【正文】 最后向所有關(guān)心、支持和幫助我的同學(xué)們表示最誠(chéng)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(huì)了許多東西，更主要的是學(xué)會(huì)了解決問題的方法。從最初論文的選題、文獻(xiàn)的采集、結(jié)構(gòu)的布局到最終論文的定稿，始終得到帥老師的悉心指導(dǎo)、熱情鼓勵(lì)和無私幫助。從理論上來講，我的這次設(shè)計(jì)取得了初步成功。 乙酰檸檬酸三丁酯計(jì)量罐 ㎏，,則所需要成品ATBC計(jì)量罐體積是m3 通過《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》[17]。 通過查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》[17]，選擇公稱容積90176。現(xiàn)在用填料，反過來計(jì)算空塔氣速。 泛點(diǎn)氣速的計(jì)算： 氣相密度按乙酸密度考慮，由式（46）得， 氣相密度kg/m3 液相密度按乙酸酐考慮，kg/m3由上述知 G=+= L=+= 即 相應(yīng)的的值可以通過查《化學(xué)工程手冊(cè)》[13]，液體粘度按照塔釜的平均溫度計(jì)算，則平均溫度為下，乙酸酸的粘度可由《化學(xué)工程手冊(cè)》[13]得， 故空塔泛速 選擇操作氣速。C飽和蒸汽壓 343176。 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(jì):㎏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?yàn)橐阴；旱母g性很強(qiáng)，所以脫酸塔的釜選用的是搪玻璃材質(zhì)。 乙酸酐貯罐 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%的乙酸酐進(jìn)入乙酸酐貯罐，則乙酸酐的平均密度為： 以貯存4天乙酸酐的量為基準(zhǔn)，則需要乙酸酐的體積為 因?yàn)橐宜狒母g性很強(qiáng)，通過查《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》[17]，選擇公稱容積2立式平底平蓋鋁制容器。 脫醇冷凝器 通過熱量衡算知， 查《換熱器》[12]，選擇換熱面積為12列管式固定管板換熱器。通過《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)》[11]，選擇反應(yīng)器的型號(hào)為公稱容積為2000搪玻璃K型反應(yīng)器。由《化工原理課程設(shè)計(jì)》[16]選擇塔頂蒸汽管的型號(hào)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。由《化工原理課程設(shè)計(jì)》[16]，選取進(jìn)料管的型號(hào)是。按填料塔的設(shè)計(jì)規(guī)范，要求是真空塔壓降填料。操作氣速w==。因?yàn)樗旧硐喈?dāng)于一塊理論板，則實(shí)際需要1塊理論板。把以上三組TBC的沸點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓的數(shù)據(jù)代入（42）方程式中，得根據(jù)以上三個(gè)方程式，得A=, B=, C=。 確定理論板數(shù) TBC的沸點(diǎn)如下： 170176。 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(jiǎn)明手冊(cè)》[11]，選擇立式平底平蓋容器系列廢水貯罐， m3。 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。 酯化釜由上述的物料衡算可知，,為了計(jì)算方便，將固體和液體的混合物的密度設(shè)為1000，則酯化釜內(nèi)物料的總體積為：m3通過查《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明手冊(cè)》[11]可知，～，那么需要酯化反應(yīng)釜的容積m3查《化工容器及設(shè)備簡(jiǎn)明手冊(cè)》[11]，選擇容積為2000型反應(yīng)罐。 （2） 升溫假設(shè)反應(yīng)物料從室溫（20℃）在1小時(shí)之內(nèi)升溫到36℃，然后再36℃下，去除全部的乙酸酐和乙酸。, m2 =（6） 蒸汽計(jì)算： Q=Q1+4Q2=+4= 18=㎏最大蒸汽流量由計(jì)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℃。當(dāng)水的溫度從0℃升到15℃，物料的溫度從30℃降到15℃，℃。 （5） 第三階段：反應(yīng)過程吸熱（） ㎏，假設(shè)將這些水全部汽化，則上升的氣相中含70%的正丁醇的質(zhì)量為： 設(shè)上升氣相中含正丁醇為x 解得x= kJ汽化過程中有5%的熱量損失，所以kJ以每小時(shí)計(jì)算：kJ/h K—搪瓷的傳熱系數(shù)kJ/(h m2 ℃) 選取Q3中最大值Q值計(jì)算面積，取Q= kJ/h平均溫差計(jì)算 式中： ——平均溫度，℃； ，——分別為換熱器進(jìn)、出口溫差。 