年產(chǎn)噸對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

1、前言1925年，對(duì)氨基苯甲酸首次在世界上實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，20世紀(jì)40年代末至50年代初，對(duì)氨基苯甲酸獲得迅速發(fā)展。1988年世界對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)能力已達(dá)108.4萬(wàn)噸，裝置開(kāi)工率為85。由于需求劇增，對(duì)氨基苯甲酸市場(chǎng)日趨緊俏。80年代末和九十年代初，世界主要對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)廠家Aristech、Dow和Shell紛紛擴(kuò)大生產(chǎn)能力，導(dǎo)致全球?qū)Π被郊姿嵘赡芰^(guò)剩，裝置開(kāi)工率逐年遞減。1992年開(kāi)工率已降至66。但是由于化工業(yè)的快速成長(zhǎng)與發(fā)展以至于對(duì)氨基苯甲酸的使用廣泛度在不斷繼續(xù)擴(kuò)大中，形勢(shì)迅猛發(fā)展。到1989年很多國(guó)家的對(duì)氨基苯甲酸工廠生產(chǎn)工藝裝備的開(kāi)工達(dá)到了93，更有大部分國(guó)家呈現(xiàn)出對(duì)

2、氨基苯甲酸很缺貨的狀態(tài)。為此，各大生產(chǎn)廠家紛紛新建或擴(kuò)建對(duì)氨基苯甲酸裝置，2004年生產(chǎn)能力已達(dá)286.9萬(wàn)噸1。對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)主要集中在美國(guó)、西歐、日本。美國(guó)為首的西歐國(guó)家對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)打趣道世界總量的89%。世界對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)主要由GEP、Shell、Dow和Bayer4家公司控制，約占世界生產(chǎn)能力的70。其中GEP是世界最大的對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)企業(yè)，共建有5套裝置，分布在美國(guó)、荷蘭、西班牙、日本，總生產(chǎn)能力達(dá)到56.4萬(wàn)噸/年。對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力位居世界第二，在美國(guó)、荷蘭各有一套裝置，總生產(chǎn)能力達(dá)到37萬(wàn)噸/年。Bayer在德國(guó)、比利時(shí)分別建有一套對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)裝置，總生產(chǎn)能力

3、達(dá)到28萬(wàn)噸/年1。 目前國(guó)外新建、擬建裝置共9套，生產(chǎn)能力總計(jì)76萬(wàn)噸/年，除Bayer在美國(guó)、比利時(shí)新建裝置外，其余均分布在亞太地區(qū)2。我國(guó)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力、產(chǎn)量、工藝技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量等，都與國(guó)外存在較大差距，表現(xiàn)在3：生產(chǎn)能力小、產(chǎn)量低，我國(guó)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)能力尚不足3萬(wàn)噸/年，遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求；生產(chǎn)裝置達(dá)不到經(jīng)濟(jì)規(guī)模，我國(guó)目前大多數(shù)裝置還不足千噸/年，最大裝置也只有無(wú)錫樹(shù)脂廠的1萬(wàn)噸/年，僅為國(guó)外裝置規(guī)模的1/10,極大的影響了經(jīng)濟(jì)效益；工藝落后，我國(guó)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)工藝仍以催化加氫還原法為主，不僅原料消耗高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且產(chǎn)品質(zhì)量差，嚴(yán)重地影響了其下游產(chǎn)品地開(kāi)發(fā)。對(duì)氨基苯甲酸作

4、為一種非常重要的有機(jī)化工原料，貫穿于整個(gè)化學(xué)工業(yè)，同時(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中也具有非常廣泛的應(yīng)用。因此，選擇一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的方法具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)歷史悠久，隨著化工產(chǎn)業(yè)的迅猛、飛速發(fā)展, 對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)工藝也隨之發(fā)生變化，合成工藝不斷的得到改進(jìn)，并趨于完善。本設(shè)計(jì)采用對(duì)硝基苯甲酸、氫氣為原料，以對(duì)pd/c為催化劑來(lái)合成對(duì)氨基苯甲酸，原料價(jià)廉易得，反應(yīng)條件溫和，操作方便，生產(chǎn)成本低，達(dá)到了化工設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。1、生產(chǎn)工藝的選擇1.1常見(jiàn)生產(chǎn)方法制取對(duì)氨基苯甲酸主要的方法有如下四種：1.1.1以對(duì)硝基苯甲酸為原料合成對(duì)氨基苯甲酸1.化學(xué)還原法（1）AI還原法其實(shí)AI

5、的還原能力是較弱的,所以當(dāng)在無(wú)機(jī)酸的介質(zhì)中進(jìn)行還原時(shí),是要用比較高的溫度的。我們用較濃一點(diǎn)的HCI作為介質(zhì),再用AI來(lái)還原對(duì)硝基苯甲酸,這時(shí)對(duì)氨基苯甲酸的收率可以為86%。用這種方法其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較便宜、收率比較高等等特點(diǎn),缺點(diǎn)是它反應(yīng)條件優(yōu)點(diǎn)嚴(yán)格,處理起來(lái)會(huì)比較麻煩。（2）Sn還原法Sn還原法中最常用的還原劑是SnCI:。由于SnCI在水溶液中及易水解,因此,在用SnCI還原對(duì)硝基苯甲酸時(shí),必需要在有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行。收率為88%。此方法擁有反應(yīng)快、收率很高等等的特點(diǎn),但是，不足之處是產(chǎn)品的分離還比較困難,而且由于使用了有機(jī)溶劑,所以其成本較高。（3）Fe還原法用Nacl為電解質(zhì),稀HCI為介質(zhì)

6、,在96104間,用鐵屑還原對(duì)硝基苯甲酸,PABA的收率87.5%;2用金屬氫化物還原法用金屬氫化物作為還原劑主要是來(lái)自元素周期表中的第三主族元素的氫化物,例：LIH、NaB等等,其中LIH;的還原能力還是較強(qiáng)的,它能將對(duì)硝基苯甲酸一下還原成對(duì)甲基苯胺,所以不能盲目地用來(lái)用于合成對(duì)氨基苯甲酸。雖然NaB的還原能力優(yōu)點(diǎn)弱,如果只使用它做還原劑的話是對(duì)硝基起不了作用的,還要與過(guò)渡的金屬鹽合成復(fù)合的還原劑,這樣才能用做還原對(duì)硝基苯甲酸。其的收率可以到達(dá)91%以上的。一般都用于實(shí)驗(yàn)室合成對(duì)氨基苯甲酸。3.硫化物還原法用硫化物其實(shí)是很溫和的一種還原劑的,像如果用NaS來(lái)還原對(duì)硝基苯甲酸的話,段及苯甲酸的

