年產(chǎn)5萬噸癸二酸二辛酯dos生產(chǎn)工藝設(shè)計(編輯修改稿)
2025-06-27 12:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 辛醇（1）?辛醇升溫吸熱：平均溫度為（20+25）/2=℃此溫度下辛醇比熱為C=（kmol.℃)=（kg.℃）Q11=CM?t=5138(2520)=104KJ?癸二酸的比熱容為C=8+2=（)Q12=mC?t/M=4000/202(2520)=104KJQ1=Q11+Q12=104+104=104KJ(2)Q2的計算：Q2反應(yīng)液從25℃到達正常反應(yīng)溫度210℃所需的能量即25℃標準反應(yīng)熱?Hf298=(Ri?Hf298)產(chǎn)物（Ri?Hf298）反應(yīng)物C10H18O4+2C8H18O=C26H50O4+2H2O液體DOS生產(chǎn)熱：?Hf298=液體癸二酸生產(chǎn)熱：?Hf298=液體水生產(chǎn)熱：?Hf298=液體辛醇生產(chǎn)熱：?Hf298=?Hf298=（）（）=則每釜生成DOS的標準反應(yīng)熱為：Q2=Q反=NDOS?Hf298=()=106kJ106kJ(3)Q3的計算：Q3：為反應(yīng)溫度下使原料轉(zhuǎn)化成單酯，產(chǎn)物DOS所需熱量，升溫過程吸收熱DOS:1000/6=103kg 釜內(nèi)物料升溫反應(yīng)水：1000/6= →→→→→→ DOS、水、單酯、辛醇辛醇：1000/6=103kg Q3單酯：1000/6=65kgQDOS:DOS在50~150℃的平均比熱CDOS=℃DOS由25℃→210℃吸熱近視為QDOS=CM?t=103 (21025)=106kJ則75℃ ，Cp=2+5++= 100℃,Cp= ℃的比熱容Cp,則 ( )/()=()/(10075) Cp=Q辛酯=CpM?t=2900/130(21025)=106J? Q水：酯化反應(yīng)水分離出系統(tǒng)的溫度為40℃，則平均溫度為（40+25）/2=℃℃時，Cp水=℃ Q水=MCp水?t=(4025)=104kJ Q3=QDOS+Q辛酯+Q水= 106 + 104 + 106= 106 kJ(4)Q4的計算Q4為共沸物醇和水經(jīng)冷凝器冷卻水帶水的熱量，由于實際生產(chǎn)中，辛醇和水共沸溫度為180℃，查氣化熱：V醇=12456cal/mol= R 水=2258kJ/kg查比熱：C醇=℃=℃ C水=℃=℃ 水：醇=1:4Q4=M汽?H汽+M醇?H醇+(M水C水+C醇M醇)(t共沸40) =43402258+17362+(4340+17362)(18040) =106 kJ(5) Q5的計算Q5包括塔損和釜損，塔和釜表面積F,由實際生產(chǎn)所用塔和釜決定供算F=35m2 K=℃，空氣溫度為20℃Q5= KFT反應(yīng)時間?t 釜 = 35(24020)7= 106 kJ（6）總的計算Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=104+106+106+ 106+ 106 =106 kJ經(jīng)與實際生產(chǎn)過程對比，此方法橫算得到的結(jié)果接近實際應(yīng)用情況，該方法不失不增塑劑生產(chǎn)過程設(shè)計中的一種簡便有效的計算方法。第四章 主要設(shè)備設(shè)計與選型 為方便起見，以下用A表示癸二酸，用B表示異辛醇。物料在反應(yīng)過程中的體積基本不變。由于攪拌速度較大，反應(yīng)物料在反應(yīng)器內(nèi)的流動狀況可視為呈全混流，在定態(tài)時，在等溫等容條件下對整個反應(yīng)器作A的物料衡算：反應(yīng)釜容積按下式計算： VR=Q0t(1+η) (8) Q0=QA+QB (9) 式中： QA和QB，分別為癸二酸和異辛醇的體積流量。