【正文】 。 表 反應(yīng)釜設(shè)備配件一覽表 序號(hào) 代號(hào) 零件名稱 數(shù)量 材料 1 JB/T 473795 橢圓形封頭 DN2100 22 2 Cr18Ni12Mo2Ti 2 筒體 DN2100 22 1 Cr18Ni12Mo2Ti 3 筒體 DN2300 10 1 Cr18Ni12Mo2Ti 4 JB/T473795 橢圓形封頭 DN2300 10 1 Cr18Ni12Mo2Ti 5 JB/T472592 支座 B8 8 Q235－ AF 6 GB90582 攪拌軸 Φ 110 1 Cr18Ni9Ti 7 JB1158－ 82 法蘭 1 0Cr18Ni9 8 JB4704－ 92 法蘭墊片 1 石棉橡膠板 9 HG215951999 人孔 600 1 不銹鋼 10 螺母 M20 20 Cr18Ni9 11 螺栓 M16 50 20 Cr18Ni9 12 JB/T47362020 補(bǔ)強(qiáng)圈 1 不銹鋼 13 電動(dòng)機(jī) Y132M4 1 組合件 14 減速機(jī) BLD17515 1 組合件 15 接管Φ 76 4 2 無縫鋼管 16 JB1158－ 82 法蘭 WN76－ 2 0Cr18Ni9 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26頁(yè) /共 35頁(yè) 17 接管Φ 120 8 無縫鋼管 18 JB1158－ 82 法蘭 WN76－ 0Cr18Ni9 [20] 反應(yīng)釜的保護(hù)層材料采用六角鍍鋅鐵絲網(wǎng)，保溫層材料是采用瀝青礦渣棉氈，使用溫度≤ 250℃，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)為λ =+ kcal/（ m在反應(yīng)釜反應(yīng)過程中 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，可以取 h1為 1700 mm 又因?yàn)?1700/2020=，在 到 1之間，可以滿足設(shè)計(jì)的要求。 溫度計(jì)接管采用Φ 76 4 無縫鋼管， HG20592 法蘭 WN76－ ,δ＝ 4mm 16Mn。 （ 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。 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。 ） ] 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?！妫? a=8+=（ 8+ 90） W/（ m2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。還要計(jì)算反應(yīng)過程中總損失的量和反應(yīng)中體系累積的量。 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。 、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 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。是在各種生物酶的作用下通過利用生物酶的活性來合成的對(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。 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 %。一般都用于實(shí)驗(yàn)室合成對(duì)氨基苯甲酸。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。 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。 對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)主要集中在美國(guó)、西歐、日本。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。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]。 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 3萬噸 /年，遠(yuǎn)不能滿足市場(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，最大裝置也只有無錫樹脂廠的 1 萬噸 /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)品地開發(fā)。 （ 2） Sn還原法 Sn還原法中最常用的還原劑是 SnCI:。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 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。 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。 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。它更是我們?nèi)祟悪C(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。 做產(chǎn)品生產(chǎn)的物料衡算根據(jù)質(zhì)量守恒定律它是指進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全部的進(jìn)料的量，要必須和離開這個(gè)系統(tǒng)的全部的物料的量要相等。 — 為反應(yīng)最后終了時(shí)的物料的焓用 Q4KJ；表示。 12()TT — 反應(yīng)物系的反應(yīng)前后的溫度，℃ 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16頁(yè) /共 35頁(yè) 反應(yīng)釜能量衡算： 從文獻(xiàn) [11]中查得 25℃時(shí)，以下物質(zhì)的比熱容分別為： Cp,對(duì)硝基苯甲酸＝ 128J/(mol*k)=(Kg*k) Cp,氫氣＝ (mol*k)=(Kg*k) 催化劑 pd/c 的比熱容根據(jù)柯柏法則用的原子熱容數(shù)據(jù) [14]進(jìn)行計(jì)算如下： Cp， pa/c 催化劑＝（ 7 +8 ++3 6） =(mol*k) Cp,氫氧化鈉＝ 128J/(mol*k)=(Kg*k) Cp,鹽酸＝ 156J/(mol*k)=(Kg*k) 1） Q1 =（ m 對(duì)硝基苯甲酸 c 對(duì)硝基苯甲酸 +m 氫氣 c 氫氣 +m 鹽酸 c 鹽酸 +m氫氧化鈉 c氫氧化鈉 +mpa/ccpa/c） 25KJ = ( 103 + 103 + 103 +103 + 103 ） 25≈ 106KJ 2）假定各物質(zhì)的比熱容隨溫度變化不大，則 Cp,對(duì)硝基苯甲酸＝ 128J/(mol*k)=(Kg*k) Cp,對(duì)氨基苯甲酸＝ (mol*k)=(Kg*k) Cp,pa/c＝ (mol*k)=( mol*k) Cp,水＝ (mol*k)=(Kg*k) Cp,氯化鈉＝ 101J/(mol*k)=(Kg*k) Q4 =（ m對(duì)硝基苯甲酸 c 對(duì)硝基苯甲酸 + m對(duì)氨基苯甲酸 c 對(duì)氨基苯甲酸 + m pa/ccpa/c + m 氯化鈉 c 氯化鈉 +m 對(duì)硝基苯甲酸溶液 c 對(duì)硝基苯甲酸溶液 +m 對(duì)氨基苯甲酸溶液 c對(duì)氨基苯甲酸 溶液 +m 水 c水） 90 =（ 103 + 103 + 103 + 103 + 103 + 103 + 103 ） 90= 106KJ (2）因?yàn)樵搶?duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)采取的是分批的操作，所以可認(rèn)為 Q5可忽略不計(jì) (3） Q6的計(jì)算 南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17頁(yè) /共 35頁(yè) 設(shè)備向四周散失的熱量 Q6可用下式計(jì)算： Q6=∑ A a(TWT) θ 103 式中： A— 為設(shè)備散熱面積（ m2） TW— 為設(shè)備外表溫度，℃； T— 環(huán)境介質(zhì)溫度，℃； θ — 操作過程持續(xù)時(shí)間（ s）； a— 對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)， W/（ m2 由文獻(xiàn) [17]查得，因反應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定η取 ，故 V=Vp/η =28/=10m3 由文獻(xiàn) [14]查得 ,Ht/Di=1～ ，因容器體積屬于中小型，故選取Ht/Di=， Di 由下式計(jì)算： Di={4V/[π（ Ht/Di） ]}1/3 =[4 10/（π 確定生產(chǎn)的需設(shè)計(jì)壓力：既受到內(nèi)部壓力的作用又受到外部壓力的作用的釜體和底部封頭，其中內(nèi)部壓力可設(shè)計(jì)為 P=，可設(shè)計(jì)外部壓力的取法應(yīng)考慮到操作過程中的出現(xiàn)的最大的壓力差，所以我們應(yīng)取壓力 P= 為設(shè)計(jì)南華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20頁(yè) /共 35頁(yè) 的外部的壓力。計(jì)算結(jié)果如 下 表所示： 表 ，封頭壁厚表 釜體（ mm） 夾套（ mm） 筒體壁厚 22 10 封頭壁厚 22 10 [17] （ 1）支座的選擇 根據(jù)反應(yīng)特性可發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜是需要外加保溫的 ，所以得選取 B 型懸掛式支座。 [19] 水蒸氣進(jìn)出