有傳熱要求的設(shè)備，其熱量平衡方程式為：Q1+Q 2+Q 3=Q 4+Q 5+Q 6(1 1)式中： Q1物料帶入到設(shè)備的熱量KJQ2加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的熱量KJQ3過(guò)程熱效應(yīng) KJQ4物料離開(kāi)設(shè)備所帶走的熱量KJQ5加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量KJQ6設(shè)備向環(huán)境散失的熱量KJ在熱量衡

20、算中的 Q2，即設(shè)備熱負(fù)荷，是衡算的主要目的。1.Q1 與 Q4 的計(jì)算： Q1 (Q4 )mcp (t 2t0 )（4-2）式中m輸入或輸出設(shè)備的各種物料的質(zhì)量，Kg ；cp物料的定壓比熱容， KJ / Kg .2. Q5 與 Q6 的計(jì)算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，（ Q5 + Q6 ）一般為（ Q4 + Q5 + Q6 ）的 5%-10%，具體取值依過(guò)程而定。3. Q3 的計(jì)算：過(guò)程熱效應(yīng)包括化學(xué)反應(yīng)熱與狀態(tài)變化熱。（ 1）化學(xué)反應(yīng)熱 Qc 的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱： q.rvq.f12內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書某一溫度下的反應(yīng)熱 ：qtq.( t2 5 ) ( v C)（4-3）rrp式中qr.標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱，

21、 K J/m；olq.f -標(biāo)準(zhǔn)生成熱， KJ / mol；v反應(yīng)方程中化學(xué)計(jì)量系數(shù)，( 反應(yīng)物為正，生成物為負(fù)) ；t 反應(yīng)溫度，；Cp反應(yīng)物或生成物在溫度范圍內(nèi)的平均比熱容，KJ （/mol ）。（2）狀態(tài)變化熱 Qs 的計(jì)算狀態(tài)變化熱包括相變熱，熔解熱，稀釋熱等。大多化合物的相變熱，熔解熱，稀釋熱的數(shù)據(jù)可從有關(guān)手冊(cè)和參考文獻(xiàn)中查得。綜合得：過(guò)程熱效應(yīng)： Q3 =Qc Qs 。（4-4）4. Q2 的計(jì)算由上式計(jì)算過(guò)程得到 Q1、 Q3、Q4、Q5、 Q6 后，根據(jù)（ 1-1 ）求出設(shè)備的熱負(fù)荷 Q2 ，若為正值，表示需要對(duì)設(shè)備加熱，若為負(fù)值，表示需冷卻。4.2 精制工段工藝過(guò)程的熱量衡算

22、4.2.1 脫色釜的熱量衡算根據(jù)工藝過(guò)程可知，脫色釜的溫度變化過(guò)程如下圖所示，82回流脫色25進(jìn)料82出料脫色釜的溫度變化過(guò)程解圖由脫色釜的溫度變化過(guò)程解圖可知，脫色釜只有一次溫度變化過(guò)程。期間無(wú)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，所以QR=0。有氨基酮的溶解熱、乙醇的汽化熱，則Q3=QP。各種物料的進(jìn)、出量數(shù)據(jù)見(jiàn)物料衡算的結(jié)果。（1）該熱量衡算所用到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)13內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書該熱量衡算涉及的熱力學(xué)參數(shù)如下表4.1 ：物料名稱平均比熱容 kJ/(kg· )溶解熱汽化熱2582（kj/kg）(kj/mol)活性炭1.311.62乙醇液態(tài)2.332.64921.14氣態(tài)1.66水液態(tài)4.194

23、.192177.24氣態(tài)0.75氨基酮2143.7394.66甲苯2.464.22異噁唑1.271.30（2）脫色釜的熱量衡算【計(jì)算過(guò)程】 Q1 的計(jì)算：根據(jù)（1-2 ）及水洗結(jié)晶釜各物料的熱力學(xué)參數(shù)表所示 25時(shí)相關(guān)物料的平均比熱容計(jì)算：Q1 (Q4 )mcp (t2t0 ) =Q 氨基酮 +Q 異噁唑 +Q 水+Q 活性炭 +Q 甲苯 +Q 乙醇=804.05 × 2.14 × 25+6.47 × 1.27 × 25+761.47 × 4.19 × 25+37.11 × 1.31 ×25+115.89×

24、;2.46 ×25+4329.5×2.33 ×25=383522.04 Q3 的計(jì)算：主要是氨基酮的溶解熱和乙醇的汽化熱。設(shè)所投乙醇的 5%進(jìn)行汽化控溫回流，則： Q3 =Qc Qs =mqr+mqvbQ3=804.05×94.66-921.14 ×5%× 4239.5/46.07=71783.1 KJ Q4的計(jì)算：根據(jù)（ 4-3 ）及上表所示 82時(shí)相關(guān)物料的平均比熱容得：Q1 (Q4 )mcp (t2t0 ) = Q 氨基酮 +Q異噁唑 +Q水 +Q甲苯 +Q乙醇Q4=804.05 × 3.73 × 82+6.