7、收率將可以達(dá)到80%。4.催化還原法（1）Ni催化還原法在用Ni作催化劑,對(duì)氨基苯甲酸的收率在90%以上,可以說(shuō)純度是非常高的。用NiAI合金來(lái)用做為催化劑的話,經(jīng)過(guò)反應(yīng)得到對(duì)氨基苯甲酸,要求的溫度為125,壓力等于3.1MPa,其中催化劑的用量為6%,當(dāng)我們用的原料液的濃度達(dá)到9%的時(shí)候,對(duì)氨基苯甲酸的收率為88%。（2）Pt催化還原法Pt是一種催化性很好的一種試劑，經(jīng)常被用作催化反應(yīng)中,因?yàn)槲覀冎灰诔爻旱臈l件下通過(guò)持續(xù)的加氫反應(yīng)就可以得到對(duì)氨基苯甲酸了，但是它的缺點(diǎn)很明顯，因?yàn)榇呋院芎脤?dǎo)致它的反應(yīng)進(jìn)行程度很不容易被掌控，因而也不常被采用此種方法來(lái)用做工業(yè)上生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸。（3）P

8、d催化還原法通過(guò)用Pd來(lái)做催化劑加上氫氣作為還原劑來(lái)還原對(duì)硝基苯甲酸生成對(duì)氨基苯甲酸是最常用而且是最經(jīng)濟(jì)的一種方法了。在90度的溫度下以對(duì)硝基苯甲酸為原料來(lái)還原成對(duì)氨基苯甲酸其收率將會(huì)達(dá)到88%以上，而且反應(yīng)速度也相對(duì)較快，成本也不高，所以作為生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的一種方法再適合不過(guò)了。5.電解還原法直接電解還原法直接的用電解還原的方法就是把陰極發(fā)生的反應(yīng)直接用于來(lái)還原對(duì)硝基苯甲酸這樣就可以得到我們需要的對(duì)氨基苯甲酸了。1.1.2 以對(duì)苯二甲酸為原料合成對(duì)氨基苯甲酸是利用廢滌綸的水解產(chǎn)物對(duì)苯二甲酸為原料,經(jīng)過(guò)酸化、單皂化、氨解、降解的四步反應(yīng),而且四步反應(yīng)均有很高的轉(zhuǎn)化率,其總收率為61.2%,并

9、且反應(yīng)條件也緩和，得到的產(chǎn)品含量將大于96.4%。 用對(duì)甲基苯胺作為原料來(lái)合成的對(duì)氨基苯甲酸我們用對(duì)甲基苯胺為原料，把它通過(guò)了酸化,氧化過(guò)程還有最后一部的水解過(guò)程來(lái)制得我們需要的對(duì)氨基苯甲酸。在反應(yīng)過(guò)程中其中的氧化部分是要我們用人工來(lái)操作攪拌均勻的。氧化后的溶液我們?cè)趯⑵渌鈺r(shí)要將反應(yīng)完的水解的溶液用堿性物質(zhì)氨水來(lái)調(diào)節(jié)使其到呈現(xiàn)微堿性。還要用酸來(lái)滴定直到有結(jié)晶產(chǎn)品析出來(lái),需要注意的是此結(jié)晶物一般是優(yōu)點(diǎn)難以析出來(lái)的，并且就算是重結(jié)晶恐怕也很難達(dá)到預(yù)設(shè)產(chǎn)品收率。但是如果我們將高氧化性物質(zhì)高錳酸鉀在攪拌過(guò)程中將其置于沸水中完全溶解后的溶液再依次分量放入瓶中反應(yīng)，怕高錳酸鉀由于其固體的顆粒濃度可能不相

10、同導(dǎo)致溶液的均勻分布帶來(lái)了困擾，而且攪拌起來(lái)也很不方便了。用堿性氨水在水解后的溶液中將其堿性調(diào)節(jié)為4和5之間，這樣就可以使產(chǎn)物比較容易析出了。 以分枝酸為原料生物合成對(duì)氨基苯甲酸這是一種生物合成對(duì)氨基苯甲酸的方法。是在各種生物酶的作用下通過(guò)利用生物酶的活性來(lái)合成的對(duì)氨基苯甲酸是一種很可觀很環(huán)保的方法，屬于當(dāng)下我們研究的重點(diǎn)更是我們研究的熱點(diǎn)方法。1.2生產(chǎn)工藝1.2.1反應(yīng)過(guò)程以對(duì)硝基苯甲酸為原料經(jīng)催化加氫制得對(duì)氨基苯甲酸，是一個(gè)還原反應(yīng)，采用的是液相加氫制備對(duì)氨基苯甲酸，所以壓力對(duì)反應(yīng)的影響不是很大，持氫壓力為0.5MPa，而催化劑用量，反應(yīng)溫度等對(duì)對(duì)氨基苯甲酸的影響很大。當(dāng)加人占原料量3%

11、的Pd/c催化劑后,產(chǎn)率便可提高到98.4%,當(dāng)催化劑用量增加到3.5%一4%時(shí),產(chǎn)率設(shè)有明顯的提高.而且隨著溫度的升高,產(chǎn)率逐漸提高,當(dāng)溫度為90時(shí),產(chǎn)率可達(dá)到98.4%,當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí),產(chǎn)率提高的趨勢(shì)緩慢.采用液相加氫制備對(duì)氨基苯甲酸,它與傳統(tǒng)的鐵粉還原相比,優(yōu)點(diǎn)在于三廢污染少,降低產(chǎn)品成本,收率增加,且所用的催化劑易于和產(chǎn)物分離,故本制備方法對(duì)于開(kāi)發(fā)對(duì)氨基苯甲酸生產(chǎn)有一定的意義.所以生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的最佳工藝條件為：對(duì)硝基苯甲酸與與氫氣的摩爾比為4：1加氫反應(yīng)催化劑用量為3%,反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)，反應(yīng)最佳溫度為90.1.2. 2過(guò)濾過(guò)程經(jīng)反應(yīng)釜催化加氫還原后過(guò)濾，濾去pd/c催化劑。1.

