化工设计题目-某制药工厂生产磺胺类药物,中间体“对乙酰胺苯酰氯”年产量为3000顿

1、课程设计实 习 名 称： 化工课程设计 学 院： 化学工程学院 专 业： 化学工程与工艺 班 级： 化工094 姓 名： 学 号 09402021430指 导 教 师： 日 期： 2012年5月24日 课程设计题某制药工厂生产磺胺类药物，中间体“对乙酰胺苯酰氯年产量为3000顿含量96%，年工作日以300天计，乙酰苯胺磺化的转化率为100%，产率为75%，氯磺酸和乙酰苯胺的分子比为：1，氯磺酸的含量为92%其余为硫酸，乙酰苯胺的含量为98%其余为苯胺，化学反响方程式如下反响压力为；主反响：CH3CONHC6H5+2HSO3ClCH3CONHC6H4SO2Cl+H2SO4+HCl 1副反响：CH

2、3CONHC6H5+ HSO3ClCH3CONHC6H4SO3H+HCl上述反响温度为50，出料温度为50，乙酰苯胺是固体，当其1mol溶解于的氯磺酸时全部反响物的温度从20升高到70，各物质的生成热25平均比热如下表：表1各物质的生成热与比热物质目录CH3CONHC6H5CH3CONHC6H4SO2ClCH3CONHC6H4SO3HHSO3Cl HClH2SO4生成热HKJ/mol-194-722-842比热CKJ/(Kg)表1注：苯胺G比热按乙酰苯胺计试求以下问题：画出该间歇反响器物料流程示意图。对该间歇反响器内的反响过程进行物料衡算以每批产品的产量作为恒算基准。写出计算过程，并对各组分反

3、映前、后的物质量kmol和各组分反响后的质量kg及质量分数%的计算分别列成表。对反响器内反响过程进行热量恒算用生成热计算，写出计算过程，并将计算过程列成如教材的形式，计算平均每小时从反响器移去多少热量才能使反响器出料温度为50。设反响结束后间歇反响器内无聊的平均密度为1100kg/m3，此时反响器内物料填装系数为，采用20的水通入反响器的夹套冷却釜内物料，初期出水温度45，用A4纸画出该间歇反响器设计条件单和设计条件单，设反响器圆筒筒体高于内径之比为1：1，采用标准椭圆封头。解、3000*96%=2880tCH3CONHC6H5+2HSO3ClCH3CONHC6H4SO2Cl+H2SO4+HC

4、l CH3CONHC6H5+ HSO3ClCH3CONHC6H4SO3H+HClH进CH3CONHC6H5=Hf。+MCpT=-194+(135/1000)*1.21*(70-25)=-186.6 kJkg-1同理，H进HSO3Cl=-577.76 kJkg-1H进H2SO4=-797.14 kJkg-1H进苯胺=-188.936 kJkg-1H出HSO3Cl=-581.06 kJkg-1H出H2SO4=-799.921 kJkg-1H出HCl=-91.498 kJkg-1H出CH3CONHC6H4SO2Cl=-711.726 kJkg-1H出CH3CONHC6H4SO3H=-831.465

5、kJkg-1H出苯胺=-191.187 kJkg-1 表2计算过程的焓变物料n进/kmolm进/tH进/kJkg-1n出/kmolm出/tH出/kJkg-1质量分数反响前/%质量分数反响前/%CH3CONHC6H5HSO3ClCH3CONHC6H4SO2ClCH3CONHC6H4SO3HH2SO42.176-HCl苯胺总计1012.92512.9211H进=niH进i=-5.7786*107KJH出=niH出i=-6.2274*107KJH=H出-H进8*106KJ1*105 KJ每小时从反响器移去5.6*105 KJ的能量。2反响器的计算水的比热：4200Jkg-1-1m水=Q/CT=U=/

6、h密度=1100kgm3V物料=12.925*1000/1100=3V= V物料3容器内径R=V/1/3= (R:H=1:1)设筒体高度为H m，那么V=V筒体+V椭圆=(H/2)2H+4/3(H/2)2(H/4) =H3/3D=H=2600mm确定容器DN=2600液体静压PL=PL/P=21.8%5% 不可忽略PL计算压力PC=P+ PL选材：由于介质中含有氯磺酸，对钢材的腐蚀较大，选择含Ti的合金钢。选择OCr18Ni10Ti确定系数Pc=135.82kPa，Di=2522mm，t=114MPa，取=0.85，取C2=厚度计算：=PcDi/2t-Pc=设计厚度：d=+C2= 厚度负偏差=

7、名义厚度：n=d+C1+圆整差=考虑筒体的加工厚度不小于5mm,故筒体的壁厚取5mm校验：T=PTDi+e/(2e) PTts水压试验强度足够。1、封头尺寸计算Di =2600mm取为标准封头，有Di/2hi=2Hi=650mm直边高度ho取40mm确定系数Pc=135.82kPa，Di=2522mm，t=114MPa，取=1整板冲压，取C2=厚度计算：=PcDi/(2t-Pc)=设计厚度：d=+C2= 厚度负偏差=名义厚度：n=d+C1+圆整差=4mm根据规定，取封头厚度与筒体厚度一致n=5mm图2釜体封头的结构与尺寸表3釜体封头的尺寸夹套的计算夹套的、确实定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之

8、间的关系可知：所以2600+200=2800=2800mm夹套确实定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取夹套筒体的设计1、夹套筒体壁厚的设计因为为常压，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。 28003800，取min2 /1000且不小于3 不考虑，min()，圆整=6。对于碳钢制造的筒体壁厚取6。2、夹套筒体长度的初步设计封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同2800。代号EHA，标准JB/T47462002。夹套的上封头选带折边锥形封头，且半锥角。椭球形封头壁厚的设计因为，所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。 28003800，取min2/1000且不小于

9、3 不计，min5.6()，圆整=6。对于碳钢制造的封头壁厚取6。椭球形封头结构尺寸确实定表4封头尺寸表直边高度半径Dj深 度402800mm700封头的下部结构如以下图。由公称压力知：下料口的100，封头下部结构的主要结构尺寸260。封头的下部结构图表5出料管尺寸表带折边锥形封头壁厚的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即 6 。结构及尺寸如图：图4下封头的结构带折边锥形封头壁厚的设计 考虑到封头的大段与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头厚度与夹套筒体壁厚一致6mm。根据容器公称直径DN=2600mm，公称压力釜体法兰尺寸图5釜体法兰乙型平焊法兰表6釜体法兰尺寸公称直径DN/法兰/螺栓规格数量2600276027152676265626539627M2472釜体法兰联接结构的设计设计内容包括：法兰的设计、密封面形式的选型、垫片设计、螺栓和螺母的设计。(1) 根据2800mm、，由上表确定法兰的类型乙型平焊法兰。标记：法兰FF1200-0.6 JB/T4702-2000材料：0Cr18Ni10Ti(2) 法兰、垫片、螺栓、螺母、垫圈的材料根据乙型平焊法兰、工作温度=