【正文】 由計算：18= 脫醇塔的頂端冷凝器（1） 上升蒸氣量 ，正丁醇的量為242 冷凍水從0℃升到15℃，物料從45℃降到15℃，平均溫度為30℃。 廢水貯罐 ，酯化反應(yīng)后的物料送入脫醇塔，通過脫醇塔進(jìn)行脫醇后，% kg， kg， kg由（41）得，平均密度= 廢水貯罐的選擇以貯存7天的廢水量為基準(zhǔn)，則廢水貯罐的體積為= 通過查《化工容器及設(shè)備簡明手冊》[11]，選擇立式平底平蓋容器系列廢水貯罐， m3。操作氣速w==。通過《化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊》[11]，選擇反應(yīng)器的型號為公稱容積為2000搪玻璃K型反應(yīng)器。C飽和蒸汽壓 343176。 乙酰檸檬酸三丁酯計量罐 ㎏，,則所需要成品ATBC計量罐體積是m3 通過《化工工藝設(shè)計手冊》[17]。最后向所有關(guān)心、支持和幫助我的同學(xué)們表示最誠摯的謝意，在本次論文的撰寫過程中，他們幫助我解決的許多的難題，在交流和解決問題的過程中，我學(xué)會了許多東西，更主要的是學(xué)會了解決問題的方法。 通過查《化工工藝設(shè)計手冊》[17]，選擇公稱容積90176。 脫酸塔 ，轉(zhuǎn)入脫酸塔的物料如下：檸檬酸:㎏ TBC:㎏ ATBC:㎏ 雜質(zhì):㎏ 催化劑:㎏ 乙酸:㎏ 乙酸酐:㎏ 合計:㎏則轉(zhuǎn)到脫酸塔的物料的平均密度由式（41），可得kg/h,則需要脫酸塔的塔釜體積 因為乙酰化液的腐蝕性很強，所以脫酸塔的釜選用的是搪玻璃材質(zhì)。由《化工原理課程設(shè)計》[16]選擇塔頂蒸汽管的型號為896（4） 塔頂出料管～， 式中： ——塔釜流出液的質(zhì)量流量kg/h ——塔釜液相密度圓整后。因為塔釜本身相當(dāng)于一塊理論板，則實際需要1塊理論板。 通過查《換熱器》[12]得，選擇換熱器的類型是列管式固定管板換熱器。當(dāng)水的溫度從0℃升到15℃，物料的溫度從30℃降到15℃，℃。將塔頂物料分為兩部分，一部分是含乙酸3%的乙酸酐，另一部分是乙酸，其中回收97%㎏，實際上每天需要消耗97%，㎏。本設(shè)計所用的堿性物質(zhì)是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的NaCO3，并將中和后的物料送入靜置釜內(nèi)，以除去物料中含有的大量水分和生成少量的鹽[7]。乙酰檸檬酸三丁酯具有很多優(yōu)良的性質(zhì)，其最大的優(yōu)點是無毒，安全性較高。因此，乙酰檸檬酸三丁酯作為首選增塑劑被應(yīng)用于制造兒童玩具、食品的包裝、醫(yī)療用品之中。為了得到純度較高的產(chǎn)物，將反應(yīng)過程生成的鹽除去，把經(jīng)過中和反應(yīng)后的物料轉(zhuǎn)入水洗塔。脫酸過程物料平衡見表4表4 脫酸塔物料平衡表進(jìn)塔物料出塔物料塔釜物料塔頂物料物料名稱物料質(zhì)量（kg）物料名稱物料質(zhì)量（kg）物料名稱物料質(zhì)量（kg）檸檬酸檸檬酸醋酸ATBC催化劑醋酸酐催化劑TBC雜質(zhì)醋酸酐雜質(zhì)TBCATBC雜質(zhì)醋酸酐醋酸合計合計合計 中和過程 脫酸后的物料需要進(jìn)入中和釜進(jìn)行中和，,，㎏對以上三種物料做物料衡算可知，酸性物質(zhì)理論上消耗碳酸鈉的質(zhì)量：反應(yīng)一：106=㎏反應(yīng)二：106=㎏反應(yīng)三：106=㎏++=㎏5=㎏=㎏中和后剩余NaCO3量為㎏中和反應(yīng)后水的質(zhì)量為18+318+=㎏生成CO2的量為4444+44=㎏=㎏中和后TBC全部進(jìn)入到ATBC中，㎏。 （2） 估算傳熱面積 物料在冷凝過程中有5%的熱量損失，所以Q= =m2 = （3） 冷凍水的最大流量10= 脫醇釜 （1） 物料量 脫醇用時4小時，將正丁醇和水均按照正丁醇來計算，那么正丁醇的質(zhì)量為 +=以每小時計算，即其余按TBC計算為：脫醇過程為減壓操作，當(dāng)絕壓為2666 時，正丁醇的沸點是42℃。