12、2.3 鹽酸酸化過(guò)程經(jīng)過(guò)濾后的溶液用10%的鹽酸進(jìn)行酸化結(jié)晶離心及干燥過(guò)程將溶液置與離心機(jī)里離心，再將離心得到的晶體經(jīng)過(guò)洗滌再放入干燥器中進(jìn)行干燥，就可以得到需要的對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)品。1.3生產(chǎn)控制參數(shù)、丙酮加料方式及具體操作投料配比對(duì)硝基苯甲酸:氫氣=1：4（摩爾比），催化劑pd/c用量為原料對(duì)硝基苯甲酸的3%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）反應(yīng)溫度、壓力和反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)溫度控制在90，0.5MPa，反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)。 具體操作過(guò)程在90條件下，往反應(yīng)釜中加入定量的對(duì)硝基苯甲酸， 5%的氫氧化鈉溶液和水,將其混合物加熱至物料完全溶了為止,測(cè)定其pH值為6.8,加人攪拌磁子和Pd/C催化劑,在封閉反應(yīng)系統(tǒng)中,用氫氣

13、置換,攪拌,升溫至80,通入氫氣,繼續(xù)將其升高溫度至90,保持氫氣的壓力為0.5MPa反應(yīng),定時(shí)測(cè)定其氫氣反應(yīng)的速度,當(dāng)連續(xù)30分鐘不再吃氫時(shí)即說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束了.反應(yīng)液要經(jīng)過(guò)過(guò)濾,再酸化結(jié)晶干燥得到產(chǎn)品.收率95%.生產(chǎn)工藝流程見(jiàn)物料流程圖。1.4生產(chǎn)方式的選取 半間歇操作過(guò)程是間歇操作過(guò)程的連續(xù)操作過(guò)程。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)規(guī)定，對(duì)氨基苯甲酸的年生產(chǎn)能力為1000t，取年工作日為300天，則每晝夜生產(chǎn)能力為1000/3001.111t，所以按照此生產(chǎn)量應(yīng)該采取間歇操作比較好。1.5產(chǎn)品物性、用途及原料參考投量1.6產(chǎn)品物性3對(duì)氨基苯甲酸有其英文命名為p-aminobenzoic acid，又叫4-

14、氨基苯甲酸，化學(xué)式可以寫(xiě)C7H7NO2，結(jié)構(gòu)式可以表示為，熔點(diǎn)186187，對(duì)氨基苯甲酸的分子量為137.14，對(duì)氨基苯甲酸在水中是微溶的，對(duì)氨基苯甲酸其密度為1.375（在25下），是無(wú)色的針狀型的晶體，對(duì)氨基苯甲酸在空氣中或在光照下會(huì)變?yōu)闇\淺的淺黃色。雖然對(duì)氨基苯甲酸在冷水中是微容的但對(duì)氨基苯甲酸容易溶于熱水中、在乙醇，乙醚，乙酸乙酯等有機(jī)溶劑中也易容還有冰醋酸中也比較容，但是對(duì)氨基苯甲酸難溶于水、苯，還不溶于石油醚等。1.7用途對(duì)氨基苯甲酸作為一種非常重要的有機(jī)化工原料，貫穿于整個(gè)化學(xué)工業(yè)，同時(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中也具有非常廣泛的應(yīng)用。因此，選擇一種經(jīng)濟(jì)環(huán)保的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的方法具有很重要的現(xiàn)

15、實(shí)意義。對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)歷史悠久，隨著化工產(chǎn)業(yè)的迅猛、飛速發(fā)展, 對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)工藝也隨之發(fā)生變化，合成工藝不斷的得到改進(jìn)，并趨于完善。本設(shè)計(jì)采用對(duì)硝基苯甲酸、氫氣為原料，以對(duì)pd/c為催化劑來(lái)合成對(duì)氨基苯甲酸，原料價(jià)廉易得，反應(yīng)條件溫和，操作方便，生產(chǎn)成本低，達(dá)到了化工設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的。對(duì)氨基苯甲酸主要是用在醫(yī)療醫(yī)藥中的。它更是我們?nèi)祟悪C(jī)體中細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂的一些必須物質(zhì)的部分組成之一。對(duì)氨基苯甲酸作為一種非常重要的有機(jī)化工原料，在化工行業(yè)中都是廣泛使用的，不僅在化工行業(yè)在我們實(shí)際生活中應(yīng)用的也很廣泛。因?yàn)樗且环N很經(jīng)濟(jì)而且很環(huán)保的方法，對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)合成方法也得到了很大的改進(jìn)，不僅經(jīng)

16、濟(jì)還很環(huán)保，大大得到了改善。 1.8原料參考投量（按生產(chǎn)每噸對(duì)硝基苯甲酸計(jì)）原料對(duì)硝基苯甲酸：1.4243t氫氣：0.0682t催化劑 pd/c：0.0427t2、物料衡算2.1生產(chǎn)能力的計(jì)算生產(chǎn)能力的計(jì)算是根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)來(lái)及實(shí)際情況來(lái)定的，根據(jù)其生產(chǎn)任務(wù)為;每年要產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸1000 t，又根據(jù)公式：開(kāi)工的因子是等于我們生產(chǎn)裝置的時(shí)間除以年時(shí)間的，所以我們?yōu)榱艘耆浞值睦玫皆O(shè)備，我們的開(kāi)工的因子必須取得大一點(diǎn)這樣才經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)也大一點(diǎn)，就是要把它設(shè)置為接近于1，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況又不可能等于1，因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)要考慮的因素很多。比如我們要想到我們的生產(chǎn)設(shè)備的維修和一些不可避免的開(kāi)運(yùn)與停工的因素等等

17、的情況，所以一般我們?nèi)〉玫拈_(kāi)工因子為0.8到0.9之間，一年365天，除去一些節(jié)假日，設(shè)備保養(yǎng)，修理等一共大概65天，我們?nèi)∩a(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的工作時(shí)間為一年300天。全天生產(chǎn)分為三個(gè)班，每一個(gè)班定為生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸一批。因此可以算出每批料的年生產(chǎn)能力為（1000/3003）= 1.11t/班，并以此作為物料衡算的標(biāo)準(zhǔn)。2.2質(zhì)量守恒定律做產(chǎn)品生產(chǎn)的物料衡算根據(jù)質(zhì)量守恒定律它是指進(jìn)入一個(gè)系統(tǒng)的全部的進(jìn)料的量，要必須和離開(kāi)這個(gè)系統(tǒng)的全部的物料的量要相等。還要計(jì)算反應(yīng)過(guò)程中總損失的量和反應(yīng)中體系累積的量。以此作為我們物料衡算研究的依據(jù)?？偟目梢杂孟铝惺阶觼?lái)表示： G進(jìn)=G出+G損+G積其中G進(jìn)等于輸

