【正文】 要考慮的因素很多。它更是我們?nèi)祟?lèi)機(jī)體中細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的一些必須物質(zhì)的部分組成之一。因此，選擇一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的方法具 有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定，對(duì)氨基苯甲酸的年生產(chǎn)能力為 1000t，取年工作日為 300 天，則每晝夜生產(chǎn)能力為1000/300＝ ，所以按照此生產(chǎn)量應(yīng)該采取間歇操作比較好。 鹽酸酸化過(guò)程 經(jīng)過(guò)濾后的溶液用 10%的鹽酸進(jìn)行酸化結(jié)晶 離心及干燥過(guò)程 將溶液置與離心機(jī)里離心，再將離心得到的晶體經(jīng)過(guò)洗滌再放入干燥器中進(jìn)行干燥，就可以得到需要的對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)品。 以分枝酸為原料生物合成對(duì)氨基苯甲酸 這是一種生物合成對(duì)氨基苯甲酸的方法。氧化后的溶液我們?cè)趯⑵渌鈺r(shí)要將反應(yīng)完的水解的溶液用堿性物質(zhì)氨水來(lái)調(diào)節(jié)使其到呈現(xiàn)微堿性。 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4頁(yè) /共 35頁(yè) 直接電解還原法 直接的用電解還原的方法就是把陰極發(fā)生的反應(yīng)直接用于來(lái)還原對(duì)硝基苯甲酸這樣就可以得到我們需要的對(duì)氨基苯甲酸了。用 NiAI 合金來(lái)用做為催化劑的話 ,經(jīng)過(guò)反應(yīng)得到對(duì)氨基苯甲酸 ,要求的溫度為125℃ ,壓力等于 ,其中催化劑的用量為 6%,當(dāng)我們用的原料液的濃度達(dá)到9%的時(shí)候 ,對(duì)氨基苯甲酸的收率為 88%。其的收率可以到達(dá) 91%以上的。 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3頁(yè) /共 35頁(yè) （ 3） Fe還原法 用 Nacl 為電解質(zhì) ,稀 HCI 為介質(zhì) ,在 96~104℃間 ,用鐵屑還原對(duì)硝基苯甲酸 ,PABA 的收率 %。 （ 2） Sn還原法 Sn還原法中最常用的還原劑是 SnCI:。本設(shè)計(jì)采用對(duì)硝基苯甲酸、氫氣為原料，以對(duì) pd/c為催化劑來(lái)合成對(duì)氨基苯甲酸，原料價(jià)廉易得，反應(yīng)條件溫和，操作方便，生產(chǎn)成本低，達(dá)到了化工設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。 我國(guó)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力、產(chǎn)量、工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量等，都與國(guó)外存在較大差距，表現(xiàn)在 [3]：①生產(chǎn)能力小、產(chǎn)量低， 我國(guó)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力尚不足 3萬(wàn)噸 /年，遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求；②生產(chǎn)裝置達(dá)不到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，我國(guó)目前大多數(shù)裝置還不足千噸 /年，最大裝置也只有無(wú)錫樹(shù)脂廠的 1 萬(wàn)噸 /年，僅為國(guó)外裝置規(guī)模的 1/10,極大的影響了經(jīng)濟(jì)效益；③工藝落后，我國(guó)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)工藝仍南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2頁(yè) /共 35頁(yè) 以催化加氫還原法為主，不僅原料消耗高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且產(chǎn)品質(zhì)量差，嚴(yán)重地影響了其下游產(chǎn)品地開(kāi)發(fā)。其中 GEP是世界最大的對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn) 企業(yè)，共建有 5套裝置，分布在美國(guó)、荷蘭、西班牙、日本，總生產(chǎn)能力達(dá)到 /年。為此，各大生產(chǎn)廠家紛紛新建或擴(kuò)建對(duì)氨基苯甲酸裝置， 2020年生產(chǎn)能力已達(dá) [1]。80年代末和九十年代初，世界主要對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)廠家 Aristech、 Dow和 Shell紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)能力，導(dǎo)致全球?qū)Π被郊姿嵘赡芰^(guò)剩，裝置開(kāi)工率逐年遞減。