【正文】 6Pa (20mmHg)時(shí)，由式(313)可得：解得，T=，即t=℃2666Pa (20mmHg)時(shí)，正丁醇的沸點(diǎn)t=℃。將塔釜雜質(zhì)看作正丁醇，則正丁醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為xW=。b. 泛點(diǎn)氣速的計(jì)算泛點(diǎn)氣速的計(jì)算采取“BainHougen關(guān)聯(lián)式法”（詳細(xì)介紹參考《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，P480），BainHougen關(guān)聯(lián)式如下：式中：wF——泛點(diǎn)空塔氣速，m/s；g——重力加速度， m/s2；a/ε3——干填料因子，m1，對(duì)所選填料，a/ε3=460 m1；γG——?dú)庀嗝芏?，kg/m3；γL——液相密度，kg/m3；μL——液體粘度，cP；A——常數(shù)，（脫酸塔與此相同）；L——液相流量，kg/h；G——?dú)庀嗔髁浚琸g/h。則塔內(nèi)實(shí)際流速為w=(3600***)=。則實(shí)際需要填料層高度為2*=， 將填料分為8層。1）理論塔板的確定ATBC的沸點(diǎn)如下：173℃ (，1 mmHg)343℃ (101325Pa，760 mmHg)由安托因方程計(jì)算操作壓力下ATBC的沸點(diǎn)，在沒(méi)有C值情況下，估算C= 18+= 18+=把上述ATBC沸點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓的數(shù)據(jù)代入式(313)中，得由上述式，得A=，B=，當(dāng)P=2666Pa (20mmHg)時(shí)，ATBC的沸點(diǎn)由式(313)可得：解得，T=，即t=℃該溫度下ATBC的飽和蒸汽壓可由安托因方程解得，反代回公式中得到PATBC=*104醋酸酐的安托因方程直接取為2666Pa (20mmHg)時(shí)，醋酸酐的沸點(diǎn)T=，t=℃。，操作線方程為 式中：R——回流比；XD——塔頂易揮發(fā)組分組成。則塔內(nèi)實(shí)際流速為w=(3600***)=。再沸器的溫度一般可以通過(guò)調(diào)節(jié)加熱劑的流量來(lái)控制。操作人員得知后按下消音按鈕，聲音消失，信號(hào)燈仍然保持亮的狀態(tài)。華東地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)，1999，22（1）：63679. 楊輝瓊，姚勇，黃愛(ài)英，無(wú)毒增塑劑乙酰檸檬酸三丁脂的合成研究[J]湘潭機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，1999，（5）：313610. 李芳良，李月珍，鄭小英，微波場(chǎng)中檸檬酸三丁脂的快速合成[J]廣西名族學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，8（2）：757711. 丁斌，韓運(yùn)華，宋培文，檸檬酸三丁脂乙酰檸檬酸三丁脂合成工藝研究[J]塑料工業(yè),200312. 夏軍，乙酰檸檬酸三丁酯生產(chǎn)工藝研究及中試設(shè)計(jì)[學(xué)位論文]200841 / 42。紅色燈光表示越限報(bào)警或緊急狀態(tài)；黃色燈光表示預(yù)報(bào)警；綠色燈光表示運(yùn)作設(shè)備或過(guò)程變量正常。則實(shí)際需要填料層高度為2*=，將填料分為8層。5）塔徑的計(jì)算塔徑可由式(317)和氣相流量計(jì)算公式(318)聯(lián)立計(jì)算：由物料和熱量衡算可知，m=，則氣相流量V=mRT/pM=**(2666**103)=，DT=((3600**)) =。 采用逐板計(jì)算法計(jì)算所需理論塔板數(shù)。 乙?；河懈g性，脫酸塔釜選用搪玻璃系列。f. 等板高度計(jì)算精餾塔等板高度可由Grnvaiile法計(jì)算，經(jīng)驗(yàn)公式如下：式中：.——等板高度，m；dp—拉西環(huán)直徑，m；m——平衡曲線的平均斜率（將各板處的斜率取平均）；GM，LM一一氣相及液相的流量，kmol/h。由物料和熱量衡算可知，m=，則氣相流量V=mRT/pM=**(2666**103)=，所以DT=((3600**)) =。塔釜相當(dāng)于1塊理論塔板，實(shí)際需要2塊塔板即可。則進(jìn)脫醇塔正丁醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為xF=。2）理論塔板的確定TBC的沸點(diǎn)如下：170℃(，1 mmHg)225℃(，5 mmHg)233℃(，22 mmHg)純液體的飽和蒸汽壓可由安托因方程計(jì)算：式中：P——溫度T下的蒸汽壓，mmHg；T——溫度，K。表313 熱量衡算結(jié)果匯總表?yè)Q熱過(guò)程換熱面積（m2）蒸汽最大流量(kg/h)冷卻水最大流量(kg/h)酯化釜酯化釜第一冷凝器酯化釜第二冷凝器脫醇塔釜脫醇塔頂冷凝器4833乙?；阴；淠髅撍崴撍崴斃淠?288 主要設(shè)備的計(jì)算和選型 酯化釜，物料密度取1000kg/m3，那么物料的總體積為：247。