荆鹏飞年产吨邻甲基苯甲酸装置的工艺设计

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各位老师和同学年产5000吨邻甲基苯甲酸装置的工艺设计班级：化学工程与工艺092班学号：20094540218姓名：荆鹏飞指导老师：王延飞（副教授）2013.05.31设计主要内容1前言2工艺概述3物料和热量衡算4工艺设备设计和选型5生产车间布置6经济效益分析7结论8致谢词

邻甲基苯甲酸（OTA）的分子式为C8H8O2，结构为:

目前，邻甲基苯甲酸（OTA）主要应用于农药、医药及有机化工原料的合成，特别是作为生产除草剂稻无草的主要原料；它也是杀菌剂灭锈胺、苯氧菌酯、肟菌酯及除草剂苄嘧磺隆的中间体；同时邻甲基苯甲酸（OTA）还可以用作农药杀菌剂磷酰胺、香料、氯乙烯聚合引发剂MBPO、间甲酚、彩色胶片显影剂等有机合成中间体。1前言根据溶剂和钴催化剂的不同,分为以下3种合成方法,简单对比见下表：

2工艺概述钴催化剂

通过比较上述3种合成方法,可以看出用空气液相氧化法（环烷酸钴）生产邻甲基苯甲酸的工艺流程简单、环境污染小、生产成本一般、产品质量好、对设备的腐蚀性小,最适合于工业化生产，并且具有较大的工业应用价值，所以本设计按照方案2-2进行工艺设计。2.1工艺物料流程图2.2生产控制参数（1）投料配比（质量比）