18、入的物料量的總和；G出等于離開(kāi)的物料量的總和；G損總的損失量；G積系統(tǒng)中積累量。（1）反應(yīng)釜物料衡算對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)規(guī)模采用的是分批操作的設(shè)備，當(dāng)反應(yīng)終了的時(shí)候，系統(tǒng)的物料將完全排出所以此時(shí)系統(tǒng)內(nèi)的物料的積累的量將為零，按照此種情況，上面的物料衡算的等式就可以寫(xiě)為G進(jìn)=G出+G損。應(yīng)為采用的是分批操作所以我們可以確定的生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)為1.11t每批，因此要精確計(jì)算出每批的產(chǎn)量及每批原料的投料量。1）催化加氫過(guò)程反應(yīng)：每批生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸：G=1000t/(3003)=1.11t催化劑pd/c用量占投料量的3%對(duì)氨基苯甲酸產(chǎn)品最終收率為95，故每批投對(duì)硝基苯甲酸的量：G1=1.11

19、/95%167/137=1.42t每批投氫氣的量：G2=1.4242/167=0.0682t每批投催化劑pd/c的量：G3=1.420.03=0.0427t過(guò)程轉(zhuǎn)化率為：98%（以對(duì)硝基苯甲酸計(jì)算）對(duì)氨基苯甲酸的產(chǎn)量： 1.420.98137/167=1.145t對(duì)硝基苯甲酸余量:1.42（1-0.98）=0.028t氫氣余量：0.9832/167=0.0180t生成水的量：1.420.98218/167=0.30t物料衡算見(jiàn)表表2.1催化加氫物料表輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）1對(duì)硝基苯甲酸1.421對(duì)硝基苯甲酸0.0282氫氣0.06822氫氣0.01803Pd/c催

20、化劑0.043Pd/c催化劑0.04水0.30對(duì)氨基苯甲酸1.145總計(jì)1.493總計(jì)1.493（2）堿中和物料衡算每批輸入氫氧化鈉溶液的量： 114540/(1375%)-0.02840/(1675%)=6.82t輸入對(duì)氨基苯甲酸的量： =1.145t輸入對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0682t輸入水的量： =0.30t輸出對(duì)氨基苯甲酸鈉的量： 1145159/137=1.3289t輸出對(duì)硝基苯甲酸鈉的量： 0028189/167=0.028t輸出水的量： 030+1.14518/137+0.02818/167+6.820.95=6.936t物料衡算見(jiàn)表表2.2堿中和的物料衡算表（t/班）輸入輸

21、出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）1對(duì)硝基苯甲酸0.06821對(duì)硝基苯甲酸鈉0.0282對(duì)氨基苯甲酸1.1452對(duì)氨基苯甲酸鈉1.3289水0304水6.9360氫氧化鈉溶液682總計(jì)1.493總計(jì)1.493（3）酸化結(jié)晶物料衡算對(duì)氨基苯甲酸在水中的溶解度約為0.3g/100g，對(duì)硝基苯甲酸在水中的溶解度為0.02g/00g.輸入對(duì)氨基苯甲酸的量： =1.3289t輸入對(duì)硝基苯甲酸的量：=0.0322t輸入水的量： =6.9360t輸入10%鹽酸的量： =3.1129t輸出固體對(duì)氨基苯甲酸的量： 1.3289137/159-0.0292=1.1158t輸出固體對(duì)硝基苯甲酸的量: 0

22、.0322167/189-0.0019=0.0265t輸出溶液對(duì)氨基苯甲酸的量： =0.0292t輸出溶液對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0019t輸出水的量： 6.9360+3.11290.9=9.7377t輸出氯化鈉的量： 1.328958.5/159+0.032258.5/189=0.4989t物料衡算見(jiàn)表：表2.3酸化結(jié)晶的物料衡算表（t/班）輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）1對(duì)氨基苯甲酸鈉1.3289固體對(duì)氨基苯甲酸1.11582對(duì)硝基苯甲酸鈉0.0322固體對(duì)硝基苯甲酸0.0265水6.9360溶液對(duì)氨基苯甲酸0.029210%鹽酸溶液3.1129 溶液對(duì)硝基苯甲酸0

23、.0019溶液水9.7377溶液氯化鈉0.4989總計(jì)11.41總計(jì)11.41（4）離心的物料衡算輸入固體對(duì)氨基苯甲酸的量： =1.1158t輸入固體對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0265t輸入溶液對(duì)氨基苯甲酸的量： =0.0292t輸入溶液對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0019t輸入水的量： =9.7371t輸入洗滌水的量：洗滌水等于固體質(zhì)量=1.1423t輸入氯化鈉的量： 0.4989t輸出濕固體對(duì)氨基苯甲酸的量： 1.1158+1.11580.9=2.1201t輸出濕固體對(duì)硝基苯甲酸的量： 0.0265+0.02650.9=0.0504t輸出濕固水的量：濕固體中的水為固體質(zhì)量的10%=1.115

24、80.1+0.02650.1=0.1142t輸出溶液對(duì)氨基苯甲酸的量： =0.0292t輸出溶液對(duì)硝基苯甲酸的量： =0.0019t輸出水的量： = 9.7377t輸出氯化鈉的量： =0.4989t物料衡算見(jiàn)表表2.4離心的物料衡算表（t/班）輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）固體對(duì)氨基苯甲酸1.1158濕固體對(duì)氨基苯甲酸2.1201固體對(duì)硝基苯甲酸0.0265濕固體對(duì)硝基苯甲酸0.0504溶液對(duì)氨基苯甲酸0.0292濕固水水0.1142溶液對(duì)硝基苯甲酸0.0019溶液對(duì)氨基苯甲酸0.0292溶液水9.7371溶液對(duì)硝基苯甲酸0.0019溶液氯化鈉0.4989溶液水9.737

25、7洗滌水1.1423溶液氯化鈉0.4989總計(jì)12.55總計(jì)12.55（5）干燥過(guò)程計(jì)算干燥損失0.5%輸入濕固體對(duì)氨基苯甲酸的量為： =2.1201t輸入濕固體對(duì)硝基苯甲酸的量為： =0.0504t輸入水的量為： =0.1142t產(chǎn)品對(duì)氨基苯甲酸的量為： 1.1158-0.0055=1.1103t對(duì)硝基苯甲酸的量為： 0.0265-0.0001=0.0264t揮發(fā)的水的量為： =1.1423t損失的對(duì)氨基苯甲酸的量為:1.11580.005=0.0056t損失的對(duì)硝基苯甲酸的量為： 0.02650.005=0.001t物料衡算見(jiàn)表表2.5干燥物料衡算表輸入輸出序號(hào)物料名稱質(zhì)量（t）序號(hào)物料名

