制药工程课程设计--年产8万吨万吨邻苯二甲酸二辛酯的车间工艺设计

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1、 课程设计 一 设计课题：年产8万吨万吨邻苯二甲酸二辛酯的车间工艺设计 二 概述： 邻苯二甲酸二辛酯,简称DOP。分 子 式：C24H38O4 是重要的通用型增塑剂， 是目前国内外用量最大的增塑剂之一， 广泛用于橡胶、 塑料和医药工业用途广泛， 在国民经济中占有十分重要的地位。经过分析比较各种生产原料、合成工艺后， 本设计工艺流程是采用串联多釜反应器连续酯化技术， 催化剂是采用氧化铝与辛 酸亚锡以1：1比例复配催化剂年产8万吨邻苯二甲酸二辛酯，以满足国内需求。 设计的重点是生产工艺设计论证、工艺计算及设备设计选型，附有带控制点的工 艺流程图，主要生产设备结构尺寸图，生产车间的设备配置图。最后部

2、分考虑环 境保护和劳动安全，以达到减少“三废”排放，加强“三废”治理，确保安全生 产。 四 目录 1 物料衡算1 2 热量衡算3 3 三废及综合处理5 4 参考文献7 1 物料衡算 A 一级酯化段物料计算 第一步酯化转化率为 100%，第二步酯化转化率为 99.5%. 一小时一级酯化反应釜 进釜 苯酐的量为：10.471000390.30.995=26.96kmol 根据投料比 苯酐：异辛醇=1 : 2.2 异辛醇投入量为 26.962.2=59.31 kmol 又回流 异辛醇量 21.55 kmol 总异辛醇量 59.31 +21.55=80.86 kmol 出釜 异辛醇量为 59.3126

3、.96 + 21.55 =53.90 kmol 单酸酯的量 26.96 kmol B 二级酯化段釜 1 物料计算 进釜 异辛醇 53.90 kmol 单酸酯的量 26.96 kmol 氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量 0.32 kmol N2 8 m3/h 出釜 第一釜的转化率 XA=0.523 DOP 的物质的量 hkmolnD/10.14523.096.26 异辛醇量为 hkmolnB/80.39523.096.2690.53 单酸酯的量 26.96 14.10=12.86 hkmol/ 氧化铝与辛酸亚锡复配催化剂量 0.32 kmol 产生的水的物质的量 n 水= hkmol/10.1452

4、3.096.26 异辛醇一部分作为带水剂与水一起出釜，异辛醇经冷凝器冷却再回流至反应釜 中，经测定 nB:n 水=2.5:1。所以 nB=14.102.5=35.25kmol/h N2 8m3/h,转化为摩尔流量： kmolmol32216.016.322 15.303314.8 1015008 每一小时将有： m p nRT V2061 500.101 15.473314.8)25.3561.1732216.0( 3 排出反应釜。 C 酯化工段物料衡结果 一级酯化段物料衡算表 入塔 苯酐 异辛醇 单酸酯 出塔 苯酐 异辛 醇 单酸酯 量 （kmol/h ） 26.96 80.86 0 量 （

5、kmol/h） 0 53.90 26.96 摩尔含量 （%） 25.0 75.0 0 摩尔含量 （%） 0 66.67 33.33 二级酯化段釜 1 物料衡算表 入釜 异辛醇 单酸酯 氧化铝与辛 酸亚锡 N2 水 DOP 量 （kmol/h） 53.90 26.96 0.32 0.32216 0 0 出釜 异辛醇 单酸酯 氧化铝与辛 酸亚锡 N2 水 DOP 量 （kmol/h） 39.80 12.86 0.32 0.32216 14.10 14.10 2 热量衡算 各物质比热容 物质 Cp,m/kJ/(mol.k ) (303K） Cp,m/kJ/(mol.k ) (423K） mol.K/

6、kJ/C mp, 298KH mf /k J/mol 异辛醇 0.2856 03454 0.3155 -373.2 苯酐 0.2559 0.2829 0.2694 -672.6 邻苯二甲酸一 辛酯 0.4523 0.5347 0.4935 -978.7 注：A-苯酐；B-异辛醇;C-邻苯二甲酸一辛酯 1.预热器显热计算： 预热器采用 3.9MPa 蒸汽将原料先预热到 150 0C QA =nA A mp,C T=1082.0)30150(4.26996.26 6kJ QB=1006.31205.31586.80TCB mp, Bn 6kJ 2.反应釜热量的衡算 以一级酯化反应釜为例： 连续釜式反应器可看成为一敞开物系，根据热力学第一定律，其热力学衡算式可 表达为： qH 式