苯甲酸丙酯的車間工藝設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-03 04:11本頁面
【正文】 苯甲酸正丙酯 (npropylbenzoat) ：沸點(diǎn)230℃ ，相對密度 。 制法：以丙醇 (或異丙醇 )及苯甲酸為原料，在硫酸、干燥氯化氫的催化下，進(jìn)行縮合制取。 苯甲酸丙酯香氣單一，能加強(qiáng)和潤香氣，而且能起好香氣劑的作用，是一種由獨(dú)特特點(diǎn)的香料。 目前，采用非無機(jī)酸作為酯催化劑的研究很多，但制備苯甲酸丙酯的研究并不多。而劉承先也采用對甲苯磺酸催化合成苯甲酸丙酯， 對苯甲酸磺酸是一種強(qiáng)有機(jī)酸，作為酯反應(yīng)催化劑既有性質(zhì)穩(wěn)定、反應(yīng)溫和、副反應(yīng)少、設(shè)備腐蝕小、環(huán)境污染少等優(yōu)點(diǎn) 。 第二節(jié) 原料介紹 正丙醇 （ npropanol） 正丙醇 （ npropanol ） ，又稱 1 丙醇（ 1propylalcohol） 、丙醇。 有像乙醇?xì)馕兜臒o色透明液體，溶于水、乙醇、乙醚。主要用來做燃料油的殺菌劑、農(nóng)藥及醫(yī)藥原料、香料原料等。 丙醇直接用作溶劑或合成乙酸丙酯，用于涂料溶劑、印刷油墨、化妝品等，用于生產(chǎn)醫(yī)藥、農(nóng)藥的中間體正丙胺，用于生產(chǎn)飼料添加劑、合成香料等。 苯甲酸 【英文名稱】 BenzoicAcid 【其他名稱】安息 香酸 （ carboxybenzene） 、苯酸（ phenylformicacid）、苯 蟻酸 。熔點(diǎn) ℃ ，沸點(diǎn) 249℃ ，相對密度 （ 15/4℃ ） 。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有機(jī)溶劑。它們的化學(xué)性質(zhì)相似，都能形成鹽、酯、酰鹵、酰胺、酸酐等，都不易被氧化。 分子式 ： C7H6O2； 分子量： ； 結(jié)構(gòu)簡式： C6H5COOH(苯環(huán) COOH)主要成分：純品外觀與性狀：鱗片狀或針狀結(jié)晶，具有苯或甲醛的臭味。 3 用途 【用途一】用于醫(yī)藥、染料載體、增塑劑、香料和食品防腐劑等的生產(chǎn)，也用于醇酸樹脂涂料的性能改進(jìn)【用 途二】主要用于抗真菌及消毒防腐【用途三】用作化學(xué)試劑及防腐劑【用途四】通常用作定香劑或防腐劑?？勺鳛楦嘞阌萌朕瓜阆憔?。煙用香精中亦常用之。 對甲苯磺酸 物理性質(zhì) ： 分子式 ： C7H8O3S， M=172g/mol； 性狀：白色針狀或粉末狀結(jié)晶，易溶于水、醇和醚，極易潮解，易使棉織物、木材、紙張等碳水化合物脫水而碳化，難溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系溶劑。不具氧化性的有機(jī)強(qiáng)酸。 指標(biāo)名稱：分析純（ AR）、化學(xué)純（ CP）、精制級、特定級、工業(yè)優(yōu)級；外觀：白色針狀或粉末結(jié)晶；含量 %： ≥9998989796；硫酸鹽（游離酸 SO4）：≤；密度： ；折射率： ；閃點(diǎn)： 41℃ ；水溶性：可溶；沸A點(diǎn)： 140℃ （ ） ； 熔點(diǎn)： 103℃ ~105℃ 用途 廣泛用于合成醫(yī)藥、農(nóng)藥、聚合反應(yīng)的穩(wěn)定劑及有機(jī)合成（酯類等）的催化劑。 第二章 生產(chǎn)方法的選擇和流程設(shè)計(jì) 第一節(jié) 工藝流程概述 合成路線概述：在反應(yīng)釜中加入苯甲酸、正丙醇（酸醇摩爾比為 1:4）、一定量的催化劑對甲苯磺酸，裝上攪拌器、分水器、回流冷凝管和溫度計(jì)，加熱攪拌反應(yīng)4 小時(shí)，反應(yīng)溫度控制在 95102℃ ，反應(yīng)結(jié)束后，稍冷后用 5%的 NaHCO3中和 、水洗滌，分液，用無水 硫 酸 鎂干燥后進(jìn)行蒸餾，收集前餾分，再收集 195205℃的餾分為產(chǎn)品。 