【正文】 、合成香料等。丙醇在醫(yī)藥工業(yè)中用于生產(chǎn)丙磺舒、丙戊酸鈉、紅霉素、癲健安、粘合止血劑 BCA、丙硫硫胺、 2,5吡啶二甲酸二丙酯等；相丙醇合成的各種酯，用于食品添加劑、增塑劑、香料等許多方面；正丙醇的衍生物，特別是二正丙胺在醫(yī)藥、農(nóng)藥生產(chǎn)中有許多應(yīng)用，用 來生產(chǎn)農(nóng)藥胺磺靈、菌達(dá)滅、異丙樂靈、滅草猛、磺樂靈、氟樂錄等。 苯甲酸 【英文名稱】 BenzoicAcid 【其他名稱】安息香酸 （ carboxybenzene） 、苯酸（ phenylformicacid）、苯 蟻酸 。 苯甲酸為具有苯或甲醛的氣味的鱗片狀或針狀結(jié)晶，具有苯或甲醛的臭味。熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) 249℃ ，相對密度 （ 15/4℃ ） 。在 100℃ 時(shí)迅速升華，它的蒸氣有很強(qiáng)的刺激性，吸入后易引起咳嗽。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。苯甲酸是弱酸，比脂肪酸強(qiáng)。它們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能形成鹽 、酯、酰鹵、酰胺、酸酐等，都不易被氧化。苯甲酸的苯環(huán)上可發(fā)生親電取代反應(yīng)，主要得到間位取代產(chǎn)。 分子式 ： C7H6O2； 分子量： ；結(jié)構(gòu)簡式： C6H5COOH(苯環(huán) COOH)主要成分：純品外觀與性狀：鱗片狀或針狀結(jié)晶，具有苯或甲醛的臭味。酸性：在水中電離常數(shù) Ka= 10525℃ ） 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 （ 100kPa,）： 恒容燃燒熱： ： （ ℃ ）、 （ 25℃ ）、 （ 75℃ ）、 （ 80℃ ） 、 （ 100℃ ）。 第 8 頁 共 26 頁 用途 【用途一】用于醫(yī)藥、染料載體、增塑劑、香料和食品防腐劑等的生產(chǎn)，也用于醇酸樹脂涂料的性能改進(jìn)【用途二】主要用于抗真菌及消毒防腐【用途三】用作化學(xué)試劑及防腐劑【用途四】通常用作定香劑或防腐劑。也用作果汁飲料的保香劑?？勺鳛楦嘞阌萌朕瓜阆憔?。還可用于巧克力、檸檬、橘子、子漿果、堅(jiān)果、蜜餞型等食用香精中。煙用香精中亦常用之?！居猛疚濉糠栏瘎?；抗微生物劑。 對甲苯磺酸 物理性質(zhì)： 分子式 ： C7H8O3S， M=172g/mol； 性狀：白色針狀或粉末狀結(jié)晶，易溶于水、醇和醚，極易潮解，易使棉織物、木材、紙張等碳水化合物脫水而碳化，難溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系溶劑。堿熔時(shí)生成對甲酚。不具氧化性的有機(jī)強(qiáng)酸。常見的是對甲苯磺酸一水合物 (TsOH?H2O)或四水合物 (TsOH?4H2O)。 指標(biāo)名稱：分析純（ AR）、化學(xué)純（ CP）、精制級、特定級、工業(yè)優(yōu)級；外觀：白色針狀或粉末結(jié)晶；含量 %： ≥9998989796；硫酸鹽（游離酸 SO4）：≤；密度： ；折射率： ；閃點(diǎn)： 41℃ ；水溶性：可溶；沸點(diǎn)： 140℃ （ ） ； 熔點(diǎn)： 103℃ ~105℃ 用途 廣泛用于合成醫(yī)藥、農(nóng)藥、聚合反應(yīng)的穩(wěn)定劑及有機(jī)合成（酯類等）的催化劑。用作醫(yī)藥、涂料的中間體和樹脂固化劑，也用作電鍍中間體。 第二章 生產(chǎn)方法的選擇和流程設(shè)計(jì) 第一節(jié) 工藝流程概述 合成路線概述：在反應(yīng)釜中加入苯甲酸、正丙醇（酸醇摩爾比為 1:4）、一定量的催化劑對甲苯磺酸，裝上攪拌器、分水器、回流冷凝管和溫度計(jì)，加熱攪拌反應(yīng)4 小時(shí)，反應(yīng)溫度控制在 95102℃ ，反應(yīng)結(jié)束后，稍冷后用 5%的 NaHCO3中和、水洗滌，分液，用無水硫酸鎂干燥后進(jìn)行蒸餾，收集前餾分，再收集 195205℃的餾分為產(chǎn)品。 