冷凝過(guò)程中，冷卻水溫度由0℃升至10℃，物料由38℃降至12℃，平均溫度25℃。)=24949kJ/h,加上5%的熱損失，Q1=26196kJ/h4）汽化過(guò)程吸熱根據(jù)公式(32)，Q2=45606247。2)物料量：醋酸：，醋酸酐：，其余按乙酰檸檬酸三丁酯計(jì)算為。25328+247。=,A’==,6）加熱所需的蒸汽量：Q=Q1+Q’=102346+433687=536033kJ/h。)=97473kJ/h加上5%的熱損失。2)換熱面積估算同4中脫醇釜的熱量算法相同，根據(jù)公式(32)Q =247。2）升溫假設(shè)物料由室溫20℃在1小時(shí)內(nèi)升至42℃下脫出全部正丁醇，冷凝器冷水溫差10℃，熱物料溫差32℃，根據(jù)公式(36)平均溫度為△tm=(3210)/ln(32/10)=℃。C所以：A=9444247。CP247?！鱄=2. 酯化釜第一冷凝器1） . 物料量表314上升氣體最大流量表序號(hào)組分質(zhì)量（kg/h）1正丁醇2水假設(shè)全部冷凝，冷卻水溫度由25℃升至40℃，℃降至30℃，℃，換熱器材質(zhì)為不銹鋼。C，Δt2=。4= kJ/h。=141669kJ/班，加上5%的熱損失，即Q1==。+247。冷凝過(guò)程中，冷卻水溫度由0℃升至10℃，物料由38℃降至12℃，平均溫度25℃。冷凝過(guò)程中，冷卻水溫度由0℃升至10℃，物料由42℃降至10℃。加熱介質(zhì)采用150℃的蒸汽。塔釜雜質(zhì)估算為5%，=。1）對(duì)于塔釜物料，有：檸檬酸：；硫酸：；TBC：=雜質(zhì)：(++) =2） 對(duì)于塔頂物料，由物料衡算：假設(shè)98%的正丁醇有x kg，%的正丁醇恒沸物有y kg，正丁醇：=水： = 解方程得：x=，y=脫醇塔物料平衡表如下：表37脫醇物料平衡表序號(hào)組分質(zhì)量（kg/批）t/aw%進(jìn)塔物料1檸檬酸2正丁醇3硫酸4水5TBC6雜質(zhì)7進(jìn)料合計(jì)出塔物料塔釜物料8檸檬酸9硫酸10TBC11雜質(zhì)12塔釜合計(jì)塔頂物料1398%正丁醇14%恒沸物15TBC16塔頂合計(jì)3) 乙?；^(guò)程 乙?；磻?yīng)方程如下： %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），則濃硫酸的需要量為：=，滿足要求不需要補(bǔ)加硫酸。3=理論生成水質(zhì)量：247。根據(jù)乙?；磻?yīng)由乙酰檸檬酸三丁酯的質(zhì)量經(jīng)物料衡算得，247。5. 后處理工段%。 第三章 工藝計(jì)算及主要設(shè)備設(shè)計(jì) 物料衡算 計(jì)算基準(zhǔn)年開(kāi)工時(shí)間300天，生產(chǎn)采用間歇式反應(yīng)，每批次物料總用時(shí)為8小時(shí)（包括反應(yīng)時(shí)間與輔助操作時(shí)間），采用五班三倒制，物料衡算單位取kg/批。 生產(chǎn)流程示意圖如下： 采用間歇操作生產(chǎn)方式,以8小時(shí)為一周期，使用原料量：、。所以本設(shè)計(jì)以硫酸作為ATBC合成首選催化劑,同時(shí)兼顧未來(lái)新型固體酸催化劑的使用。 ：分子式C4H6O3，無(wú)色透明液體。流程圖如下：圖1 乙酰檸檬酸三丁酯的合成工藝流程圖主要設(shè)計(jì)任務(wù)：ATBC生產(chǎn)工藝由反應(yīng)工段（圖1虛線框圖部分）和后處理工段兩大部分組成，本設(shè)計(jì)大作業(yè)的主要設(shè)計(jì)任務(wù)為酯化、脫醇、乙?；懊撍崴膫€(gè)部分工藝流程，后處理工段不做考查，具體任務(wù)如下：1. 酯化、脫醇、乙酰化和脫酸等工段的物料衡算；2. 酯化、脫醇、乙酰化和脫酸等工段的熱量衡算；3. 設(shè)備計(jì)算和選型；4. 設(shè)計(jì)出反應(yīng)工段帶儀表及控制點(diǎn)的工藝流程圖由于本設(shè)計(jì)為假定設(shè)計(jì)，所以設(shè)計(jì)任務(wù)中其他項(xiàng)目如：廠區(qū)或廠址、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、原料供應(yīng)來(lái)源以及燃料種類(lèi)、水電汽的主要來(lái)源，與其他工業(yè)企業(yè)的關(guān)系，建廠期限、設(shè)計(jì)單位、設(shè)計(jì)進(jìn)度及設(shè)計(jì)階段的規(guī)定等均從略。擬采用的聚合工藝：擬采用檸檬酸與正丁醇酯化反應(yīng)生成檸檬酸三丁酯（TBC），酯化反應(yīng)物經(jīng)脫醇后再與醋酸酐進(jìn)行乙?；磻?yīng)，然后，乙酰化反應(yīng)物經(jīng)過(guò)脫酸處理得到粗ATBC溶液，最后，再經(jīng)過(guò)中和、水洗、干燥和脫色等后處理步驟得到滿足要求的ATBC產(chǎn)品。（25℃） ℃ ，沸點(diǎn)337 ℃，與水任意比互溶。產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格序號(hào)名稱(chēng)規(guī)格