年产00吨利眠宁中间体氨基酮车间缩合工段工艺设计.docx

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1、年产00吨利眠宁中间体氨基酮 车间缩合工段工艺设计课程设计说明书目：年产100吨利眠宁中间体氨 基酮车间缩合工段工艺设计本次设计为年产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-异嗯唑，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,熟练运用画图工具。设 计内容主要包括全流

2、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 异嘻唑；缩合；车间工艺；工艺路线第1章概述111设计依据112产品概述11.2.1产品名称及理化性质 113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531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 632缩合工段物料衡算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

3、10第4章热量衡算1241热量衡算的依据1242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 2653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30第1章概述1.1设计依据1.1.1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-chl

4、orobenzophenone2. 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，MP95-99C，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，密度1.520，沸点242C，熔点82-84C。2. 苯乙腈（氧化苄），无色液体，沸点234C，不溶于水，乙醇，醚混溶。该设计的生产工艺流程框图如图2-1所示: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

5、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,干燥 +干燥水汽异嗯唑成品图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70C，保温30min。然后通常温水降至35C，将对硝基氯苯投入， 继续降温。降温至30C左右时，将苯乙腈徐徐加入，控

6、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 20C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，得到异嗯唑成品，送至仓库储存待还原工段用。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。3.1物料衡算依据3.1.1设计任务1.2.3.4.5.6.7.第3章物料衡算设计项目:年产100吨利眠宁中间体氨基酮车间缩合工段工

7、艺设计产品名称：5-氯-3-苯基苯并-2,1-异嗯唑产品规格:纯度98.5%工作日:310天/年反应工序91.8%收率:缩合工段总收率:90% 离心甩料总工序98%还原工段总收率:91.板干燥工序100%精制工段总收率:98%年生产能力:年产100吨利眠宁中间体氨基酮缩合工段的异嘻唑。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 x 99.5%、1000 =320.97kg310每天所需纯对硝基氯苯量为320.97 x 157.55日需对硝基氯苯量=269.58kg231.68 x 98% x 91.8% x 90%基准:物料衡算以天计算，物料单位为千

8、克。3.1.2设计所涉及物料的工业规格料名称表3-1涉及物料工业规格 规格对硝基157.551.52净含杂质水含 量980%含量1.8%0.2%氯苯本乙腈117.151.0296.0%2.0%2.0%乙醇/ a46.060.7990.0%2.0%8.0%氢氧化Atlkl 钠40.002.1396.0%3.8%0.2%异嗯唑229.673.6198.5%1.0%0.5%3.1.3缩合工段原料投料比物料名称规格分子量摩尔比对硝基氯 本工业品 98.0%157.551.00Y Y Y本乙腈工业品 96.0%, rrt 口117.15J c z c1.11乙醇F .1 jMt工业品 90.0%46.0

9、64 f ff26.18L L fX氢氧化钠H 工业品 96.0%40.00-f c f5.50ry 4 r总水工业用水18.074.7缩合工段原料的投料比如表3不所示。表3-2原料投料比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.化学方程式2.反应的进出料框图乙醇摩尔数为氢氧化钠摩尔数为总水摩尔数为乙醇 氢氧化钠 对硝基氯苯 苯乙腈 水 杂质 异恶唑 氤化钠nB =1.11 x 1711.08 = 1899.30molnC = 26.18 x 1711.08 = 44796.07 molnD

10、 = 5.50 x 1711.08 = 9410.94moln = 74.7 x 1711.08 = 127817.68 mol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,连同缩合反应的投料量列于表3-3。对硝基氯苯的质量a = 171128 X?55 = 275.08kg98.0%纯量 275.08 x 98.0% = 269.58kg水量 275.08 x 0.2% = 0.55kg杂质量 275.08 x1.8% = 4.95kg苯乙腈的质量1899.30 x117.1596.0%=231.77kg纯量 231.777 x 96.0% = 222.50kg 含水量