南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1頁(yè) /共 35頁(yè) 年產(chǎn) 1000 噸對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 前言 1925年，對(duì)氨基苯甲酸首次在世界上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)， 20世紀(jì) 40年代末至50年代初，對(duì)氨基苯甲酸獲得迅速發(fā)展。1992年開(kāi)工率已降至 66％。 對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)主要集中在美國(guó)、西歐、日本。對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力位居世界第二，在美國(guó)、荷蘭各有一套裝置，總生產(chǎn)能力達(dá)到 37萬(wàn)噸 /年。 對(duì)氨基苯甲酸作為一種非常重要的有機(jī)化工原料，貫穿于整個(gè)化學(xué)工業(yè)，同時(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中也具有非常廣泛的應(yīng)用。 生產(chǎn)工藝的選擇 ．常見(jiàn)生產(chǎn)方法 制 取對(duì)氨基苯甲酸主要 的方法有 如下四 種 ： 以對(duì)硝基苯甲酸為原料合成對(duì)氨基苯甲酸 （ 1） AI還原法 其實(shí) AI 的還原能力是較弱的 ,所以當(dāng)在無(wú)機(jī)酸的介質(zhì)中進(jìn)行 還原時(shí) ,是要用比較高的溫度的。由于 SnCI在水溶液中及易水解 ,因此 ,在用 SnCI 還原對(duì)硝基苯甲酸時(shí) ,必需要在有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行。 2．用金屬氫化物還原法 用金屬氫化物作為還原劑主要是來(lái)自元素周期表中的第三主族元素的氫化物 ,例： LIH、 NaB 等等 ,其中 LIH。一般都用于實(shí)驗(yàn)室合成對(duì)氨基苯甲酸。 （ 2） Pt催化還原法 Pt 是 一種催化性很好的一種試劑，經(jīng)常被用作催化反應(yīng)中 ,因?yàn)槲覀冎灰诔爻旱臈l件下通過(guò)持續(xù)的加氫反應(yīng)就可以得到對(duì)氨基苯甲酸了，但是它的缺點(diǎn)很明顯，因?yàn)榇呋院芎脤?dǎo)致它的反應(yīng)進(jìn)行程度很不容易被掌控，因而也不常被采用此種方法來(lái)用做工業(yè)上生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸。 以對(duì)苯二甲酸為原料合成對(duì)氨基苯甲酸 是利用廢滌綸的水解產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸為原料 ,經(jīng)過(guò)酸化、單皂化、氨解、降解的四步反應(yīng) ,而且 四步反應(yīng)均有很高的轉(zhuǎn)化率 ,其總收率為 %,并且反應(yīng)條件也緩和，得到的產(chǎn)品含量將大于 %。還要用酸來(lái)滴定直到有結(jié)晶產(chǎn)品析出來(lái) ,需要注意的是此結(jié)晶物一般是優(yōu)點(diǎn)難以析出來(lái)的，并且就算是重結(jié)晶恐怕也很難達(dá)到預(yù)設(shè)產(chǎn)品收率。是在各種生物酶的作用下通過(guò)利用生物酶的活性來(lái)合成的對(duì)氨基苯甲酸是一種很可觀很環(huán)保的方法，屬于當(dāng)下我們研究的重點(diǎn)更是我們研究的熱點(diǎn)方法。 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6頁(yè) /共 35頁(yè) 、丙酮加料方式及具體操作 投料配比 對(duì)硝基苯甲酸 :氫氣 =1： 4（摩爾比），催化劑 pd/c 用量為原料對(duì)硝基苯甲酸的 3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù) ） 反應(yīng)溫度、壓力和反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)時(shí)溫度控制在 90℃， ，反應(yīng)時(shí)間為 8 小時(shí)。 、用途及原料參考投量 [3] 對(duì)氨基苯甲酸有其英文命名為 paminobenzoic acid， 又叫 4氨基苯甲酸 ，南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7頁(yè) /共 35頁(yè) 化學(xué)式 可以寫(xiě) C7H7NO2，結(jié)構(gòu)式可以表示為 ，熔點(diǎn) 186～ 187℃ ，對(duì)氨基 苯甲酸的 分子量為 ，對(duì)氨基苯甲酸在水中是 微溶的 ，對(duì)氨基苯甲酸其 密度為 （在 25℃ 下），是無(wú)色的針狀型的晶體，對(duì)氨基苯甲酸在空氣中或在光照下會(huì)變?yōu)闇\淺的淺黃色。對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)歷史悠久，隨著化工產(chǎn)業(yè)的迅猛、飛速發(fā)展 , 對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)工藝也隨之發(fā)生變化，合成工藝不斷的得到改進(jìn)，并趨于完善。 