邻二甲苯：环烷酸钴=100:0.3；邻甲基苯甲酸（OTA）：氨=1:1.02；邻甲基苯甲酸铵：硝酸溶液（68%）=2:1.03。（2）反应温度、压力和反应时间

反应温度：135℃；反应压力：0.3MPa；反应时间：6h。

3.1物料衡算物料衡算式：ΣG进=ΣG出+ΣG损+ΣG积式中：ΣG进——输入物料量总和； ΣG出——离开物料量总和；

ΣG损——总的损失量；

ΣG积——系统中积累量。本工艺为间歇操作，ΣG积=0，衡算基准为Kg/批。本设计包括催化氧化阶段、中和阶段、酸洗阶段、离心阶段和干燥阶段五个部分，各阶段物料衡算表及总物料衡算表如下所示：(1)氧化反应釜物料衡算(Kg/批)(2)中和反反应釜物料衡衡算(Kg/批)(3)酸洗反反应釜物料衡衡算(Kg/批)(4)离心机的物料衡算(Kg/批)(5)干燥器的物料衡算(Kg/批)(6)总物料料衡算(Kg/批)由以上物料衡衡算可以得到到：每批产品品的质量为5444.45㎏（纯产品）。。产品中邻甲基基苯甲酸的质质量分数为W=5444.45/（（5444.45+101.02））×100%=98.9%≥98.0%，符合产品质质量标准。3.2热量衡算Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6式中：Q1—所处理的物物料带入设备备总的热量,KJ；Q2—加热剂或冷冷却剂与设备备和物料传递递的热量（符符号规定加热热剂加入热量量为“+”，，冷却剂吸收收热量为“-”）,KJ；Q3—过程的热效效率,(符号号规定过程放放热为“+””；过程吸热热为“-”)KJ；Q4—反应终了时时物料的焓（（输出反应器器的物料的焓焓）KJ；Q5—设备部件所所消耗的热量量,KJ；Q6—设备向四周周散失的热量量，又称热损损失,KJ；；热量衡算的基基准以每批处处理物料即5555.56Kg/批为基准。热量衡算温度度基准一般规规定为25℃℃,热量衡算算式中各项计计算。从上式中可得：Q2=Q4+Q5+Q6－Q1－Q3注意：本设计计主要对催化化氧化阶段进进行了热量衡衡算。氧化反应釜热热量衡算结果果一览表从上表中可以以看出Q2＞０，说明催化氧化过程需要加热热。外界需要输输入氧化反应应釜的热量为为2.28×107KJ。4设备设计和选型（1）氧化反应釜的设计计与计算；（2）冷凝器的设计计与计算；（3）生产设备一一览表（1）氧化反应釜的主要要结构尺寸表表1624003242260010(2)冷凝器的设计计与计算选择固定管板板式列管换热热器,其型号号为TB/T4717。（3）生产设备一览览表5生产车间间布置图6.1生产班制定员员6.2投资估算6经济效益核算算6.3生产成本6.4经济济效益评价其中：（1）销售收入=产产量×价格=5000××27000=13500(万元元)，邻甲甲基苯甲酸单单价为27000元/吨吨。（2）利润总额=销销售收入-总总成本=13500-8343.08=5156.92(万元)所得税=利润润总额×25%=5156.92××25%=1289.23(万元)年净利润=利利润总额-所所得税=5156.92-1289.23=3867.69(万元)注:所得税按按利润总额的的25%计。。（3）投资回收期=1+（固定定资产投资+折旧费）/年净利润=1+(2132.00+280.00)/3867.69=1.62年年(即1年8个月)所以,1年年8个月即可可收回成本。。1.本设计采用以以环烷酸钴为为催化剂的空空气液相氧化化法来制备邻邻甲基苯甲酸酸（OTA））产品。在135℃，0.4MPa下反应6个个小时，该工工艺流程短，，生产技术成成熟可靠，对对设备要求不不高，产品质质量和纯度都都较高（98%）。2.通过物料料衡算、能量量衡算，本工工艺的水和邻邻二甲苯可以以循环利用，，所以可大大大地降低原料料成本、减少少浪费现象。。7结论3.此次工艺选择择的是搅拌反反应釜，选用用的材料为00Cr17Ni14Mo2高合金金钢钢板，反反应釜的容积积为16m3,反应釜筒体体内径为2400mm，，高度为3m。选用框式式搅拌器，搅搅拌器的直径径为2320mm。4.采用间歇歇式生产工艺艺，设备简单单，由经济核核算得，项目目建成后，总总投资8343.08万万元，年净利利润为3867.69万万元，投资回回收期为一年年零八个月，，由此可看出出本工艺收益益较高，经济济效益较好。。5.本工艺在在三废方面的的处理是合理的，不会给环环境带来污染染，绿色环保保。综上所述本工工艺设计是可可行的，而且且很有建设价价值。致谢衷心感谢王延延飞老师在设设计过程中给给予我的悉心心指导，同时也感谢教研室全体老老师在大学四年里里对我的帮助。感谢各位评委委老师以及各各位参加我毕业设计答辩会的同学请大家给予宝贵意见见！谢谢！9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Tuesday,December20,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。02:37:3102:37:3102:3712/20/20222:37:31AM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2202:37:3102:37Dec-2220-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。02:37:3102:37:3102:37Tuesday,December20,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2202:37:3102:37:31December20,202214、他乡生白白发，旧国国见青山。。。20十二二月20222:37:31上上午02:37:3112月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。十二月222:37上午午12月-2202:37December20,202216、行动出成果果，工作出财财富。。2022/12/202:37:3202:37:3220December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。2:37:32上午午2:37上午午02:37:3212月-229、没有失失败，只只有暂时时停止成成功！。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。02:37:3202:37:3202:3712/20/20222:37:32AM11、成功功就是是日复复一日日那一一点点点小小小努力力的积积累。。。12月月-2202:37:3202:37Dec-2220-Dec-2212、世间成事事，不求其其绝对圆满满，留一份份不足，可可得无限完完美。。02:37:3202:37:3202:37Tuesday,December20,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2202:37:3202:37:32December20,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。20十二月月20222:37:32上午02:37:3212月-2215、楚塞三湘接接，荆门九派派通。。。十二月222:37上上午12月-2202:37December20,202216、少少年年十十五五二二十十时时，，步步行行夺夺得得胡胡马马骑骑。。。。2022/12/202:37:3202:37:3220December202217、空山新雨后后，天气晚来来秋。。2:37:32上午2:37上上午02:37:3212月-229、杨柳散和风风，青山澹吾吾虑。。12月-2212月-22Tuesday,December20,202210、阅读一切好好书如同和过过去最杰出的的人谈话。02:37:3302:37:3302:3712/20/20222:37:33AM11、越越是是没没有有本本领领的的就就越越加加自自命命不不凡凡。。12月月-2202:37:3302:37Dec-2220-Dec-2212、越是无能的的人，越喜欢欢挑剔别人的的错儿。02:37:3302:37:3302:37Tuesday,December20,202213、知人者者智，自自知者明明。胜人人者有力力，自胜胜者强。。12月-2212月-2202:37:3302:37:33December20,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。20十二月月20222:37:33上午02:37:3312月-2215、最具挑战性性的挑战莫过过于提升自我我。。十二月222:37上上午12月-2202:37December20,202216、业业余余生生活活要要有有意意义义，，不不要要越越轨轨。。2022/12/202:37:3302:37:3320D