25、47 × 1.30 × 82+761.47 × 4.19 × 82+37.11 × 1.62 ×82+115.89×4.22 ×82+4329.5× 2.64 × 82=1490524.73 KJ Q5 + Q6 的計(jì)算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，（ Q5 + Q6 ）一般為（ Q4 + Q5 + Q6 ）的 5%-10%，此計(jì)算中（ Q5 + Q6 ）?。?Q4 + Q5 +Q6 ）的 5%：14內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書（ Q5 + Q6 ）=5%（ Q4 + Q5 + Q6 ）則：（ Q5 + Q6 ）

26、= Q4 × 5%/95% =1490524.73× 5%/95%=78448.67 KJ Q2 的計(jì)算：Q1+Q2+Q 3=Q 4+Q 5+Q 6，Q2= （ Q4 + Q5 + Q6 ）（ Q1+Q3）=78448.67+1490524.73-383522.04-71783.1=1113668.26 KJ綜合以上計(jì)算得： Q20，說(shuō)明脫色過(guò)程需要加熱。4.2.2 結(jié)晶釜的熱量衡算根據(jù)工藝過(guò)程可知，結(jié)晶釜的溫度變化過(guò)程如下圖所示：60結(jié)晶過(guò)程進(jìn)料液20結(jié)晶液由結(jié)晶釜的溫度變化過(guò)程簡(jiǎn)圖可知， 結(jié)晶釜只有一次溫度變化過(guò)程， 期間無(wú)化學(xué)反應(yīng)，故 Qc=0，有氨基酮的結(jié)晶熱， 則

27、 Q3=Q p ，各物料的進(jìn)出料見(jiàn)物料衡算表。（ 1）該物料衡算涉及的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)該熱量衡算只涉及各物料的平均比熱容，如下表：表 4.2 結(jié)晶釜各物料的熱力學(xué)參數(shù)表物料名稱平均比熱容 kJ/(kg· )結(jié)晶熱（ kJ/kg ）6020氨基酮3.731.13-94.66乙醇2.472.31水4.194.19甲苯3.582.3(2) 結(jié)晶釜的熱量衡算【計(jì)算過(guò)程】 Q1 的計(jì)算：根據(jù)（4-3 ）及各物料的熱力學(xué)參數(shù)表所示 60時(shí)相關(guān)物料的平均15內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書比熱容計(jì)算： Q1 (Q4 )mcp (t2t0 ) =Q 氨基酮 +Q 水 +Q 甲苯 +Q 乙醇=804.05

28、5; 3.73 × 60+742.91 × 4.19 × 60+115.89 × 3.58 × 60+4329.5 × 2.47 ×60=1033239.036 Q3 的計(jì)算：主要是氨基酮的結(jié)晶熱， Q3= r×94.66=76111.37mq =-804.05 Q4 的計(jì)算：根據(jù)（ 4-3 ）及上表所示 20時(shí)相關(guān)物料的平均比熱容得：Q1 (Q4 )mcp (t2t0 ) = Q氨基酮 +Q水+Q甲苯 +Q乙醇Q4=804.05× 1.13 × 20+742.91 × 4.19 &#

29、215; 20+115.89 × 2.3 × 20+4329.5 × 2.31 × 20 = 285781.23 KJ Q5 + Q6 的計(jì)算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，（ Q5 + Q6 ）一般為（ Q4 + Q5 + Q6 ）的 5%-10%，此計(jì)算中（ Q5 + Q6 ）?。?Q4 + Q5 +Q6 ）的 5%：（ Q5 + Q6 ）=5%（ Q4 + Q5 + Q6 ）則：（ Q5 + Q6 ）= Q4 ×5%/95% =15041.12 KJ Q2 的計(jì)算：Q1+Q2+Q 3=Q 4+Q 5+Q 6，Q2= （ Q4 + Q5 + Q6 ）（ Q1+