2=200℃ 根據(jù)《化工數(shù)據(jù)》中的對應(yīng)狀態(tài)法估算 25℃（ ）時(shí)，各物質(zhì)對應(yīng)的定壓比熱容 CP： CP（正丙醇） =（ Kg K) CP（苯甲酸） =(mol CP CP CP K) CP（對甲苯磺酸） =(Kg K) CP（苯甲酸丙酯） =(Kg K) 未轉(zhuǎn)化正丙醇帶出設(shè)備熱量： Q=G T==╳ ╳ = 未轉(zhuǎn)化對甲苯磺酸帶出設(shè)備熱量： Q=G T=╳ ╳ = 苯甲酸帶出設(shè)備熱量： Q=G T=╳ ╳ 苯甲酸丙酯帶出設(shè)備熱量： Q=G T=1100╳ ╳ = 水帶出設(shè)備熱量： Q=G T=╳ ╳ = 物料帶出設(shè)備的總熱量 Q4 Q4=++++= 過程的熱效應(yīng)： 查資料得：燃燒熱 qc（正丙醇） =2025KJ/mol qc（水） =利用卡拉奇法估算燃燒熱，得： qc（苯甲酸） =+∑ k△ =╳ 30+1╳ =qc（苯甲酸丙酯） =+∑ k△ =╳ 52+1╳ =8 過程熱效應(yīng)為： Qr=∑ qc（反） ∑ qc（產(chǎn)） =2025+（ +） =反應(yīng)吸熱量為： Q3=nQr= ╳ （ ╳ 2200 ╳ ╳ ） / （ ╳ ╳ ）=： 由 Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 及 Q5+Q6=15%Q2 故 85%Q2=Q4Q3Q1=+= 所以 Q2= Q5+Q6: Q5+Q6=15%Q2=15%╳ = ： 衡算對象 熱量 KJ 總計(jì) KJ 進(jìn)料 Q1 Q2 Q3 出料 Q4 Q5 Q6 第四章 設(shè)備計(jì)算和選型 第一節(jié) 反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)和材質(zhì) ： K型 ：選用搪玻璃 第二節(jié) 反應(yīng)釜中物質(zhì)的平均密度ρ m 的計(jì)算 根據(jù) 1/ρ m=∑α i/ρ i 其中 α i—— 第 I中物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)， di=mi/M ρ i—— 第 I中物料的密度 mi—— 第 I 中物料的質(zhì)量 9 M—— 總物料量 物質(zhì)名稱 正丙醇 對甲苯磺酸 苯甲酸 質(zhì)量 Kg 密度 g/cm3 M=m1+m2+m3=++= 1/ρ m=∑α i/ρ i =( )+( )+( )=ρ m=1/=物質(zhì)總體積為： M/ρ m=第三節(jié) 反應(yīng)釜的計(jì)算和選型 （ 1）確定筒體和封頭型式 從該反應(yīng)的反應(yīng)條件和反應(yīng)現(xiàn)象可以得知它是屬于帶攪拌的低壓反應(yīng)釜類型，根據(jù)慣例，選擇圓柱形筒體和橢圓形封頭。該反應(yīng)的狀態(tài)為無泡沫和無沸騰情況，黏度也不大，故可取裝料系數(shù) η =。 反應(yīng)釜直徑估算： Di=[4V/（ Л ╳ H/Di） ]1/3=[4 4/( )]1/3= 圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)系列，取 Di=1700mm。 （ 3）確定筒體高度 當(dāng) Di=1700mm， h2=25mm 時(shí)，從表查得橢圓形封頭的容積 Vh=，再查表得筒體每一米高的容積 V1=，則筒體高估算為： H=（ V– Vh） /V1=（ ） /= 取 H 為 ，于是 H/Di=（ 4）確定夾套直徑 10 查表得： Di′ =Di+200=1700+200=1900mm 夾套封頭也采用橢圓形，并與夾套筒體取相同直徑。 (6)傳熱面積 當(dāng) Di=1700mm時(shí) ，從表查出 Fh=， F1=，則 F=Fh+=+╳ = 反應(yīng)釜的規(guī)格按上述各步計(jì)算所得，對于技術(shù)參數(shù)可根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況選公稱容積為 4000L 的搪玻璃反應(yīng)缸的技術(shù)參數(shù)。 K) Tk—— 加熱劑的最終溫度
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