η為攪拌容器的備用系數(shù)，～。QA=nAmAt/ρA (10)式中：nA單位時間內(nèi)（1小時）處理癸二酸的摩爾數(shù)；mA癸二酸的分子量；癸二酸密度 ρA =。 t單位時間（1 h） QA=nAmAt/ρ=1000202 247。( 3600)= / s同理異辛醇體積流量QB 異辛醇密度ρB = QB=nBMBt/ρB =1000 247。( 3600) = / sQ0=QA+QB=+= / s酯化反應(yīng)釜中，247。5= h VR=Q0t（1+η）=3600 = 裝料系數(shù)φ，根據(jù)實際生產(chǎn)條件或?qū)嶒灲Y(jié)果而定，～。本設(shè)計物料攪拌狀態(tài)較平穩(wěn)。 故攪拌釜的有效體積為： V=VR/= 反應(yīng)釜高度與底面直徑關(guān)系: H=底面直徑：故液面深度h=4VR/πDi2=4247。()=反應(yīng)釜高：H==當Di=2560mm，查表166得各參數(shù)如表7所示 表7 所查得的各參數(shù)曲面高度h1直邊高度h2770mm40mm 查表4—5 設(shè)計溫度：250℃Pc=ρgh+P混合液平均密度 ρ=nAmA/(nAmA+nBMB)ρA+ nBMB/(nAmA+nBMB)ρB = + =已知:P= 則工作壓力： Pc=ρgh+P=103+1000000=設(shè)計壓力為工作壓力的110%，則設(shè)計壓力為： PW=== 設(shè)備選材：由于原料和產(chǎn)物對鋼材的腐蝕不大，溫度為230℃，壓力為常壓，本設(shè)計從滿足生產(chǎn)工藝需要及保證酯化釜使用壽命的角度出發(fā)，酯化釜的材質(zhì)選用高合金鋼0Cr18Nil2Mo2Ti。 Pc=，T=250℃，Di=2560mm，=75MPa，φ=(雙面焊對接，100%探傷)，腐蝕裕量C2=2mm 計算厚度δ如下： Sd =，查表4—9負偏差C1= δd+C1= 圓整后為5mm，即名義厚度δn=5mm 復驗δn6%= ＞C1= 故最后取C1=所以該反應(yīng)釜可以用5mm的 0Cr18Nil2Mo2Ti高合金鋼板制作。 水壓校驗： 根據(jù)σt≦：由此得σt≤ =180 故其強度滿足要求。 攪拌器的選用及尺寸攪拌器的選型要根據(jù)攪拌目的，物料粘度，攪拌容器容積的大小來綜合考慮。 參照上表，為了實現(xiàn)物料的均相混合，達到返混，所以本設(shè)計選用六片平直葉圓盤渦輪式攪拌器。由《化工原理》上冊教材中表41，選取葉輪直徑d/Di=,即d=,葉寬b==，葉輪距槽底高度C為D/3=。 為了消除可能的打旋現(xiàn)象，強化傳熱和傳質(zhì)，安裝nb=。全檔板判斷如下： (W/D)=()6=,因此，符合全檔板條件。采用永田進治公式法計算。 Re=(d2nρ)/181。式中：d=,n=,混合液平均密度ρ=,181。=104Pas 故Re=106104為湍流，φ=Np,φ為功率因數(shù)，Np為功率數(shù)查圖Rushton算圖，當Re=106時φ=Np=故攪拌功率N=Npρn3d5=1000=4546W 選用螺旋板夾套，環(huán)隙E=100mm，螺距P=50mm。采用佐野雄二推薦的關(guān)聯(lián)式計算: Nuj=(εD4/ν3)(d/Di)(b/Di) ε= 4N/(πDi2Hρ),式中N=4546W,Di=,ρ=972kg/m3,H= 故ε=44546/（972）= ν=181。/ρ=104/972=107m2
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