30、Q3）=-808528.06 KJ綜合以上計(jì)算得： Q20，說(shuō)明結(jié)晶過(guò)程需要冷卻。4.2.3 干燥工序的熱量衡算根據(jù)工藝過(guò)程可知，干燥工序的溫度變化過(guò)程如下圖所示：90干燥過(guò)程90出料25進(jìn)料由干燥工序的溫度變化過(guò)程解圖可知，干燥工序只有一次溫度變化過(guò)程。期間無(wú)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，所以 QC=0。有水、乙醇的汽化熱，則 Q3=Qvb。各種物料的進(jìn)、出量數(shù)據(jù)見(jiàn)物料衡算的結(jié)果。（ 1）該物料衡算涉及的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)16內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書該熱量衡算只涉及各物料的平均比熱容，如下表：表 4.3 干燥工序各物料的熱力學(xué)參數(shù)表物料名稱平均比熱容 kJ/(kg· )汽化熱（ KJ/mol ）2590

31、氨基酮1.311.31乙醇2.472.7921.14水4.194.192177.24水汽0.75乙醇蒸汽4.66【計(jì)算過(guò)程】 Q1 的計(jì)算：根據(jù)（4-3 ）及各物料的熱力學(xué)參數(shù)表所示90時(shí)相關(guān)物料的平均比熱容計(jì)算： Q1 (Q4 )mcp (t2t0 ) =Q 氨基酮 +Q 水 +Q 乙醇=787.97×1.31× 25+175.46× 2.47 × 25+84.05 ×4.19 ×25=45444.91 KJ Q3 的計(jì) 算： 主要 是乙 醇 和水 的汽 化熱 ， Q3 =mqvb1+mqvb2=-175.46 ×921.

32、14/46.07-84.05×2177.24/18=-13674.7 KJ Q4 的計(jì)算：根據(jù)（ 4-3 ）及上表所示 20時(shí)相關(guān)物料的平均比熱容得：Q1 (Q4 )mcp (t2t0 ) = Q氨基酮 +Q水+Q水汽 +Q乙醇?xì)釷4=787.97 × 1.31 × 90+8 × 4.19 × 90+76.05 × 0.75 × 90+175.46 × 1.66 ×90=127265.56 KJ Q5 + Q6 的計(jì)算：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，（ Q5 + Q6 ）一般為（ Q4 + Q5 + Q6 ）的 5%-10%

33、，此計(jì)算中（ Q5 + Q6 ）?。?Q4 + Q5 +Q6 ）的 5%：（ Q5 + Q6 ）=5%（ Q4 + Q5 + Q6 ）則：（ Q5 + Q6 ）= Q4 ×5%/95% =6698.2 KJ Q2 的計(jì)算：Q+Q+Q =Q +Q+Q6，Q =（Q4+Q5+Q6）（ Q +Q3）1234521=102193.55KJ 0，綜合以上計(jì)算得： Q20 說(shuō)明脫色過(guò)程需要加熱。17內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第五章設(shè)備選型與計(jì)算5.1 脫色釜的選型與計(jì)算【產(chǎn)品介紹】反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)中典型的主體反應(yīng)設(shè)備， 在樹(shù)脂、膠粘劑、油漆涂料、化妝品、制藥等化工產(chǎn)品生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。通過(guò)攪拌

34、、 加油、冷卻而對(duì)多種物料進(jìn)行分散混合，從而進(jìn)行反應(yīng)聚合。其結(jié)構(gòu)一般由釜體、傳動(dòng)裝置、攪拌裝置、加熱裝置、冷卻裝置、密封裝置組成。 相應(yīng)配套的輔助設(shè)備： 分餾柱、冷凝器、分水器、收集罐、過(guò)濾器等。【計(jì)算過(guò)程】生產(chǎn)周期 :T=12h ，分倆批進(jìn)行生產(chǎn)由于反應(yīng)料液不發(fā)生泡沫 , 不沸騰 , 取裝料系數(shù) : =0.80. 后備系數(shù)：§=1.12從脫色反應(yīng)的物料衡算表 3-2, 可知脫色反應(yīng)釜每日處理的物料總體積：V=V氨基酮粗品 +V活性炭 +V 乙醇 +V雜質(zhì) +V 水 +V異噁唑 +V 甲苯=229.07+1.79+133.21+761.47+5480.38+21.33=6727.2

35、LV1=V總 *T* §/(24*n* )=6727.2*12*1.12/(24*2*0.8)= 2354.52試選 FYF-2000L的 2200L 脫色釜，具體參數(shù)如下：規(guī)格規(guī)格加熱方式攪拌槳內(nèi)筒材質(zhì)FYF-2000L2200L蒸汽葉輪式304根據(jù)物料衡算和熱量衡算可知，V=6727.2L，選取的設(shè)備為FYF-2000L，其有效容積為 2200L，生產(chǎn)周期為 12 小時(shí)，可用倆臺(tái)脫色釜并聯(lián)分倆批使用。5.2 壓濾罐的選型與計(jì)算【產(chǎn)品信息與計(jì)算過(guò)程】重量400 公斤毛重420 公斤濾料石英砂、活性炭產(chǎn)地杭州富陽(yáng)工工作壓力0.6MPa型號(hào)KQJ-2800材質(zhì)不銹鋼 304 材質(zhì)規(guī)格7

