【正文】 第 1 頁 共 26 頁 精細化學品生產(chǎn)技術(shù)專業(yè) 課程設(shè)計說明書 題 目 : 年產(chǎn) 500 噸苯甲酸丙酯的車間工藝設(shè)計 學生： 趙希桐 學號： 10113070149 班級： 精細 101 班 指導(dǎo)教師 梁紅冬 成 績： 第 2 頁 共 26 頁 精細化學品生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書 題 目： 年產(chǎn) 500 噸苯甲酸丙酯的車間工藝設(shè)計 指導(dǎo)教師：梁紅冬 本組學生： 薛水漢 、 趙希桐 時 間： 2021 年 01 月 04 日 任務(wù)與要求： 1．設(shè)計原始 數(shù)據(jù) 年產(chǎn)量： 500 噸 年工作日： 230 天 生產(chǎn)工藝原理：以苯甲酸、正丙醇為原料，對甲苯磺酸為催化劑，生產(chǎn)制備苯甲酸丙酯。 酸醇摩爾比 =1： 4 反應(yīng)溫度：回流溫度 反應(yīng)時間： 4小時，控制溫度 95102℃ ，酯化反應(yīng)后，稍冷卻 用 5%的 NaHCO3中和、水洗滌，分液，用無水硫酸鎂干燥后進行蒸餾，收集前餾分，再收集195205℃的餾分為產(chǎn)品。苯甲酸轉(zhuǎn)化率 92%，苯甲酸丙酯收率為 82%。其它工藝參數(shù)通過查資料自己確定。 2．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% 3．工藝計算 物料衡算 熱量衡算 設(shè)備計算 4．編制設(shè)計說明書 設(shè)計說明書的內(nèi)容： 第 3 頁 共 26 頁 一、總論 （ 1）概述 所設(shè)計產(chǎn)品的性能、用途和在國民經(jīng)濟中或?qū)θ嗣裆畹闹匾?；該產(chǎn)品的市場需求，該產(chǎn)品的生產(chǎn)方法及特點。 （ 2）文獻綜述 通過查閱國內(nèi)外期刊文獻，簡述該產(chǎn)品的生產(chǎn)試驗概況，國內(nèi)外的生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。（ 1000 字以上） （ 3）項目來源 由教師指定的課題 （ 4）設(shè)計產(chǎn)品所需的主要材料的規(guī)格、來源以及水、電、汽的供應(yīng)情況、結(jié)合設(shè)計地區(qū)供應(yīng)情況加以說明 。 二、生產(chǎn)流程和生產(chǎn)方案的確定 根據(jù)查閱文獻或?qū)嶋H調(diào)查所掌握的情況，或依據(jù)科學試驗報告或小試結(jié)果進行放大設(shè)計，分析各種生產(chǎn)方法及其特點。簡要敘述自己設(shè)計所選定的生產(chǎn)方法的依據(jù)和特點。畫出一個簡單流程圖。 三、工藝計算 包括物料衡算與能量衡算，計算結(jié)果匯總于物料衡算表和熱量衡算表中，并將計算基準轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)能力的基準，包括時間基準和單位產(chǎn)品基準。 四、主要設(shè)備的工藝計算和設(shè)備選型 根據(jù)設(shè)計任務(wù)工作量的大小，對反應(yīng)釜進行工藝計算并進行選型。并根據(jù)生產(chǎn)能力，按物料衡算和熱量衡算的結(jié)果，對其它設(shè)備都作為輔助設(shè)備進行 選型。如泵、壓縮機、換熱器、槽罐等。 五、原材料、動力消耗定額 六、車間成本估算 七、環(huán)境保護及安全措施 八、設(shè)計的體會和收獲 九、參考文獻 十、附工程圖紙 （ 1）帶控制點的工藝流程圖 （ 2）主要設(shè)備裝配圖 參考書 第 4 頁 共 26 頁 《化工設(shè)計手冊》（上、下冊），國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院編 《精細化工反應(yīng)器及車間工藝設(shè)計》（左識之主編），華東理工大學出版社 《化工制圖》 《工程制圖》（化工） 《化工工藝設(shè)計概論》 學 生 簽 名： 目 錄 第 5 頁 共 26 頁 第一章 概述 ???????????????????????? 1 第一節(jié) 產(chǎn)品介紹????????????????????? 1 第二節(jié) 原料介紹 ???????????????????? 1 第二章 生產(chǎn)方法的選擇和流程設(shè)計 ?????????????? 3 第一節(jié) 工藝流程概述 ??????????????????? 