26、稱質(zhì)量（t）濕固體對(duì)氨基苯甲酸2.1201產(chǎn)品對(duì)氨基苯甲酸1.1103濕固體對(duì)硝基苯甲酸0.0504產(chǎn)品對(duì)硝基苯甲酸0.0264濕固體水0.1142揮發(fā)水1.1424損失對(duì)氨基苯甲酸0.0056揮發(fā)對(duì)硝基苯甲酸0.001總計(jì)2.28總計(jì)2.283、熱量衡算熱量衡算的定義為：按照能量守恒的定律反應(yīng)在無(wú)軸功的條件下進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)時(shí)進(jìn)入系統(tǒng)的總的物料的熱量與反應(yīng)完成后離開(kāi)系統(tǒng)的物料的熱量應(yīng)該要相等”，因此在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)我們對(duì)裝置傳熱設(shè)備的能量衡算可以用下面的等式來(lái)表示：Q1 + Q2 + Q3 = Q4+ Q5 + Q6 等式中：生產(chǎn)所處理的帶入設(shè)備的總的物料的熱量為Q1：KJ；生產(chǎn)反應(yīng)時(shí)需用到的加熱劑

27、或者用到的冷卻劑與生產(chǎn)設(shè)備和物料之間傳遞的熱量為Q2，其中我們規(guī)定+為加熱劑加入系統(tǒng)的熱量，-為冷卻劑吸收的熱量，KJ；反應(yīng)的過(guò)程的熱效率我們用Q3KJ；表示。其中規(guī)定用+表示為放熱的過(guò)程，用-表示為吸熱的過(guò)程。為反應(yīng)最后終了時(shí)的物料的焓用Q4KJ；表示。即為輸出時(shí)物料的焓反應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備中的部件所消耗的熱量我們用Q5，KJ；表示。為設(shè)備向四周散失的熱量我們又稱損失的熱用Q6，KJ；表示。熱量衡算的基準(zhǔn)也以每批處理物料即1.11 t/批為基準(zhǔn)。進(jìn)行熱量衡算的溫度其基準(zhǔn)我們一般設(shè)定其為25，所以從以上各式我們可以得到熱量衡算式的計(jì)算式：Q2 = Q4+ Q5 + Q6 Q1Q3上式中的各項(xiàng)可以用以下

28、方法計(jì)算：（1）Q1 和Q4的計(jì)算：Q1 和Q4均可用此式計(jì)算：式中：反應(yīng)物的體系中各個(gè)組分I的質(zhì)量，Kg;組分I在0T時(shí)的平均比熱容，KJ/(Kg)或KJ/(Kmol);反應(yīng)物系的反應(yīng)前后的溫度，反應(yīng)釜能量衡算： 從文獻(xiàn)11中查得25時(shí)，以下物質(zhì)的比熱容分別為：Cp,對(duì)硝基苯甲酸128J/(mol*k)=2.2039KJ/(Kg*k)Cp,氫氣220.5J/(mol*k)=2.343KJ/(Kg*k)催化劑pd/c的比熱容根據(jù)柯柏法則用的原子熱容數(shù)據(jù)14進(jìn)行計(jì)算如下：Cp，pa/c催化劑（72.8+84.3+7.4+36）=79.4Cal/(mol*k)Cp,氫氧化鈉128J/(mol*k)

29、=2.2039KJ/(Kg*k)Cp,鹽酸156J/(mol*k)=2.4023KJ/(Kg*k)1）Q1 =（m對(duì)硝基苯甲酸c對(duì)硝基苯甲酸+m氫氣c氫氣+m鹽酸c鹽酸+m氫氧化鈉c氫氧化鈉+mpa/ccpa/c）25KJ= (1.421032.2039+0.0681032.343+3.111032.4023+6.821032.2039+0.04310379.4）25 1.66106KJ2）假定各物質(zhì)的比熱容隨溫度變化不大，則Cp,對(duì)硝基苯甲酸128J/(mol*k)=2.2039KJ/(Kg*k)Cp,對(duì)氨基苯甲酸220.5J/(mol*k)=2.2218KJ/(Kg*k)Cp,pa/c79

30、.4Cal/(mol*k)=1.9292KJ/( mol*k)Cp,水75.31J/(mol*k)=4.18KJ/(Kg*k)Cp,氯化鈉101J/(mol*k)=1.822KJ/(Kg*k)Q4 =（m對(duì)硝基苯甲酸c對(duì)硝基苯甲酸+ m對(duì)氨基苯甲酸c對(duì)氨基苯甲酸+ m pa/ccpa/c + m氯化鈉c氯化鈉+m對(duì)硝基苯甲酸溶液c對(duì)硝基苯甲酸溶液+m對(duì)氨基苯甲酸溶液c對(duì)氨基苯甲酸溶液+m水 c水）90=（0.2641032.2039+1.11021032.2218+0.0431031.9292+0.501031.822+0.00191032.0018+0.02921032.0211+10.88

31、1034.18）90=4.4106KJ(2）因?yàn)樵搶?duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)采取的是分批的操作，所以可認(rèn)為Q5可忽略不計(jì)(3）Q6的計(jì)算 設(shè)備向四周散失的熱量Q6可用下式計(jì)算：Q6=Aa(TW-T) 10-3式中：A 為設(shè)備散熱面積（m2）TW 為設(shè)備外表溫度，；T環(huán)境介質(zhì)溫度，；操作過(guò)程持續(xù)時(shí)間（s）；a對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，W/（m2）a=8+0.05TW=（8+0.0590）W/（m2）=12.5W/（m2）Q6=51.712.5(90-25)8360010-3=5.53105KJ(4）過(guò)程效應(yīng)熱Q3的計(jì)算Q3= Qr +Qp式中，Qr化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)，KJ；Qp為可忽略不計(jì)的物理的過(guò)程熱效應(yīng)，KJ；Qr

32、按照下式進(jìn)行計(jì)算：Qr=（1000GA/MA）Hr0式中，Hr0標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱，KJ/mol;MAA物質(zhì)分子量。從文獻(xiàn)15查得，Hr0按照下式進(jìn)行計(jì)算：Hr0=生成物i（Hf0）i- 反應(yīng)物i（Hf0）i（34）從文獻(xiàn)14中查得，物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)焓為Hr0分別為：Hr0，對(duì)氨基苯甲酸368.6KJ/mol，Hr0，對(duì)硝基苯甲酸248.2KJ/mol，Hr0，氫氣158.2KJ/mol，Hr0，水285.83KJ/mol。Hr0，水(-368.6)+(-285.83)- 3(-158.2)+2*(-248.2)=-89.83KJ/molQ3=Qr = 100012.5352103Hr0/228.29=