第 9 頁 共 26 頁 第 二節(jié) 苯甲酸丙酯的生產(chǎn)工藝流程框圖： 第三章 物料衡算及能量衡算 物料規(guī)格 原料與產(chǎn)物 規(guī)格 苯甲酸 99% 正丙醇 99% 對甲苯磺酸 98% 碳酸氫鈉 98% 無水硫酸鎂 98% 苯甲酸丙酯 95% 反應(yīng)參數(shù)表： 酸醇比 酯化 溫度 蒸餾 溫度 對甲苯磺 酸 用量 苯甲酸 轉(zhuǎn)化率 苯甲酸 選擇性 苯甲酸丙 酯 收率 1:4 95~102℃ 195~205℃ 占酸質(zhì)量 % 92% % 82% 年產(chǎn) 500t 苯甲酸丙酯 ，每年生產(chǎn) 230 天 則每天的產(chǎn)量為： 500/230=設(shè)計(jì)每批物料反應(yīng)時(shí)間為 4h，每天生產(chǎn) 8h 則每天剛好分 2 批進(jìn)行生產(chǎn)，每批產(chǎn)量為： 苯甲酸 正丙醇 對甲苯磺酸 酯化反應(yīng) 中和洗滌 碳酸氫鈉 冷凝 醇水共沸物 醇水分離 水 正丙醇 干燥 無水硫酸鎂 蒸餾 產(chǎn)品 分液 第 10 頁 共 26 頁 第一節(jié) 物料 衡 算 （ 1） 苯甲酸 ： 每批產(chǎn)物的物質(zhì)的量為： ╳ 106╳ %/= S=np/（ nA， innA， out） ╳ 100% 即 %=（ nA， innA， out） ╳ 100% 所以 苯甲酸 反應(yīng)實(shí)際耗量： nA， innA， out= ╳ ╳ 103= XA=（ nA， innA， out） /nA， in╳ 100% 即 92%=， in╳ 100% 所以： nA， in= 苯甲酸 的進(jìn)料量為： ╳ ╳ 103= 苯甲酸 的出料量為： （ ） ╳ ╳ 103= （ 2）正丙醇： 因?yàn)檫M(jìn)料酸醇比為： 1:4 所以正丙醇的進(jìn)料量為： ╳ 4╳ ╳ 103= 正丙醇反應(yīng) 實(shí)際耗量： ╳ （ ） /= 所以正丙醇的出料量為： = （ 3）對甲苯磺酸： 因?yàn)榇呋瘎妆交撬?用量 用量為 占酸質(zhì)量 % 所以對甲苯磺酸的進(jìn)料量為： （ ） ╳ %/98%= 假設(shè)反應(yīng)過程不消耗催化劑，對甲苯磺酸的出料量也為 (4）進(jìn)料物中雜質(zhì)量： 雜質(zhì)量為： ╳ （ 199%） +╳ （ 199%） +╳ （ 198%） = （ 6）出料物中雜質(zhì)量（包括原料不純帶入的物質(zhì)）： 雜質(zhì)量為： +–╳ 103= 其中水量為： ╳ 18/= 第 11 頁 共 26 頁 （ 7）物料衡算表： 進(jìn)料 出料 名稱 質(zhì)量（ Kg） 名稱 質(zhì)量（ Kg） 苯甲酸 苯甲酸 正丙醇 正丙醇 對甲苯磺酸 對甲苯磺酸 ——— ——— 苯甲酸丙酯 1100 ——— ——— 雜質(zhì) 總量 總量 M 進(jìn) =M 出 第二節(jié) 能量衡算 ： 依據(jù) Q 進(jìn) =Q 出 得： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 其中 Q 進(jìn) ： Q1— 物料帶入設(shè)備的熱量， KJ Q2— 加熱劑或冷卻劑與系統(tǒng)交換的熱量， KJ Q3— 過程的熱效應(yīng)， KJ Q 出 ： Q4— 物料流出設(shè)備時(shí)帶走的熱量， KJ Q5— 設(shè)備各部件所消耗的熱量， KJ Q6— 設(shè)備向四周散失的熱量，又稱損失熱， KJ 物料帶入設(shè)備的熱量 Q1： 設(shè)進(jìn)料溫度為 25℃，蒸餾終止出料溫度為（ 195+205）247。 2=200℃ 根據(jù)《化工數(shù)據(jù)》中的對應(yīng)狀態(tài)法估算 25℃（ ）時(shí)，各物質(zhì)對應(yīng)的定壓比熱容 CP： CP（正丙醇） =（ Kg K) CP（對甲苯磺酸） =(Kg K) CP（苯甲酸） =(mol K) 正丙醇帶入設(shè)備的熱量： 第 12 頁 共 26 頁 Q=G CP T=╳ ╳ = 對甲苯磺酸帶入設(shè)備的熱量： Q=G CP T=╳ ╳ = 苯甲酸帶入設(shè)備的熱量： Q=G CP T=╳ ╳ 物料帶入設(shè)備的總熱量 Q1 Q1=++= 物料帶出設(shè)備的熱量 Q4 根據(jù)《化工數(shù)據(jù)》中的對應(yīng)狀態(tài)法估算 200℃（ ）時(shí)， CP（正丙醇） =（ Kg K) CP（對甲苯磺酸） =(Kg K) CP（苯甲酸） =(mol K) CP（苯甲酸丙酯） =(Kg K) CP（水） =(Kg K) 未轉(zhuǎn)化正丙醇帶出設(shè)備熱量： Q=G CP T==╳ ╳ = 未轉(zhuǎn)化對甲苯磺酸帶出設(shè)備熱量： Q=G CP T=╳ ╳ = 苯甲酸帶出設(shè)備熱量： Q=G CP T=╳ ╳ 苯甲酸丙酯帶出設(shè)備熱量： Q=G CP T=1100╳ ╳ = 水帶出設(shè)備熱量： Q=G CP T=╳ ╳ = 物料帶出設(shè)備的總熱量 Q4 Q4=++++= 過程的熱效應(yīng)： 查資料得：燃燒熱 qc（正丙醇） =2025KJ/mol qc（水） =利用卡拉奇法估算燃燒熱，得： qc（苯甲酸） =+∑ k△ =╳ 30+1╳ = 第 13 頁 共 26