36、00*1500直徑700mm壁厚3mm18內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書由壓濾工序的物料衡算表可知： 壓濾罐的進(jìn)料量為6054.49kg ，6588.41L=6.58kL ，生產(chǎn)周期為 12 小時(shí)，有倆臺(tái)壓濾罐分倆批進(jìn)行， V1=6588.41/4=1647.1L, 由產(chǎn)品的信息可知此壓濾罐的體積為： v=3.14* （ 700）2*1500= 2.3m 3=2.3*4=9.2kL 6.58kL ，用倆個(gè)壓濾罐并聯(lián)分批生產(chǎn)即可。5.3 結(jié)晶釜和蒸餾釜的選型與計(jì)算1、結(jié)晶釜的選擇【產(chǎn)品信息與計(jì)算過(guò)程】型號(hào)GSH種類不銹鋼結(jié)晶反應(yīng)釜地址威海朝陽(yáng)化工機(jī)容積2000L械有限公司結(jié)構(gòu)類型開(kāi)式轉(zhuǎn)速1000

37、轉(zhuǎn)/ 分電熱功率075-36KW電機(jī)功率0.75-36KW由物料衡算和熱量衡算可知， V=6054.49L，V1=V/4=1513.6L, 生產(chǎn)周期是 12 h ，用倆臺(tái)結(jié)晶釜并聯(lián)處理物料。2、蒸餾釜的選擇【產(chǎn)品信息與計(jì)算過(guò)程】加工定制是類型蒸餾釜操作壓強(qiáng)減壓應(yīng)用領(lǐng)域化工,食品, 制藥,用途工業(yè)用紡織產(chǎn)品類型全新品牌雷特型號(hào)LT-1000外形尺寸500*800重量2200（ kg）材質(zhì)不銹鋼（mm）結(jié)構(gòu)類型閉式連接形式封頭式內(nèi)鍋尺寸1000產(chǎn)地?zé)o錫雷特石化重工體積0 63KL有限公司由物料衡算和熱量衡算可知， V=1050.48L,V1=V/2=525.24L, 用一個(gè)蒸餾釜分倆批即可。19內(nèi)

38、蒙古工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書5.4 離心機(jī)與干燥設(shè)備的選型與計(jì)算1、離心機(jī)的選擇，具體參數(shù)如下：項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)型號(hào)SS1200最大裝料量270kg轉(zhuǎn)鼓規(guī)格1200×550外形尺寸2340×1820×1155( 內(nèi)徑×高度 /mm)( 長(zhǎng)×寬×高 /mm)重量2150kg電機(jī)型號(hào)與功率Y112M-4/17kW有效容積200L最大分離因數(shù)4301、離心機(jī)的選擇根據(jù)物料和熱量衡算得： V=5992.4L，生產(chǎn)周期為 12h，用倆臺(tái)分倆批進(jìn)行， V1=5992.4/4=1498.1L, 選用江豐牌 SS600型三足式上部卸料離心機(jī)。2、干燥設(shè)

39、備的選擇加工定制型號(hào)外形尺寸水分蒸發(fā)量品牌是XSZ-620mm130-163kg/h鼎卓根據(jù)物料衡算和熱量衡算得：m=1050.63kg，m=1050.63/4=262.66kg,選擇旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器符合干燥工序工藝要求?！竟ぷ髟怼繜峥諝馇芯€進(jìn)入干燥器底部，在攪拌器帶動(dòng)下形成強(qiáng)有力的旋轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng)。膏狀物料由螺旋加料器進(jìn)入干燥器內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)攪拌槳的強(qiáng)烈作用下，物料受撞擊、 磨擦及剪切力的作用下得到分散，塊狀物料迅速粉碎，與熱空氣充分接觸、受熱、干燥。脫水后的干物料隨熱氣流上升， 分級(jí)環(huán)將大顆粒截留， 小顆粒從環(huán)中心排出干燥器外， 由旋風(fēng)分離器和除塵器回收， 未干透或大塊物料受離心力作用甩向器壁，重新落到底部被粉碎干燥。5.5 輸送管道的選型與計(jì)算以投料乙醇為例來(lái)進(jìn)行管道選取， 取乙醇流速為 2.0m/s ，設(shè)每批需 10.42min 將所投料乙醇打入縮合釜