33、100012.5352103（89.83）/228.29 =4.932106KJ(5）熱負(fù)荷Q2的計(jì)算為Q2=（Q4 +Q6）-（Q1+Q3） =(4.41065.53105)(1.661064.932106)KJ =13.202106KJ4、設(shè)備計(jì)算4.1反應(yīng)釜體及夾套設(shè)計(jì)計(jì)算（1）首先我們需要通過(guò)粗略計(jì)算來(lái)確定需要選擇的筒體和封頭的幾何尺寸大小：1）筒體和封頭的型式：從上面計(jì)算結(jié)果再綜合來(lái)看應(yīng)該選擇圓柱形的筒體和橢圓形的封頭。2）確定筒體積和封頭的直徑首先計(jì)算加入罐的物料的總體積16V總= V對(duì)硝基苯甲酸+V氫氧化鈉+Vpa/c=1.42/1.61+6.82/1.05+0.04/1.25=

34、7.409因此操作容積Vp我們要取8m3，又設(shè)備容積V與操作容積的關(guān)系可以表示為:Vp=V。由文獻(xiàn)17查得，因反應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定取0.8，故V=Vp/=28/0.8=10m3由文獻(xiàn)14查得,Ht/Di=11.3，因容器體積屬于中小型，故選取Ht/Di=1.3，Di由下式計(jì)算：Di=4V/（Ht/Di）1/3=410/（1.3） 1/3=2.100m此生產(chǎn)反應(yīng)釜的內(nèi)徑Di的估算值應(yīng)圓整到公稱直徑DN系列，又根據(jù)查得的文獻(xiàn)17取Di=2100mm,封頭可以取相同直徑，且其高度h2可由文獻(xiàn)14查得，初選為h2=20mm。3）確定筒體高度Ht當(dāng)DN=2100mm，h2=20mm時(shí)，由文獻(xiàn)17，查得橢圓形封頭

35、容積V封=2.61m，筒體一米高的容積V1=4.05m3按式Ht=（V-V封）/ V1=（10-2.61）/3.05 m=2.6m取3 m，于是3/2.11.34）選取夾套直徑由文獻(xiàn)17查得：Dj= Di+200=2100+200=2300mm。5）確定夾套高度H2（V- V封）/ V1，即H2（0.810-2.61）/3.05=1.767m，取H2=2m6）校核傳熱面積由文獻(xiàn)17，分別查得F封6.5m2,1m高筒體的表面積F1米5.05m2,則實(shí)際傳熱面積FF封F筒6.55.05426.7m2在8小時(shí)內(nèi)傳遞熱量，當(dāng)熱流體為水時(shí)，總傳熱系數(shù)K=8501700W/ (m2)14,取K=1500

36、W/ (m2),Q傳=83600150010-3267.30=3.46106KJ所以Q傳Q2 +Q6由上面的計(jì)算可以看出面積是合理的是符合設(shè)計(jì)的要求的。（2）釜體及夾套的強(qiáng)度計(jì)算1）選擇設(shè)備材料，確定研究壓力和指導(dǎo)老師分析，選Cr18Ni12Mo為最佳。在100150的溫度作用下的2Ti奧氏體鋼板的許用壓力應(yīng)為t=140Mpa。確定生產(chǎn)的需設(shè)計(jì)壓力：既受到內(nèi)部壓力的作用又受到外部壓力的作用的釜體和底部封頭，其中內(nèi)部壓力可設(shè)計(jì)為P=0.4Mpa，可設(shè)計(jì)外部壓力的取法應(yīng)考慮到操作過(guò)程中的出現(xiàn)的最大的壓力差，所以我們應(yīng)取壓力P=0.5Mpa為設(shè)計(jì)的外部的壓力。2）夾套的筒體和封頭壁厚計(jì)算夾套筒體壁厚

37、式中P=0.5Mpa，D夾=2100mm，t=140Mpa，為焊縫系數(shù)，由文獻(xiàn)14查得，可取=0.9，壁厚附加量C是由鋼板負(fù)偏差或鋼管負(fù)偏差C1，腐蝕余量C2，及熱加工減薄量C3三部分組成，即：C= C1+ C2 +C3初步取C1=0.6mm，C2=2mm，C3=0mm，則C =2.6mm，d=（0.52300）/（21400.9-0.5）+2.6 mm=7.17mm根據(jù)鋼板規(guī)格取=10mm夾套封頭壁厚上面公式中的P和D夾，t，和上式相同，又由于熱加工的減薄量C3=0.5mm，所以取C= C1+ C2 +C3=0.6+2+0.5=3.1mm，代入得：=（0.52300）/（21400.5）+3

38、.1=7.67mm，考慮到焊接封頭和筒體的方便之處，應(yīng)該取10mm。3）釜體的筒體壁厚和封頭壁厚計(jì)算生產(chǎn)按照可承受0.1Mpa的內(nèi)部壓力來(lái)設(shè)計(jì)上面公式中P=0.1Mpa，Di=2100mm，t=140Mpa，=0.9，壁厚的附加量：由公式C= C1+ C2 +C3=0.6+2+0=2.6mm計(jì)算。將上面計(jì)算的各個(gè)值代入公式中可得：d（0.12100）/（21400.9-0.1）+2.6=3.43mm按照我們生產(chǎn)能夠承受的0.5Mpa的外部壓力的設(shè)計(jì)可設(shè)筒體的厚度S0=10 mm，即可確定L/D0，D0 / S0之比值，D0筒體外徑 D0= DN+2 S0=（2100+210）=2120mmL筒

39、體高度 L=H2+h/3=3000+(800+10)/3=3270mmL/D0=3270 /2120=1.542，D0 / S0=2120/10=212在幾何參數(shù)計(jì)算圖中由外壓或者軸向受壓的圓筒數(shù)據(jù)15418,查得A0.00025，又由于生產(chǎn)對(duì)氨基苯甲酸的反應(yīng)釜的釜體材料采用的是Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體鋼板的s=216Mpa,因此根據(jù)選用的資料圖，可以查到B=33Mpa，因此許用外壓P=B S0 /D0=3310/2120=0.160.5Mpa，則可以看出來(lái)壁厚10mm是滿足不了外壓對(duì)穩(wěn)定性的要求的，如果我們想要要增大壁厚重新來(lái)計(jì)算的話，先應(yīng)該重新來(lái)假設(shè)S0=18mm，則D0 / S0