11、 231.77 x 2.0% = 4.64kg 含杂质量 231.77 x 2.0% = 4.64kg片碱的质量。=94以94 x 40 = 392.12kg 96.0%纯量 392.12 x 96.0% = 376.44kg含水量 392.12 x 0.2% = 0.78kg含杂质量 392.12 x 3.8% = 14.90 kg乙醇的质量d = 244796.07x46.06 = 2292.56kg 90.0%纯量 2292.56 x 90.0% = 2063.30kg含水量 2292.56 x 8.0% = 183.40kg含杂质量 2292.56 x 2.0% = 45.85kg水析

12、用水为乙醇的质量的45%e = 2292.56 x 45% = 1031.65kg表3-3缩合反应原料投料量原料名称对硝基氯苯苯乙腈乙醇氢氧化钠水析用水日投料量/kg27508231772292.56392.121031.65含杂质量/kg4954.64458514900.00含水量/kg0.554.64183.400.781031.654.出料（转化率=收率） (1)生成物异嘿唑量=275.08 x 98% x91.8% x 229.67 = 380.76kg157.55275.08 x 98.0%氤化钠量=57 55x 91.8% x 49.01 = 76.98kg275.08 x98.0

13、% 水生成量=x 91.8% x 2 x 18 = 56.55kg157.55(2)剩余量275.08x98.0% 275.08x98.0% O1 OO7A“顷对硝基氯苯=(x 91.8%) x 157.55 = 22.11kg157.55 157.55苯乙腈=231.77 x96.0% - 275.08 x9&0% x91.8% x117.15 = 38.48kg157.55氢氧化钠 392.12x 96.0% -詈：0% x91.8% x 40.00 = 313.60kg乙醇=2292.56 x 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

14、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。 除异嗯唑外，其他的物料均以液体料计。甩出料用水少量多次洗涤，且忽略异嗯唑 的损失。甩出料经水洗符合标准后，其中异嗯唑的净含量为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，除异嗯唑外其他总杂质为2584.81 kg2.计算过程(1)离心操作母液：异嘻唑=360.76 x 2.0% = 7.22kg水=(56.55+189.37+1031.65 )x 70%

15、=894.30kg其他物质=2584.81x 70.0% = 1809.37kg(2)水洗甩料操作水洗用水用量：127817.68 x 18 x 10-3 -1031.65 = 1269.07kg滤饼：异恶唑=360.76 x 98.0% = 353.54kg根据异嗯唑净含量为70%，求得滤饼湿重为505.06 kg水=29.3% x 505.06=147.98kg杂质 0.7% x 505.06=3.54kg水洗母液中水=水洗用水+滤饼中水-出料中水=1269.07 + (56.55 +189.37 +1031.65) x 30% -147.98 = 1504.36kg其它杂质为母液中杂质量

16、-(出料中乙醇+出料中苯乙腊)=2584.81 x 30%-505.06 x 0.7%=771.90kg3.2.3干燥工序物料衡算进出料框图如图3-31.进料滤饼：异嗯唑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)异嗯唑成品 异嗯唑353.54kg水 1.79 kg杂质3.59 kg3.3缩合工段物料平衡一览表序号缩合工段物料平衡表如表3-4所示表3-4缩合工段物料平衡一览表进组成(%)物 料 名 称 对 硝 基 氯 苯 工 业100序号(kg)275.08出料料 名

17、 称数量C )kg异1唑成品358.92品(1)对 硝 基 苯98269.58(1)异嗯唑纯品353.54(2)水0.22.84(2)水1.79(3)杂质1.84.95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771.9杂 质3片 碱100392.124离 心 母 液2710.89(1)氢氧化kl 钠96376.44（1）异嗯 唑7.22(2)水0.20.78(2)水894.30(3)杂 质3.814.90其 他 杂 质18

18、09.374乙 醇 工 业 品1002292.56(1)乙902063.30醇（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：q+q+qi+q+g（4-1）式中Q物料带入设备的热量，KJ ；Q2 加热剂或冷却剂传给设备或所处理物料的热量，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

19、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. Q 与Q4的计算：Q （Q ） = mc （t -1 ）（4-2）14p 20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 * C）；t0 -基准温度，C；（以0C为基准）-物料的实际温度，C。2. Q5与Q6的计算：根据经验，（Q5 + Q6）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

