【正文】 .................................................................27 ．安全措施 .........................................................................................................27 第六章設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 ...........................................................................................................28 第七章 設(shè)計(jì)的體會(huì)和收獲 ..............................................................................................31 第八章 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................32 4 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題 目： 年產(chǎn) 450 噸丁酮乙二醇縮酮的車間工藝設(shè)計(jì) 任務(wù)與要求： 1．設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 年產(chǎn)量； 450 噸 年工作日： 240 天 生產(chǎn)工藝原理：以丁酮、乙二醇為原料，對(duì)甲苯磺酸為催化劑，環(huán)己烷為帶水劑，生產(chǎn)制備丁酮乙二醇縮酮。 反 應(yīng)溫度：回流 反應(yīng)時(shí)間： 3小時(shí) 其中丁酮的轉(zhuǎn)化率為 95%， 丁酮乙二醇縮酮 的收率為 85%。 2．物料規(guī)格 原料與產(chǎn)物 規(guī)格（純度） 乙二醇 % 丁酮 % 環(huán)己烷 % 對(duì)甲苯磺酸 % 丁酮乙二醇縮酮 % 3．工藝計(jì)算 物料衡算 熱量衡算 設(shè)備計(jì)算 4．編制設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容： 一、總論 （ 1）概述 所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的性能、用途和在國民經(jīng)濟(jì)中或?qū)θ嗣裆畹闹匾?；該產(chǎn)品的市場(chǎng)需求，該產(chǎn)品的生產(chǎn)方法及特點(diǎn)。（ 1000 字以上） （ 3）項(xiàng)目來源 由教師指定的課題 5 （ 4）設(shè)計(jì)產(chǎn)品所需的主要材料的規(guī)格、來源以及水、電、汽的供應(yīng)情況、結(jié)合設(shè)計(jì)地區(qū)供應(yīng)情況加以說明。簡(jiǎn)要敘述自己設(shè)計(jì)所選定的生產(chǎn)方法的依據(jù)和特點(diǎn)。 三、工藝計(jì)算 包括物料衡算與能量衡算，計(jì)算結(jié)果匯總于物料衡算表和熱量衡算表中，并將計(jì) 算基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)能力的基準(zhǔn)，包括時(shí)間基準(zhǔn)和單位產(chǎn)品基準(zhǔn)。并根據(jù)生產(chǎn)能力，按物料衡算和熱量衡算的結(jié)果，對(duì)其它設(shè)備都作為輔助設(shè)備進(jìn)行選型。 