對(duì)氨基苯甲酸作為一種非常重要的有機(jī)化工原料，在化工行業(yè)中都是廣泛使用的，不僅在化工行業(yè)在我們實(shí)際生活中 應(yīng)用的也很廣泛。比如我們要想到我們的生產(chǎn)設(shè)備的維修和一些不可避免的開(kāi)運(yùn)與停工的因素等等的情況，所以一般我們?nèi)〉玫拈_(kāi)工因子為 到 之間，一年 365 天，除去一些節(jié)假日，設(shè)備保養(yǎng)，修理等一共大概 65天，我們?nèi)∩a(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的工作時(shí)間為一年 300天。還要計(jì)算反應(yīng)過(guò)程中總損失的量和反應(yīng)中體系累積的量。 應(yīng)為采用的是分批操作所以我們可以確定的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)為 每批，因此要精確計(jì)算出每批的產(chǎn)量及每批原料的投料量。即為輸出時(shí)物料的焓 反應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備中的部件所消耗的熱量我們用 Q5， KJ；表示。 ic — 組分 I在 0— T℃時(shí)的平均比熱容， KJ/(Kg℃） a=8+=（ 8+ 90） W/（ m2 從文獻(xiàn) [15]查得，Δ Hr0按照下式進(jìn)行計(jì)算： Δ Hr0=∑生成物μ i（Δ Hf0） i ∑反應(yīng)物μ i（Δ Hf0） i（ 3— 4） 從文獻(xiàn) [14]中查得，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)焓為Δ Hr0 分別為： Δ Hr0，對(duì)氨基苯甲酸＝－ ， Δ Hr0，對(duì)硝基苯甲酸＝－ ， Δ Hr0，氫氣＝－ ， Δ Hr0，水＝－ 。 ） ] 1/3 = 此生產(chǎn)反應(yīng)釜的內(nèi)徑 Di 的估算值應(yīng)圓整到公稱(chēng)直徑 DN 系列，又根據(jù)查得的文獻(xiàn) [17]取 Di=2100mm,封頭可以取相同直徑，且其高度 h2可由文獻(xiàn) [14]查得，南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19頁(yè) /共 35頁(yè) 初選為 h2=20mm?！?), Q 傳 =8 3600 1500 103 267. 30= 106KJ 所以 Q傳＞ Q2 +Q6 由上面的計(jì)算可以看出面積是合理的是符合設(shè)計(jì)的要求的。 2）夾套的筒體和封頭壁厚計(jì)算 夾套筒體壁厚 2 [ ] 0 .5tPDSCP?? ??夾封 夾 ＝ 式中 P=， D 夾 =2100mm， [? ]t=140Mpa，φ為焊縫系數(shù)， 由文獻(xiàn) [14]查得，可取φ =，壁厚附加量 C 是 由鋼板負(fù)偏差或鋼管負(fù)偏差 C1，腐蝕余量 C2，及熱加工減薄量 C3三部分組成，即： C= C1+ C2 +C3 初步取 C1=， C2=2mm， C3=0mm，則 C =， δ d=[（ 2300） /（ 2 140 ） +] mm= 根據(jù)鋼板規(guī)格取 S夾 =10mm 夾套封頭壁厚 2 [ ] 0 .5tPDSCP?? ??夾封 夾 ＝ 上面公式中的 P 和 D 夾， [? ]t，φ和上式相同，又由于熱加工的減薄量C3=， 所以取 C= C1+ C2 +C3=+2+=，代入得： δ =[（ 2300） /（ 2 140 ） +=， 考慮到焊接封頭和筒體的方便之處，應(yīng)該取 S封 夾 ＝ S夾 ＝ 10mm。 ③水壓試驗(yàn)較核 [17] 確定水壓試驗(yàn) PT，據(jù)表得： 釜體水壓取 PT =P+=+=， 夾套水壓取 PT =P+=+= 式中 P— 設(shè)計(jì)壓力， Mpa 在進(jìn)行壓力的試驗(yàn)之時(shí)，由于所選生產(chǎn)容器所能承受的壓力 PT 一般總是高于設(shè)計(jì)的壓力 P的，所以必要的時(shí)或必需要進(jìn)行強(qiáng)度的較核。 （ 2）反應(yīng)釜總重載荷計(jì)算 反應(yīng)釜總重載荷按照下式計(jì)算： W=W1+W2+W3+W4 查文獻(xiàn) [14]知： DN =2100mm， S=22mm 的 1米高筒節(jié)重載荷 q1=17450N， DN =2300mm, S=10mm 的 1米高筒節(jié)重載荷 q2=8410N。故 W3=Vρ =（ 2V封 + Ht V1）ρ g=（ 2 +4 ） 103 10=213400N5 W4=保溫層 +附件重載荷 人孔的重載荷為 900N，其他的接管和保溫層則按 1000N 計(jì)，所以可以得出W4=900+1000=1900N， 總重載荷 W=W1+W2+W 3+W4=95030+54999+214200+1900=366129N 按 8個(gè)支座承載計(jì)算，每個(gè)支座承載 ，查文獻(xiàn) [17]，選用 JB/T 4725— 92，耳座 B7,δ 3＝ 14 [19] 按工藝條件選用常壓不銹鋼人孔 DN600HG2159— 1999。 溫度計(jì)接管采用Φ 76 4 無(wú)縫鋼管， HG20592 法蘭 WN76－ ,δ＝ 4mm 16Mn。攪拌裝置通常由攪拌器和攪拌軸組成。在反應(yīng)釜反應(yīng)過(guò)程中 為了要提高溶液的攪拌速率，并且使得攪 拌器全部在反應(yīng)釜的物料溶液中浸沒(méi)，可以取 h1為 1700