3 第二節(jié) 苯甲酸丙酯的生產(chǎn)工藝流程框圖 ??????????? 3 第三章 物料衡算及能量衡算 ????????????? ???? 4 第一節(jié) 物料衡算 ??????????????????? 4 第二節(jié) 能量衡算 ???????????????????? 6 第四章 設(shè)備計算和選型???????????????????? 8 第一節(jié) 反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)和材質(zhì) ??????????????? 8 第二節(jié) 反應(yīng)釜中物質(zhì)的平均密度ρ m 的計算 ???????? 8 第三節(jié) 反應(yīng)釜的計算和選型 ??????????????? 9 第五章 投資估算和成本估算 ???????????????? 11 第一節(jié) 原料消耗量 ?????????????????? 11 第二節(jié) 車間水、電、水蒸氣的消耗量 M ????????? 12 第六章 環(huán)境保護與安全措施 ???????????????? 13 第七章 結(jié)論 ?????????????????????? 16 第八章 心得體會 ?????????????????????? 16 第九 章主要設(shè)備裝配圖 ??????????????????? 17 第一節(jié) 反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)圖 ????????????????? 17 第 二節(jié) 苯甲酸丙脂生產(chǎn)工藝流程圖 ???????????? 18 第十章 參考文獻 ????????????????????? 19 第 6 頁 共 26 頁 第一章 概述 第一節(jié) 產(chǎn)品介紹 苯甲酸丙酯 (nPropylBenzoate) 別名 ( 英文 ) ：BenzoicAcidPropylEster 中文別名 ： 丙基苯甲酸酯 中文別名 ： 苯甲酸正丙酯 通式 C6H5COOC3H7；分子量：； 有兩種異構(gòu)體。 (1)苯甲酸正丙酯 (npropylbenzoat) ：沸點230℃ ，相對密度 。 (2)異丙酯 (isopropylbenzoate)：沸點 218℃ ，相對密度 ；精制得到苯甲酸丙酯為無色透明的液體 ,具有清雅、淡雅的香味 ,不溶于水 ,易溶于戊醇、乙醚等有機溶劑 ,測得其折光率約為 ,產(chǎn)品質(zhì)量好。 制法：以丙醇 (或異丙醇 )及苯甲酸為原料，在硫酸、干燥氯化氫的催化下，進行縮合制取。用作有機合成原料。 苯甲酸丙酯香氣單一，能加強和潤香氣，而且能起好香氣劑的作用，是一種由獨特特點的香料。苯甲酸丙酯用途十分廣泛 ,不僅應(yīng)用于日化、醫(yī)藥、食品、香料、飼料及各種工業(yè)防腐方面 ,醫(yī)療器械的清洗消毒劑 ,而且還 可用作油脂、樹脂等溶劑和有機合成中間體。 目前，采用非無機酸作為酯催化劑的研究很多，但制備苯甲酸丙酯的研究并不多。劉承先等采用一水硫酸氫鈉、楊水金等采用 TiSiW12O40/TiO2 對催化合成苯甲酸丙酯進行了研究。而劉承先也采用對甲苯磺酸催化合成苯甲酸丙酯，對苯甲酸磺酸是一種強有機酸，作為酯反應(yīng)催化劑既有性質(zhì)穩(wěn)定、反應(yīng)溫和、副反應(yīng)少、設(shè)備腐蝕小、環(huán)境污染少等優(yōu)點。 因此本次 苯甲酸丙酯的車間工藝設(shè)計選取以 甲苯磺酸催化合成苯甲酸丙酯這條路線。 第二節(jié) 原料介紹 正丙醇 （ npropanol） 正丙醇 （ npropanol ） ，又稱 1 丙醇（ 1propylalcohol） 、丙醇。分子式為 CH3CH2CH2OH 第 7 頁 共 26 頁 （ C3H7OH） ，分子量為 。 有像乙醇氣味的無色透明液體，溶于水、乙醇、乙醚。由乙烯經(jīng)羰基合成得丙醛，再經(jīng)還原而得。主要用來做燃料油的殺菌劑、農(nóng)藥及醫(yī)藥原料、香料原料等。 外觀與性狀：無色液體；熔點（℃） ： 127；相對密度（水 =1）： ；沸點（℃）： ； 相對蒸氣密度（空氣 =1）： ； 分子式： C3H8O； 分子量 ： ；飽和蒸氣壓（ kPa）： （ ℃ ）；燃燒熱（ kJ/mol） ： ； 臨界溫度（℃）：；臨界壓力（ MPa）： ；辛醇 /水分配系數(shù)的對數(shù)值： ； 閃點（℃） ：15。 丙醇直接用作溶劑或合成乙酸丙酯，用于涂料溶劑、印刷油墨、化妝品等，用于生產(chǎn)醫(yī)藥、農(nóng)藥的中間體正丙胺，用于生產(chǎn)飼料添加劑