年产260吨利眠宁车间还原工段车间设计说明

..摘要利眠宁是1苯并二氮杂卓类抗焦虑药和抗惊厥药。具有镇定、松弛肌肉和抗惊厥作用。本次设计任务是年产吨利眠宁中间体氨基车间还原工段的车间工艺设计工作日：天/年。本设计所采用的工艺路线为:甲苯、水、异噁唑成品、盐酸依次加入到还原反应釜，再将铁粉加入，回流后停止搅拌，将废水层分去，将甲苯层通入压滤罐，将废铁渣滤除，将滤液压入水洗结晶罐，出料于离心机重复甩干，将离心母液吸入甲苯蒸馏釜并加入适量的水进行甲苯回收回收的甲苯进行下一次反应套用。设计囊括了工艺过程的物料衡算热量衡算设备选型以与管道工艺计算且绘制出年产260吨利眠宁中间氨基车间还原工段的管道仪表流程图。该设计目的是培养综合运用所学知识解决制药车间设计实际问题的能力掌握中药制药工艺流程设计工艺计算与选型，使设计更经济实用。关键词利眠

物料衡算热量衡算设备选型/

..目录第一章产品工艺路线的介绍1.1产名称、化学结构与理化性质1.1.1产名称01.1.2化结构、分子式与分子量1.1.3理性质01.2.2工过程2第二章物料算42.1设任务2.2设所涉与物料的工业规格42.3还工段的物料衡算2.3.1还反应工序（收率93.7％）52.3.2压工序（收率）82.3.3水结晶工序（收率）102.3.4离甩料工序（收率第三章还工段的热量衡算3.1热衡算依据与原则3.1.1热衡算的主要依据123.1.2设的热量平衡方程式3.1.3热平衡方程式中各热量项的计算133.2热衡算基础数据的计算和查取3.2.1比容的计算3.3还工段的热量衡算3.3.1、还原釜的热量衡算3.3.2水结晶釜的热量衡3.3.3结过程：第四章主要备的选型与计算284.1还反应釜的选型与计算284.1.1设选型4.1.2核284.2水结晶罐的选型与计算294.2.1设选型4.2.2核294.3离机的选型与计算4.4压机的选型4.5管工艺计算总结参考文献33辞...........................................................................................................................................................34/

../

..第一章品与工艺路线的介绍1.1产品称、化学结构理化性质1.1.1产品名称中文名：2-氨基-5-氯二苯甲酮俗

名：氨基酮化学名：2-氨基-5-氯二苯甲酮英文名：2-amino-5-chlorobenzophenone1.1.2化学结构、子式与分量1.1.3理化性质本品为黄色或壳黄色针状结晶，，无臭，味苦，微溶于水，可溶于二氮甲烷，氯仿，乙醚等。1.2还岗位的工艺程框图1.2.1流图/

..异噁唑

铁粉

新甲苯盐酸

还原反应

回收甲苯废水层

分水甲苯回收弃去三废废铁渣

压滤残废液弃去三废水洗废水

水洗结晶/

..弃去三废弃去三废离心甩料

离心母液氨基酮粗品1.2.2工艺过程将甲苯、水、异噁唑成品、盐酸依次加入到还原反应釜，开搅拌，通蒸汽加热。再将铁粉加入，升温至℃。回流反3h后停止搅拌，并迅速将废水层分去，将甲苯层通入压滤罐将废铁渣滤除滤液压入水洗结晶罐将水洗用水加入进行水洗，通蒸汽升温至60℃，保温30min后分去水层。重复次后，通入常温水冷却降温析晶，降至35时，改用冰盐水冷却，使结晶充分，降至℃，出料于离心机重复甩干，离心甩得的粗品经水分检测水分含量﹤％时，送至临时存放区，待精制用。将离心母液吸入甲苯蒸馏釜并加入适量的水进行甲苯回收回收的甲苯进行下一次反应套用。/

../

..第二章料衡算2.1设计务设计任务：年产260吨利眠宁中间体氨基车间还原工段的车间工艺设计工作日：300天/收

率：还原工段收率为8—90%产品规格：氨基酮：净含量水分≤根据设计任务，分别设定该工段各岗位的收率如下：还原工段：反应岗位为反应工序为压滤工序为水洗结晶工序为离心甩料工序为

98%2.2设计涉与物料的工规格表2-1

物料衡算的物料规格表物料名称

分子式

分子量

密）

规格净含量

杂质含量

水含量异噁唑甲苯盐酸铁粉水

229.673.6198.50%1.00%0.50%2.1395.00%0.00%HCl36.461.1831.00%1.50%67.50%Fe55.857.8698.00%11.002.3还原段的物料衡算氨基酮的日产量年产量产品净含量1000／工日853.67kg/天所以氨基酮精品的日产量为：853.67kg/天/

..离心阶段甩出的氨基酮的量为：853,67％=871.09kg75氨基酮的粗品量为：871.09／75％=1161.45kg因为精制岗位的总收率为％，所以氨基酮的量为：871.09／98％=888.87kg因为还原岗位的收率为93.7％，所以可由氨基酮的量求得异噁唑纯品的量为：％/231,68=940.40kg2.3.1还原应工序（收：93.7％）（1知设计的原料投料比表