20、）化学反应热Q的计算c标准反应热：q= -vq,某一温度下的反应热:qt = q. -（t-25）（EvC ）（4-3）式中 一丁q. -标准反应热，KJ / mol；q.-标准生成热，KJ /mol；fv -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，c；Cp -反应物或生成物在温度范围内的平均比热容，KJ/C mol c)o(2) 状态变化热Q的计算 s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： Q =Q + Q 3 c s(4-4)过程过屋过程-过程68#/一30 r |L

21、C根据工艺过程可知，缩合釜的温度变化过程如下图所示：4.2缩合釜热量衡算解图30oc25乙25, 2厂 J20oCoCoCoCoC苄图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/oCIII202530355568乙醇（90%）2.302.322.352.372.462.52乙醇（100%）2.312.332.362.392.502.58对氯硝基苯1.3

22、31.331.341.341.351.37苯乙腈1.711.721.721.731.671.78异（1唑1.261.261.261.271.281.29固2.缩合釜的各种固态物质的平均比热容如下：表4-3缩合金的各种固态物质的平均比热容表单位：KJ/ (Kg oC)物质对氯硝片碱异1唑氤化钠基苯平均比1.071.311.061.21热容3.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/ (Kg oC)溶液名称二组分水溶液（氢氧化钠-氰化钠）70%水溶 液60%水溶30%水溶35%含水64%含水液液量量氢氧化钠平均 比热 1.221.201.091.19

23、1.08容纯水不同温度的平均比热容为4.19 kJ/ (Kg-OC)o4.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/ (Kg oC)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 苯异嗯唑熔点318.4 oC83.5 oC117 oC熔融热qF.1067.5KJ/Kg104.13KJ/Kg95.57 KJ/Kg

24、7.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 名称异嗯唑对硝基 氯苯苯乙腈氢氧化钠水氧化钠燃烧 热6598.842972.1 13622.6 3生成 热150.89137.19140.83425.6 1285.8 3270.934.2.2四个过程热量衡算1. 过程1热量衡算于25C时投乙醇和片碱，自然升温至68C，并保温0.5h然后于68C时降温， 进入过程2.本过程无化学反应，故Q = 0。但有片碱熔解热及乙醇的汽化热，则Q3 1 = Qp。(1) Q的计算：根据式(4-2)及表(4-1) 所示25C时相关物料的平均比热容1.1计算：Q.

25、 . = mc (t -1 )=Q + Q+ Q (杂质忽略不计)乙醇 片碱 水Q11 =2063.30 x 2.33x 25+376.44 x 1.31x 25+(183.40+0.78) x 4.19 x 25=151808.4%g(2) Q31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：Q =Q + Q3.1 r vb-m q + 2%m q=376.44 x 1067.5+2% x 2063.30X 921.14=439861.46KJ(3) Q41的计算：根据表4-5所示68C比热容计算如下：Q . = mc (t -1 )=Q

26、+ Q乙醇70%的碱液=2063.30 x 2.58x 68+(376.44 +183.40 + 0.78) x 1.22 x 68=408494.397 与Q6的计算：根据经验，(Q5 + Q6)一般为(Q4 + Q5 + Q6)的5%-10%，在 此(Q5 + Q6 )取(4 + Q5 + q6)的 10%计算，(Q51+Q61)=Q41x 10% - 90%=408494.39 x10% - 90%=45388.27 KJ(5)Q21的计算：根据式(4-1)热量守恒式得：Q2.1=(Q5.1+Q6.1+ Q4.1)-(Q1.1+Q3.1)=45388.27 + 408494.39-151

27、808.49 - 439861.46= -137787.29KJ冷却剂用量计算：由Q21V0，说明过程1需要冷却，用冷却水冷却，进口温度为25C,出口温度为 33C,查化工原理上册得，25C33C之间的平均比热容为418 KJ/Kg.C。QfWc (1 -10)=4120.43Kge Q137787.29W = 24=1 c (1 -10)4.18 x (33 - 25)2. 过程2热量衡算于68C时开始降温，至35C时投对硝基氯苯，然后继续降温，直至30C为止。其间无化学反应，故Q = 0。只有对硝基氯苯的熔解热，则g2= Qp。(1) Q 12的计算:根据式(4-2)及表4-1 所示25C

