【正文】 7ATBC8合計(jì)出塔物料塔釜物料9檸檬酸10硫酸11TBC12雜質(zhì)13醋酸酐14ATBC15塔釜合計(jì)塔頂物料12醋酸13雜質(zhì)14醋酸酐12塔頂合計(jì)5) 反應(yīng)工段總物料平衡以一班為計(jì)算基準(zhǔn)。6) 乙?；淠魃仙龤怏w全部為醋酸，冷凝過(guò)程中，冷卻水由25℃升至30℃，物料由85℃降至40℃。（） =?！鱰其中，Q取Q3中的最大值，即Q=Q1=。)+(247。247。()=取A’=== m23)冷凍水最大流量由公式(39)W= Q/△H=202033247。38169=7. 乙?；淠?） 操作條件：上升氣體全部為醋酸，冷凝過(guò)程中，冷卻水由25℃升至30℃，物料由85℃降至40℃。醋酸為：247。(26694+25)=加上5%熱損失，取得Q=平均溫差按照公式(36)可求得△tm=(2812)247。該溫度下TCB的飽和蒸汽壓可由TCB的安托因方程解得，飽和蒸汽壓PTBC= mmHg。氣相密度按正丁醇密度考慮，由下式式中：P——絕對(duì)壓力，Pa；M——摩爾質(zhì)量，kg/mo1；R——理想氣體常數(shù)， J/(mol 乙?；? 進(jìn)入乙酰化釜物料如下：檸檬酸： 硫酸： TBC： 98%醋酸： 雜質(zhì)： 物料密度取1000kg/m3，所以所需乙?；w積為：V=。因此，帶入R=，XD=，可得精餾段操作線方程y=+及相平衡方程 x=y/()取y1= ，交替使用操作線方程與相平衡方程，計(jì)算結(jié)果見表322。壓力控制：改變不凝性氣體抽吸量是控制本工藝減壓精餾塔壓力的常用方案，此外，也可在真空泵的吸入管道上設(shè)置一吸入管，改變吸入支管的閥門開度可調(diào)節(jié)吸入的空氣或惰性氣體量，從而達(dá)到控制全塔壓力的目的。 附圖 帶控制點(diǎn)的流程圖（PID）見附圖 參考文獻(xiàn)1. [M].:化學(xué)工業(yè)出版社,2010年5月2. 陸振東. 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)[J]. 第二版. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1996年6月3. (上下冊(cè))[M].化學(xué)工業(yè)出版社,1994年12月4. (上下冊(cè))[M].高等教育出版社,1992年5月5. (上下)(第二版)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2002年1月6. 劉力，[J].增塑劑,2013,(2):29357. 王建新精細(xì)有機(jī)合成[M],北京中國(guó)輕工業(yè)出版社,20008. 許文苑，熊國(guó)宣，馬建國(guó)，固體超強(qiáng)酸催化合成乙酰檸檬酸三丁酯[J]。7）等板高度計(jì)算精餾塔等板高度可由(321)，平衡曲線的斜率可由表322所計(jì)算參數(shù)計(jì)算：m1=()/()=m2= ()/()= 平均斜率m=*(+)=.=340***。由=*103及ΔP=5mmH2O/m填料，查表得=代入數(shù)據(jù)，求得w=，所需塔徑DT=()=，圓整后，去塔徑為900mm。表320 脫醇塔進(jìn)料組成氣相組成y液相組成xy1=x1=y2=x2=y3=x3=由此可知，需3塊理論塔板。,，滿足要求。38169=9. 脫酸酐塔頂冷凝器1）操作條件上升氣體組成、氣速醋酸酐： 醋酸： 物料中上升氣體只有醋酸和醋酸酐。設(shè)升溫時(shí)間為1h，物料由20℃在1h內(nèi)升溫至38℃，然后在38℃下，脫除全部的醋酸酐和醋酸。247?！妗?0%(3010)=8995kJ/h,加上5%的熱損失，Q=9444kj/h △tm=。38169=.由Q1計(jì)算蒸汽最大流量 Wmax=Q1247。以每小時(shí)計(jì)，吸收熱量Q3=472627247。℃）ni——對(duì)應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量，molQ1=()(247。4) 脫醇塔頂冷凝器上升氣體全部按正丁醇計(jì)算。設(shè)塔釜物料中，醋酸酐占1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；則根據(jù)物料衡算，檸檬酸，硫酸和TBC質(zhì)量保持不變。=理論消耗正丁醇質(zhì)量：247。B. 塔釜物料中，醋酸酐占1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；C. 塔頂物料分為兩部分：一部分為含醋酸2%的醋酸酐（進(jìn)入回收罐循環(huán)使用），其余均為醋酸。為盡可能除去中和生成的鹽,將中和后的物料送入水洗釜,水洗后的物料送入水洗靜置釜,分離出廢水和鹽分后,再次進(jìn)入水洗釜水洗,反復(fù)三次,隨后將送入干燥塔脫去殘余的微量水分,干燥后的產(chǎn)品經(jīng)脫色釜用活性炭脫去其中大部分雜質(zhì)后,經(jīng)過(guò)濾機(jī)除去活性炭,即可得成品ATBC。（25℃） ℃ ，沸點(diǎn)337 ℃，與水任意比互溶。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?；兔撍岬裙ざ蔚奈锪虾馑?；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、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。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。 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。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。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。加熱介質(zhì)采用150℃的蒸汽。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℃。=141669kJ/班，加上5%的熱損失，即Q1==。C，Δt2=。CP247。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)=℃。)=97473kJ/h加上5%的熱損失。25328+247。)=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。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乙酰化釜乙?；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。則進(jìn)脫醇塔正丁醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為xF=。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**)) =。 乙?；河懈g性，脫酸塔釜選用搪玻璃系列。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=(