40、=3236/18=180，L/D0=3272.67/3236=1.01，由圖154 18查得到A=0.0008，和上面形式一樣可以查得B=91Mpa，則許用外壓P=B S0/D0=9118/3236=0.50620.5Mpa，故S0=18 mm能夠滿足外壓穩(wěn)定要求，要考慮到壁厚附加量C= C1+ C2+0=0.6+2=2.6mm，筒體的壁厚S=S0+C=18+2.6=20.6mm，把筒體的壁厚圓整到標(biāo)準(zhǔn)鋼板的厚度規(guī)格可取S=22mm。又要考慮到封頭與筒體的焊接方便，所以經(jīng)過(guò)方方面面的綜合取=22mm。水壓試驗(yàn)較核17確定水壓試驗(yàn)PT，據(jù)表得：釜體水壓取PT =P+0.2=0.1+0.2=0.3

41、Mpa，夾套水壓取PT =P+0.2=0.5+0.2=0.7Mpa式中 P設(shè)計(jì)壓力，Mpa在進(jìn)行壓力的試驗(yàn)之時(shí)，由于所選生產(chǎn)容器所能承受的壓力PT一般總是高于設(shè)計(jì)的壓力P的，所以必要的時(shí)或必需要進(jìn)行強(qiáng)度的較核。液壓試驗(yàn)時(shí)要求滿足的強(qiáng)度條件：得到釜體和夾套筒體的許用應(yīng)力17：T = PT（Di+e）/2e0.9s，得到釜體和夾套封頭的許用壓力17：T = PT（Di+0.5e）/2e0.9s，釜體的e=S-C=21-2.6=18.4； 夾套的e=S-C=10-2.6=7.4，T釜筒=0.2（2100+18.4）/（218.4）=11.51Mpa，T夾筒=0.6（2300+7.4）/（27.4）=

42、155.91Mpa，T釜封=0.2（2100+0.518.4）/（218.4）=11.46Mpa，T夾封=0.6（2300+0.57.4）/（27.4）=155.66Mpa。又查文獻(xiàn)19得，Cr18Ni12Mo2Ti奧氏體鋼板的屈服極限s=216Mpa，則，9s=2160.9=194.4Mpa，由此可知，T釜筒，T夾筒，T釜封，T夾封都小于0.9s，故安全。計(jì)算結(jié)果如下表所示：表4.1筒體，封頭壁厚表釜體（mm）夾套（mm）筒體壁厚2210封頭壁厚22104.2連接筒體和封頭的設(shè)備法蘭選擇4.3支座的選用計(jì)算17（1）支座的選擇根據(jù)反應(yīng)特性可發(fā)現(xiàn)反應(yīng)釜是需要外加保溫的，所以得選取B型懸掛式支座

43、。（2）反應(yīng)釜總重載荷計(jì)算反應(yīng)釜總重載荷按照下式計(jì)算：W=W1+W2+W3+W4查文獻(xiàn)14知：DN =2100mm，S=22mm的1米高筒節(jié)重載荷q1=17450N，DN =2300mm, S=10mm的1米高筒節(jié)重載荷q2=8410N。故W1=（q1Ht+ q2H2）=174504+84103=95030N。W2釜體和夾套封頭總重載荷查文獻(xiàn)17知：DN =2100mm，S=22mm的封頭重載荷19538N，DN =2300mm, S=10mm的封頭重載荷15923N，故W2=215938+15923=54999N。W3料液重載荷需按水壓試驗(yàn)時(shí)充滿水時(shí)計(jì)，因?yàn)橐阎狣N =2100 mm的封頭容

44、積V封=2.81m3，1米高的筒節(jié)容積V1=4.08m3。故W3=V=（2V封+ Ht V1）g=（22.81+44.0）10310=213400N5W4=保溫層+附件重載荷人孔的重載荷為900N，其他的接管和保溫層則按1000N計(jì)，所以可以得出W4=900+1000=1900N，總重載荷W=W1+W2+W 3+W4=95030+54999+214200+1900=366129N按8個(gè)支座承載計(jì)算，每個(gè)支座承載70766.1N，查文獻(xiàn)17，選用JB/T 472592，耳座 B7,314 4.4人孔選擇與補(bǔ)強(qiáng)圈19按工藝條件選用常壓不銹鋼人孔DN600HG21591999。人孔蓋、筒節(jié)及法蘭由不

45、銹鋼0Cr18Ni9制成，人孔用螺栓螺母20副，螺栓為M1650。人孔處的補(bǔ)強(qiáng)圈按JB/T47362002標(biāo)準(zhǔn)，其外徑D1=980mm,內(nèi)徑D2=550mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度按下式估算：補(bǔ)=de/( D2- D1)=600(22-2.6)(980-550)=27mm,考慮到釜體和人孔筒節(jié)都有一定的壁厚裕量，故補(bǔ)強(qiáng)圈取25mm。4.5接管及其法蘭的選擇19水蒸氣進(jìn)出管采用764無(wú)縫鋼管，HG20592法蘭WN762.5FM,4mm 16Mn。溫度計(jì)接管采用764無(wú)縫鋼管，HG20592法蘭WN762.5FM,4mm 16Mn。進(jìn)料管采用1208無(wú)縫鋼管，HG20592法蘭WN1202.5FM,8mm

46、16Mn,出料管選取相同管。法蘭墊片選用耐酸石棉板,2mm。4.6縮合釜攪拌裝置選擇在反應(yīng)釜中，為增快反應(yīng)速率、強(qiáng)化傳熱效果以及加強(qiáng)混合等作用，常裝有攪拌裝置。攪拌裝置通常由攪拌器和攪拌軸組成。典型的攪拌器型式有：槳式、推進(jìn)式、渦輪式、框式、螺帶式、螺桿式等。（1）攪拌器型式的選擇在對(duì)氨基苯甲酸的生產(chǎn)中隨著反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)的慢慢進(jìn)行，在催化加氫還原后加氫氧化鈉進(jìn)行中和時(shí)反應(yīng)釜內(nèi)由于對(duì)氨基苯甲酸鈉和對(duì)硝基苯甲酸鈉的生成使得溶液粘度慢慢變大，為了加快反應(yīng)速度同時(shí)使反應(yīng)釜里的反應(yīng)物料能夠充分的反應(yīng)就需要而攪拌，所以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況及生產(chǎn)利潤(rùn)的考慮在經(jīng)濟(jì)的操作范圍內(nèi)，需要根據(jù)所設(shè)計(jì)的反應(yīng)釜的特點(diǎn)以及參加反