28、时相关物料的平均比热容计算:Q = mc (t -1 )Q +Q+Q4.1对硝基氯苯对硝基氯苯中水=408494.39+269.58 x 1.07 x 25+0.55 x 4.19 x 25415763.27KJ(2) Q”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：Q广mq对硝基氯苯=269.58 X104.13 28071.37 KJ(3) Q42的计算：根据式(4-2)及表4-1所示25C时相关物料的平均比热容计算：Q mc (1 -1 )=Q + Q + Q+Q乙醇70%的碱液对硝基氯苯对硝基氯苯中水=2063.30 x 2.36x 30+(376.4

29、4+183.40+0.78+2.84) x 30+1.34 x 269.58+4.19 x 0.55 x 30177506.58KJ 与Q62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 x5% -95%=177506.58 x 5% : 95%=9342.45KJ(5) Q2 2的计算：根据式(4-1)热量守恒式得：Q(6.2+ Q4.2) 一+妇=9342.40 +177506.58 - 415763.27 - 2807

30、1.37=-256985.66KJ(6)冷却剂用量计算由Q21V0，说明过程1需要冷却，用冷却水冷却，进口温度为25C，出口温 度为28C。Q22=Wc (t -10)QW =2 c (t t )25698566 = 20493.27 Kg4.18 x (28 - 25)3. 过程3热量衡算降温至30C时滴加苯乙腊，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结果。Q13的计算：根据式(4-2)及表4-1所示25C时相关物料的平均比热容计算:Q = mc (t - t )

31、= Q4.2 + Q苯乙腊=177506.58+222.50x 1.72 x 25+4.64 x 4.19 x 25=18756012KJ(2) Q33的计算：忽略苯乙睛的熔解热，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：g = -vq.=-150.89 - 2 x 285.83 - 270.93 - (137.19 -140.83 - 425.61)=564.23KJ / mol030 = q. - (t - 25)(vC )=564.23-(30-25) x(2 x 4.19

32、+1.26+1.21-1.34-1.72-1.31)=531.83KJ / molQ = nq 30x 91.8% x 531.83 = 835376.39KJ275.08 x 98.0% x 103157.55 氢氧化钠水溶液的浓度变化热的计算由q R%碱液=495.32KJ /mol，q 60%碱液=492.22KJ /mol得，氢氧化钠水溶液的浓度 变化热Q =(495xm70%-49222 xm60%)x 1000/40= (495.33x 376.44-492.22 x 313.60) x 10000 /40=802451.72KJ 过程热效应包括化学反应热与状态变化热Q =Q +

33、Q3.3 c s=83537639+802451.72=1637828.11KJ(3) Q43的计算：根据表4-130C时相关物料的平均比热容计算Q = mc (t -1 )=Q + Q+ Q +Q+Q乙醇64%的含水量的二组分对硝基氯苯异恶唑 苯乙腊=2063.30 x 2.36 x 30+ (245.92+313.60+76.98) x 1.08 x 30+1.34 x 22.11x 30+1.72 x 38.48 x 30 +1.26 x 360.76 x 30=183215.36KJQ53与Q63的计算：根据经验，(Q5 + Q6)一般为(Q4 + Q5 + Q6)的5%-10%，在

34、此的10%计算，在此，(Q5 3+Q6 3)取(Q5 3+Q6 3+Q4 3)的5%计算：(Q53+Q63)=Q43 x5% 95%=183215.36 x 5% : 95%=9642.91KJ(5) q 3的计算：Q2.3=(Q5.3+Q6.3 + U-Q1.3+Q3 J=9642.91+183215.36 - 637828.11 187560.12=-1632529.96KJ(6) 冷却剂用量计算：由Q23V0，说明过程1需要冷却，用冷却水冷却，进口温度为-26C，出口温 度为28C。Q23=Wc (t-t0)W =3 c (t -1 )=38339.92Kg1632529.962.82x

35、 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20C时出料，本过程无化学变化，Q =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q34=q,。Q14的计算：根据25C时相关物料的平均比热容计算:Q. = mc (t -1 )=Q + Q4.3水析用水=183215.36+1031.65 x 4.19 x 25=291280.70KJQ3 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：由 q 60%碱液=492.22KJ /molq 30%碱液=469