換熱面積是2的 酯化回流罐酯化液的最大流量：， 由（41）得，平均密度= 按貯存1小時的量計，所需回流罐容積為 (1/)=5m3 通過查《化工容器及設(shè)備簡明手冊》[11]得，選擇回流罐的類型是錐形底平蓋容器系列。計算泛點氣速：首先確定以下的式子： （43） 式中：L——液相流量，； G——氣相流量，； ——氣相密度，kg/m3； ——液相密度，kg/m3。《化工原理課程設(shè)計》[16]選擇出料管的型號為253 脫醇塔頂冷凝器 通過能量衡算可知。通過查《化工工藝設(shè)計手冊》[17]，所選的脫醇塔的型號是容積為1500L的搪玻璃蒸餾釜，符合工藝設(shè)計要求。無折邊錐形底平蓋不銹鋼容器系列。對我以后進(jìn)入職場會有有很大的幫助。 泵是動的設(shè)備，應(yīng)該選擇兩臺，一臺工作，一臺備用。對ATBC，173176。 乙?；? ，乙?；獌?nèi)的物料如下： 檸檬酸： 氨基磺酸： 催化劑： TBC： 醋酸酐： 雜質(zhì)： 合計： 為了方便計算，取物料的密度為1000，則所需乙酰化釜體積為 由于進(jìn)入反應(yīng)釜的物料具有很強的腐蝕性。液體的粘度是通過塔頂及塔釜的平均溫度來計算，平均溫度K下，通過查《化學(xué)工程手冊》[13]，正丁醇的粘度可，所以空塔泛速操作氣速的選擇通過查《化工原理課程設(shè)計》[15]查的，操作氣速在W=(～)之間選擇式中：W：操作氣速，m/s。 泵是動設(shè)備，應(yīng)該選擇兩臺，一臺工作，一臺備用。（3） 升溫過程需要吸收的熱量 由于在升溫過程有5%的熱量損失，取Q=（4） 氣化過程吸熱：50208=（5） 換熱面積計算： 式中： b——搪玻璃壁厚，m； K——搪玻璃的傳熱系數(shù)。=3==經(jīng)過水洗后碳酸鈉完全進(jìn)入水相，㎏水洗過程中，水會進(jìn)入油相。合成乙酰檸檬酸三丁酯的工藝流程如圖1所示：圖1 乙酰檸檬酸三丁酯的生產(chǎn)工藝流程圖3 物料衡算和能量衡算 工藝參數(shù)年產(chǎn)200噸乙酰檸檬酸三丁酯，年工作日為330天，以一天的生產(chǎn)量為基準(zhǔn)，乙酰檸檬酸三丁酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%。 設(shè)計依據(jù) 因為本設(shè)計是假定的設(shè)計，所以在實際的生活中不會使用。不溶于水但與多數(shù)有機(jī)溶劑相溶，與多種纖維素、氯化橡膠等相溶。分離出的乙酸酐可循環(huán)使用[6]。由物料衡算得，設(shè)蒸出的水含醇的量x，蒸出的醇中含水y即 解得 則塔頂回收質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%㎏實際每天需要消耗正丁醇kg%脫醇塔物料平衡見表2表2 脫醇塔物料平衡表進(jìn)塔物料 出塔物料塔釜物料 塔頂物料物料名稱物料質(zhì)量（kg）物料名稱物料質(zhì)量（kg）物料名稱物料質(zhì)量（kg）檸檬酸檸檬酸98%正丁醇正丁醇氨基磺酸%正丁醇恒沸物氨基磺酸TBCTBC水雜質(zhì)TBC雜質(zhì)合計合計合計 乙?；^程 乙?；^程所用的催化劑是大孔強酸性陽離子交換樹脂，加入量是TBC質(zhì)量的5%，由表2可知，㎏，則乙?；^程需要加入的催化劑的量是：㎏ ，n（檸檬酸）：n（醋酸酐）=1: ㎏質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%的乙酸酐的加入量為㎏：TBC的轉(zhuǎn)化率為96%，=㎏理論上消耗乙酸酐的質(zhì)量為102=㎏生成乙酸的質(zhì)量為60=㎏=㎏4%=㎏雜質(zhì)的質(zhì)量為402=㎏出?；獣r，催化劑和檸檬酸的量不變ATBC的質(zhì)量為402=㎏+4%=㎏物料在乙?；磻?yīng)過程的物料平衡見表3表3 乙?；磻?yīng)過程物料平衡表進(jìn)釜物料出釜物料物料名稱物料質(zhì)量（kg）物料名稱物料質(zhì)量（kg）檸檬酸檸檬酸催化劑催化劑醋酸酐醋酸酐氨基磺酸ATBCTBCTBC雜質(zhì)雜質(zhì)乙酸合計合計 脫酸過程乙?；a(chǎn)物ATBC要通過脫酸塔進(jìn)行脫酸，其中的雜質(zhì)、乙酸均可全部從塔頂