五、原材料、動(dòng)力消耗定額 六、車間成本估算 七、環(huán)境保護(hù)及安全措施 八、設(shè)計(jì)的體會(huì)和收獲 九、參考文獻(xiàn) 十、附工程圖紙 （ 1）帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 （ 2）主要設(shè)備裝配圖 參考書 《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》（上、下冊(cè)），國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院編 《精細(xì)化工反 應(yīng)器及車間工藝設(shè)計(jì)》（左識(shí)之主編），華東理工大學(xué)出版社 《化工制圖》 《工程制圖》（化工） 《化工工藝設(shè)計(jì)概論》 學(xué) 生 簽 名： 課程設(shè)計(jì)要求 1. 每組人員 4 人，已大致分配，若需要調(diào)整，組員之間可以互換，但不能增加或減少原組人員數(shù)量。 6 2. 每組自定設(shè)立一個(gè)負(fù)責(zé)人，進(jìn)行統(tǒng)一分工；組員之間要互相配合、合理分工；個(gè)人完成自己的任務(wù)，最后匯總成篇；“心得體會(huì)”部分必須 個(gè)人完成。（打印順序：封面→目錄→任務(wù)書→正文） 總 論 丁酮乙二醇縮酮不僅僅是作為有機(jī)合成的中間體或特殊溶劑使用，而且還是果香型、木香型日用香精 [1].由于其原料來源豐富 ,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 ,近十幾年作為新型香料在日用香精和食品香精中均有廣泛應(yīng)用。 ： 近年來丁酮縮乙二醇在香料中廣泛的得到應(yīng)用，越來越多的人 7 對(duì)其進(jìn)行研究 ，向著越來越高效和環(huán)保的反面發(fā)展。此工藝其優(yōu)點(diǎn)是催化劑價(jià)廉易得 ,但是反應(yīng)結(jié)束后 ,分離催化劑與產(chǎn)物需進(jìn)行中和、水洗等過程 ,工藝復(fù)雜 ,產(chǎn)生廢水污染環(huán)境 ,并且質(zhì)子酸對(duì)設(shè)備具有較強(qiáng)的腐蝕作用。在酮醇物質(zhì)的量比為 1∶ 1 . 5,催化劑用量為反應(yīng)物料總質(zhì)量的 2% ,帶水劑選用環(huán)己烷 ,反應(yīng)時(shí)間 1 . 5 h 的條件下 ,丁酮縮乙二醇的收率可達(dá) 92 . 7%,此反應(yīng)知S O42 /Fe2O3 Ti O2 是合成丁酮縮乙二醇的良好催化劑 ,其活性高 ,易分離 ,污染少 ,有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。催化劑效果良好 ,并可重復(fù)使用。 （ 4）以一水合硫酸氫鈉作催化劑 ,在適宜的條件下 ,合成了丁酮縮乙二醇 ,產(chǎn)率可達(dá) 91. 5 %， 一水合硫酸氫鈉是合成丁酮縮乙二醇 8 的良好非質(zhì)子酸催化劑 ,它具有催化活性高 ,可重復(fù)使用 ,催化劑與反應(yīng)體系易于分離，來源廣泛 ,價(jià)格低廉 ,性質(zhì)穩(wěn)定 ,減少三廢 污染等特點(diǎn)。 （ 5）以活性炭負(fù)載具有 Keggin結(jié)構(gòu)的硅鎢酸和磷鎢酸作為催化劑 ,比較它們對(duì)縮酮反應(yīng)的催化效果 ,結(jié)果表明 :它們對(duì)丁酮的縮合反應(yīng)都具有良好的催化活性 。 ： 由于丁酮縮乙二醇具有的特性使其廣泛的應(yīng)用于香料中，日用品中，隨著 日用品的發(fā)展，丁酮縮乙二醇的需求越來越多，應(yīng)用越來越廣泛，合成丁酮所乙二醇的方法也越來越多。 9 第一章工藝流程概述 產(chǎn)品名稱：丁酮乙二醇縮酮 分子式： 產(chǎn)品性質(zhì) 產(chǎn)品是一種無色透明的液體，具有果香，不溶于水，溶于乙醇等有機(jī)溶劑。在日用香料和食用香精中應(yīng)用廣泛。 合成路線 在反應(yīng)釜中加入丁酮、乙二醇、一定量的對(duì)苯二甲酸和環(huán)己烷溶劑共沸劑，裝上攪拌器、分水器、回流冷凝管和溫度計(jì)，加熱反應(yīng) 3 小時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生水和共沸劑共沸蒸出，至沒水產(chǎn)生，結(jié)束反應(yīng)、冷卻、過濾、蒸餾收集一定溫度范圍內(nèi)的餾分。