36、.30KJ /mol 得Q = (49222 xm30%-469.30xm60%)x 1000/40=(492.22-469.3) x 313.60 x 1000/40= 179692.80KJ异恶唑的结晶热的计算：Qj m异恶哩q异恶哩=360.76 x 95.57=34477.83KJ综合得Q =Q + Q3.4 s J= 179692.80+ 34477.83=214170.63KJQ44的计算：根据20C时相关物料的平均比热容计算得Q = mc (t -1 )=Q + Q+ Q +Q+Q乙醇35%的含水量的二组分对硝基氯苯异恶哩 苯乙腊=2063.30 x 2.31+ (636.50+

37、1031.65)x1.19+1.33 x 22.11+1.06 x 360.7+1.71 x 38.48 x 20=144578.68KJ q54与q64的计算：(Q5 4+q64)取(Q5 4+Q64+Q4 3)的5%：(Q5 4+Q64)=Q4 4 x5% :95%=144578.68x 5% : 95%=7609.40KJ(5)Q2 4的计算：Q2.4=(Q5.4+Q6.4 + Q4J P/g J=7609.40 +144578.68 - 291280.70 - 214170.63= -353263.25KJ冷却剂用量计算: 由Q24V0，说明过程4需冷却，用冰盐水进行冷却，进口状态为-

38、5C，出口状态为 15C，其中 c 为 2.82 KJ / Kg-Co盐W =纭4 c (t -1 ) 盐 0353263.25= 6263.53Kg2.82x 15 -(-5)4.3.3干燥工序热量衡算根据工艺过程可知，干燥工序的温度变化过程如下图4-2所示: 90C干燥水汽1/ 出料25 C /进料/图4-2干燥过程的温度变化过程图解有干燥工序的温度变化图解可知，干燥工序的热量衡算只有一个过程，即物料 由25C进料升温至90C ,直至水分含量符合检验标准为止。干燥工序的热量衡算的计算过程,该过程无化学反应热，只有水的汽化热，故Q3=Qp o各物料的进出量见缩合工段的物料衡算的相关数据。1.

39、 Q的计算：根据25C相关物料的平均比热容计算1Q = mc (t -1 )=Q+Q异恶唑 水=353.54 x 1.06x 25+147.98 x 4.19 x 25=24869.72KJ2. Q的计算：该过程的化学热效应只包括水的汽化热，3Q3=Qvb =mqvb=-146.19 x 2177.24=-318290.72KJ3. 的计算:根据90C相关物料的平均比热容计算，Q - mc (t -1 )=Q+Q +Q异恶唑 水 水汽=358.92x 1.06x 90+1.79 x 4.19 x 90+146.19 x 0.75 x 90-44783.80KJ4. 5与6的计算：根据经验(Q5

40、+Q6)般为(Q5+Q6+Q4)的5%10%，在此(Q5+Q6)取(Q5+Q6+Q4)的 10%计算，(Q5+Q6)=Q4 x10% - 90%=44783.80 x10% - 90%=4976.00KJ5. Q的计算：2Q2=(Q5+Q6 + Q4) - (Q1+Q3)-4976.00+ 44783.80- (-318290.72+24869.72)-343180.80KJ6. 由Q20，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:(5-1)式中Vd -根据生产任务，通过

41、物料衡算确定的每天处理物理量，m3 /d;V -设备的名义容积，m3；V-设备的有效容积，m3；8L V /匕-设备的装料系数；T-设备每一生产周期的持续时间，h；以-每天总的操作批数；P -每天每台设备的操作批数；匕-需用设备台数；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由于反应料液不发生泡沫,不沸腾,取装料系数：8=0.80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：匕 匕对硝基氯苯+ 匕乙腊+ %碱+ 匕醇+ 七269.58 222.50 376.44 2063.30=+ 1.521.022.130.791031.65+4.95+4.64+45.85+14.90+0.55+4.64+183.40+0.78+1.00=4475.36243 F=3根据七专=普,试选5000L缩合反应釜计算如下: aVT np 一24： Va=0.9 r 1 台4475.36 x 824 x 0.8x 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KI0.6 -17 - GIDJBC HG/ T2371 -1992，主要参数如表5-1：表5-1