式中： t——溫度差，℃； Cpi——物質(zhì)的恒壓熱容，J/(mol℃)；ni——物質(zhì)的物質(zhì)的量，mol。進(jìn)入油相中水的質(zhì)量是ATB質(zhì)量的3%。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(shí)際上每天需要消耗97%，㎏。%，水和正丁醇都可以從塔頂全部蒸出。圖2 ?；^程簡(jiǎn)圖乙?；磻?yīng)化學(xué)方程式如下：根據(jù)化學(xué)方程式，通過對(duì)ATBC的質(zhì)量做物料衡算得：理論上消耗TBC的質(zhì)量為：㎏消耗乙酸酐的質(zhì)量為：㎏生成乙酸的質(zhì)量為：kg實(shí)際上需加入純的TBC的質(zhì)量為kg= 由TBC質(zhì)量計(jì)算脫醇過程及酯化過程所生成的檸檬酸三丁酯的質(zhì)量 （1）脫醇過程 ㎏ （2）酯化過程生成檸檬酸三丁酯的質(zhì)量 ㎏ 各操作單元物料衡算 酯化過程 酯化過程如圖3所示圖3 酯化過程簡(jiǎn)圖酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式如下： 根據(jù)化學(xué)方程式，由于檸檬酸三丁酯（TBC)的質(zhì)量是已知的，所以通過物料衡算可以得出：在理論上檸檬酸的消耗量為kg，正丁醇的消耗量為 3kg,生成水的量為318=。 原料：檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)92% 正丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)98% 為了將檸檬酸的轉(zhuǎn)化率提高，采用正丁醇過量的方法。本設(shè)計(jì)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]。將產(chǎn)生的氣體通過乙?；淠鹘禍睾蠡亓鞯椒磻?yīng)釜繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，乙酸酐則被分離出來進(jìn)入到回收罐。酯化反應(yīng)后，將反應(yīng)產(chǎn)物TBC轉(zhuǎn)入脫醇塔中，進(jìn)行減壓蒸餾。那么設(shè)計(jì)書上標(biāo)注的其他設(shè)計(jì)任務(wù)，例如計(jì)算的依據(jù)，經(jīng)濟(jì)效益，建設(shè)廠房時(shí)地理位置的選擇，原料的供應(yīng)其次還有燃料的種類，水、電、氣的來源等都不會(huì)考慮。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(diǎn)是無毒，安全性較高。沸點(diǎn)為343℃，沸點(diǎn)為173℃。乙酰檸檬酸三丁酯的生產(chǎn)設(shè)計(jì)說明書1 引言 乙酰檸檬酸三丁酯概述乙酰檸檬酸三丁酯，其英文名稱是Acetyl TrinButyl Citrate，簡(jiǎn)稱ATBC，分子式為C20H34O8。閃點(diǎn)204℃[2]。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。2. 乙酰檸檬酸三丁酯生產(chǎn)流程敘述 首先進(jìn)行的是酯化反應(yīng)，向反應(yīng)釜中投入一定摩爾比的正丁醇和檸檬酸，加入氨基磺酸作為催化劑。用脫醇冷凝器給脫醇塔內(nèi)的正丁醇蒸汽降溫后，一部分正丁醇回流到酯化反應(yīng)釜中繼續(xù)參與反應(yīng)，其余的正丁醇溶液進(jìn)入回收罐循環(huán)使用。?；磻?yīng)后的物料進(jìn)入脫酸塔，經(jīng)過精餾操作。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。取原料配比[8]為： n（檸檬酸）：n（正丁醇）=1:4 氨基磺酸的加入量是檸檬酸質(zhì)量的5% 反應(yīng)時(shí)間： 反應(yīng)溫度：110℃～160℃ 檸檬酸的轉(zhuǎn)化率：96% 檸檬酸三丁酯收率：95﹪ 脫醇過程 正丁醇出料質(zhì)量分?jǐn)?shù)：≥98﹪ 塔釜正丁醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)：≤1﹪ 壓力：2666pa（絕對(duì)壓力） 檸檬酸三丁酯收率：96﹪ 乙?；^程 醋酸酐質(zhì)量分?jǐn)?shù)98﹪ 原料配比：n(檸檬酸三丁酯):n（醋酸酐）=1: 反應(yīng)溫度：85℃ 反應(yīng)時(shí)間：2小時(shí) 檸檬酸三丁酯的轉(zhuǎn)化率：96% 乙酰檸檬酸三丁酯的收率：96% 脫酸過程 輕組分出料質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98﹪ 塔釜?dú)堃嘿|(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1﹪ 塔內(nèi)壓力：2666pa（絕對(duì)壓力） 乙酰檸檬酸三丁酯的收率：96% 中和及分離過程 乙酰檸檬酸三丁酯的收率：95%