47、應(yīng)的和反應(yīng)過(guò)程中生成物料的性質(zhì)來(lái)總的考慮，我們需選擇低轉(zhuǎn)速，大葉片的框式攪拌器。（2）攪拌槳選型框式攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)：表4.2框式攪拌器結(jié)構(gòu)參數(shù)表參數(shù)參數(shù)范圍參數(shù)參數(shù)范圍DJ(0.80.98)DNh1(0.451) DJb(0.0060.1) DJh(0.050.85) DJ前選擇框式攪拌器直徑為2010mm，2010/2100=0.95，在0.80.98之間，滿足要求。在反應(yīng)釜反應(yīng)過(guò)程中為了要提高溶液的攪拌速率，并且使得攪拌器全部在反應(yīng)釜的物料溶液中浸沒(méi)，可以取h1為1700 mm又因?yàn)?700/2010=0.85，在0.45到1之間，可以滿足設(shè)計(jì)的要求。所以可以選用的攪拌器的外緣到筒體。4.

48、7反應(yīng)釜傳動(dòng)裝置選擇（1) 計(jì)算電機(jī)功率因?yàn)椴捎脵C(jī)械密封，齒輪傳動(dòng)，假定摩擦功率約占攪拌功率6%，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率為86%，則電機(jī)功率：N電= NN/=14.951.05/86%=1825W（2）電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)選型在生產(chǎn)中反應(yīng)釜的電動(dòng)機(jī)都必須與減速機(jī)一起匹配使用，所以，在用對(duì)硝基苯甲酸經(jīng)過(guò)催化劑加氫還原制得對(duì)氨基苯甲酸的反應(yīng)釜中的電動(dòng)機(jī)的選取一般應(yīng)該匹配減速機(jī)一起使用。其實(shí)在很多生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)是匹配使用的，因此我們?cè)谏a(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)完全可以根據(jù)選定的減速機(jī)來(lái)配套使用電動(dòng)機(jī)。已知攪拌軸軸徑dn110mm，轉(zhuǎn)速n=30r/min，電動(dòng)機(jī)使用功率N電=180W，由此選擇電動(dòng)機(jī)，減速形式。電機(jī)：三相異步

49、電動(dòng)機(jī)Y型，型號(hào)為Y132M4,額定功率75kw，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。減速機(jī)：諧波減速機(jī)，型號(hào)為BLD515，額定功率170kw，同步轉(zhuǎn)速14680r/min。4.8反應(yīng)釜設(shè)備圖見(jiàn)攪拌夾套式反應(yīng)釜設(shè)備圖，其配件組成見(jiàn)下表。表4.3 反應(yīng)釜設(shè)備配件一覽表序號(hào)代號(hào)零件名稱數(shù)量材料1JB/T 4737-95橢圓形封頭DN2100222Cr18Ni12Mo2Ti2筒體DN2100221Cr18Ni12Mo2Ti3筒體DN2300101Cr18Ni12Mo2Ti4JB/T4737-95橢圓形封頭DN2300101Cr18Ni12Mo2Ti5JB/T4725-92支座B88Q235AF6GB905

50、-82攪拌軸1101Cr18Ni9Ti7JB115882法蘭G0.25-210010Cr18Ni98JB470492法蘭墊片1石棉橡膠板9HG21595-1999人孔6001不銹鋼10螺母M2020Cr18Ni911螺栓M165020Cr18Ni912JB/T4736-2002補(bǔ)強(qiáng)圈1不銹鋼13電動(dòng)機(jī)Y132M-41組合件14減速機(jī)BLD17-5-151組合件15接管7642無(wú)縫鋼管16JB115882法蘭WN762.5FM20Cr18Ni917接管1208無(wú)縫鋼管18JB115882法蘭WN762.5FM0Cr18Ni94.9反應(yīng)釜保溫層的設(shè)計(jì)與計(jì)算20反應(yīng)釜的保護(hù)層材料采用六角鍍鋅鐵絲網(wǎng)，

51、保溫層材料是采用瀝青礦渣棉氈，使用溫度250，導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)為=0.043+0.00017tcp kcal/（mh）,本設(shè)計(jì)中tcp取90，則導(dǎo)熱系數(shù)為：=0.044+0.0001890=0.0585kcal/（mh）。對(duì)于外徑1m的圓筒型設(shè)備式中 壁厚，m;導(dǎo)熱系數(shù)，kcal/（mh）;a1室外總給熱系數(shù)，取10kcal/（m2h）;tf被絕熱的管道，設(shè)備外壁的溫度，；ta最熱月平均溫度，；求得壁厚，圓整取0.05m?？s合釜外徑D2300mm，保溫層壁厚0.05m，查文獻(xiàn)17，得：反應(yīng)釜筒體部分保溫層材料用量V10.542m3/m，保護(hù)層材料用量V100.175m3/m，保護(hù)層表面積的材料用量S

52、110.92 m2/m。反應(yīng)釜封頭部分保溫層材料用量V0.681m3，保護(hù)層材料用量V00.212m3，保護(hù)層表面積的材料用量S14.019 m2?？s合釜筒體高度Ht4m，所以反應(yīng)釜筒體部分保溫層材料用量V0.54242.168m3/m，保護(hù)層材料用量V0.1754=0.7m3/m，保護(hù)層表面積的材料用量S10.924=43.68 m2/m。4.10計(jì)量槽及貯槽的設(shè)計(jì)計(jì)算1）酸化釜容積V=15.875m3,圓整后取16m3，選用搪玻璃閉式攪拌反應(yīng)釜，尺寸為：28002800mm。結(jié)晶釜容積V=15.2m3,圓整后取16m3，選用搪玻璃攪拌釜，尺寸為：28002800mm。3）精制母液槽容積V=5.9m3,圓整后取6m3，2000mm，h2100mm，選用不銹鋼材質(zhì)制造。4.11其它設(shè)備的選型離心機(jī)的選型20離心機(jī)在8h要處理1.11t物料，選型號(hào)為WI650,其處理能力為0.14t/h,離心時(shí)間約為100min，滿足要求。計(jì)量泵的選型計(jì)量泵在4h內(nèi)要將1.424t對(duì)硝基苯甲酸輸送到