MEK； 。 熔點(diǎn) ℃ )： ； 相對(duì)密度（水 =1）： ；沸點(diǎn) (℃ )： ； 相對(duì)蒸氣密度（空氣 =1）：； 飽和蒸氣壓 (kPa)： (20℃ )； 燃燒熱 (kJ/mol)： ； 臨界溫度 (℃ )： 260； 臨界壓力 (MPa)： ； 辛醇 /水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值： ； 閃點(diǎn) (℃ )： 9 ； 爆炸上限 %(V/V)：； 引燃溫度 (℃ )： 404 ； 爆炸下限 %(V/V)： ； 溶解性：溶于水、乙醇、乙醚， 可混溶于油類 丁酮 乙二 醇 對(duì)苯二甲酸 環(huán)己烷 縮合反應(yīng) 中和洗滌 Na2CO3 分層分離 減壓蒸餾 產(chǎn)品 油水分離 環(huán)己烷 11 丁酮由于具有羰基及與羰基相鄰接的活潑氫，因此容易發(fā)生各種反應(yīng)。長(zhǎng)時(shí)間受日光照射時(shí)，生成乙烷、乙酸、縮合產(chǎn)物等。用鉻酸等強(qiáng)氧化劑氧化時(shí)生成乙酸。與脂肪族或芳香族醛發(fā)生縮合時(shí)，生成高分子量的酮、環(huán)狀化合物、縮酮以及樹脂等。該化合物受日光或紫外光照射時(shí)發(fā)生樹脂化。與脂肪族酯在堿性催化劑存在下反應(yīng)，生成 β 二酮。與氰化氫反應(yīng)生成氰醇。丁酮的 α 氫原子容易被鹵素取代生成各種鹵代酮，例如與氯作用生成 3氯 2丁酮。 健康危害：對(duì)眼、鼻、喉、粘膜有刺激性。該品常與己酮同 [2]混合應(yīng)用，能加強(qiáng)己酮 [2]引起的周圍神經(jīng)病現(xiàn)象，但單獨(dú)接觸丁酮未發(fā)現(xiàn)有周圍神經(jīng)病現(xiàn)象 。 乙二醇 名稱： 乙二醇（ ethylene glycol）又名 “ 甘醇 ” 、 “ 1,2亞乙基二醇 ” ，簡(jiǎn)稱 EG。乙二醇能與水、 丙酮 互溶，但在醚類中溶解度較小。乙二醇的高聚物 聚乙二醇 （ PEG）是一種 相轉(zhuǎn)移催化劑 ，也用于 細(xì)胞融合 ；其硝酸酯是一種 炸藥 。 表面張力 ： mN/m (20℃ ) 燃點(diǎn)： 418℃ 燃燒熱： 在 25 攝氏度下，相對(duì)介電常數(shù)為 37 12 濃度較高時(shí)易吸潮 由于 分子 量低 ,性質(zhì)活潑 ,可起酯化 /醚化 /醇化 /氧化 /縮醛 /脫水等反應(yīng)。如與混有硫酸的 硝酸 反應(yīng)，則形成二硝酸酯。 乙二醇在 催化劑 （ 二氧化錳 、 氧化鋁 、氧化鋅或硫酸）作用下加熱，可發(fā)生分子內(nèi)或分子間 失水 。通常將金屬溶于二醇中，只得 一元醇 鹽；如將此醇鹽（例如乙二醇一鈉）在氫氣流中加熱到 180～ 200176。此外用乙二醇與 2摩爾 甲醇 鈉一起加熱，可得乙二醇二鈉。乙二醇二鈉與 1，2－ 二溴乙烷 反應(yīng)，生成二氧六環(huán)。乙二醇與其他二醇不同 ,經(jīng) 高碘酸 氧化可發(fā)生碳鏈斷裂。在制革和制藥工業(yè)中，分別用作水合劑和溶劑。乙二醇的單 甲醚 或單 乙醚 是很好的溶劑，如甲溶纖劑 HOCH2CH2OCH3 可溶解纖維、樹脂、油漆和其他許多有機(jī)物。 屬于低毒類化學(xué)物。 PTA。 對(duì)苯二 (甲 )酸 ,對(duì)酞酸 。 純對(duì)苯二酸 。 對(duì)苯二酸 。若與空氣混合，在一定的限度內(nèi)遇火即燃燒 甚至發(fā)生爆炸。 溶于堿溶液，微溶于熱 乙醇 ，不溶于水、 乙醚 、冰醋酸、 乙酸乙酯 、 二氯甲烷 、甲苯、氯仿 等大多數(shù)有機(jī)溶劑，可溶于 DMF、 DEF 和 DMSO 等強(qiáng) 極性 有機(jī)溶劑。 [3] 毒性：屬低毒類。 燃燒（分解）產(chǎn)物： 一氧化碳 、 二氧化碳 。不溶于 水 ，溶于多數(shù)有機(jī)溶劑。一般用作一般 溶劑 、色譜分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及用于 有機(jī)合成 ，可在 樹脂 、 涂料 、 脂肪 、 石蠟油