还原反应的原料投料比表物料名称

规格

分子量

投料量

摩尔比异噁唑甲苯盐酸铁粉

工业品229.67954.72工业品95.0%92.141909.99工业品30.0%36.46636.96工业品55.47480.94水

工业用水

18.0025.88（2）进料量计算过程说明：在确定异噁唑的量为计算基准的基础上根据投料比与物料规格算出各物料的投料量。计算过程：异噁唑的量：940.40/98.5%=954.72kg其中杂质的量：水的量：954.72×0.5%=4.77kg30%盐酸的量：940.40×36.46×1.28／）=636.96kg其中杂质的量：636.96×1.5%=9.56kg水的量：636.96×67.5%=429.95kg97%铁粉的量：940.40×55.85×2.04／）=480.94kg其中杂质的量：480.94×1.5%=7.21kg/

..水的量：480.94×0.5%=2.40kg95%甲苯的量：940.40×92.13×4.81／）=1909.99kg其中水的量：1909.99×5%=95.90kg水的量：940.40×18×25.88／229.67－＋429.95＋2.40＋95.50）=1374.79kg综合以上计算得：表还原釜的还原用量一览表物料名称

纯量（）

总量（kg）

杂质量（kg）

水含量（）异噁唑铁粉甲苯盐酸

940.40954.729.55471.33480.947.211909.9995.50197.45636.969.56429.95额外用水量———

总量（kg）

3982.6126.32（3）出料量计算过程说明：a设该反应的转化率与该工序所设的收率相等，由化学反应方程式与化学反应计量系数可以计算出反应物料的消耗量和生成物的量，从而可算出未反应完的物料量。忽略溶剂的挥发量，与进料时一致。b反应停止后，静置分层，分为水层和甲苯层，趁热分去水层。FeCl2全部溶于水中而不溶于甲苯异噁唑氨基酮只溶于甲苯未反应完的铁粉生成的e(OH)2均匀的分布于整个溶液中。c在分水过程中，设水层中有5的甲苯（纯水和纯甲苯组成的溶质的质量百分比），甲苯层中有1的水（以纯水和纯甲苯组成的溶质的质量百分比）。而其他物质在两相中的分配根据（2中的相关假设计算。计算过程：1.分水前的各物料总量：①反应生成的物料量/

..氨基酮的量：940.40×231.68×93.7%/229.67=888.87kg氢氧化亚铁的量氯化亚铁的量：②未反应完的物料量异噁唑的量：940.40×(1-93.7%)=59.25kg铁粉的量：471.33-888.87×55.85/231.68=257.05kg水杂质的量：1907.41+26.32+197.45×18/(2×36.46)-888.87×2×18/231.68=1844.35kg(与杂质合二为一)③甲苯的量：1814.49kg（作为溶剂，反应前后的量不）2.水后每相的物料量:①甲苯层的物料含量氨基酮的量：氢氧化亚铁的量：［1814.49-(1814.49+1907.41-26.32)×5%［0.8×(1814.49+1907.41-26.32)］=56.96kg氯化亚铁的量：［1814.49-(1814.49+1907.41)×5%］×0.15×343.24/［0.8×(1844.35-26.32)］=54.64kg异噁唑的量：铁粉的量：［1814.49-(1814.49+1907.41)］×257.05/］=140.45kg甲苯的量［1814.49-(1814.49+1907.41-26.32)×5%水杂质的量：［1814.49-(1814.49+1907.41)］×0.15/0.8+［1814.49-(1814.49+1907.41)］×26.32/［0.8×(1844.35+1907.41-26.32)］=319.70kg②水层的物料含量甲苯的量：1814.49-1735.82=78.68kg水杂质的量：1844.35-78.67=1765.68kg氯化亚铁的量：343.24-57.64=285.60kg氢氧化亚铁的量：103.34-54.96=46.38kg铁粉的量：257.05-140.45=116.60kg（4）反应工序的物料衡算表/

..综合以上计算得：表2-4反应工序的物料衡算一览表反应／分水物料名称

质）质量百分比

密（kg）体（L）进料

异噁唑铁粉盐酸甲苯水杂质总量氨基酮异噁唑

940.4017.55%260.50471.337.8659.97197.451.18167.3333.86%1.001907.4126.321.0026.325357.4100.0%888.8727.27%253.2459.253.6116.41甲苯

铁粉甲苯

140.457.8617.8753.26%层

氢氧化亚铁56.963.4016.75氯化亚铁

57.642.7021.35分水出料

水杂质总计甲苯

319.701.00319.70100.0%78.670.8790.43氢氧化亚铁46.383.4013.64氯化亚铁285.6012.45%105.78水层

铁粉水杂质总计

116.607.8614.831.001765.68100.0%2.3.2压滤序（收率：）(1)进料量与反应工序的甲苯层的物料含量一致，见表2-4中相关数据(2)出料量/

..除未反应完的铁粉与生成的氢氧化亚铁视为不溶物被压滤出去余物料的损失量不计，与进料量一致。压滤工序的物料衡算表如下：表2-5压滤工序的物料衡算一览表进料

出料物料名称

质量（）

质量百分比

物料名称

质量（kg）

质量百分比氨基酮

888.8727.27%1.滤液

93.94%异噁唑铁粉甲苯氢氧化亚铁氯化亚铁

59.25140.4553.26%56.9657.64

氨基酮异噁唑甲苯氯化亚铁水杂质

888.8729.03%59.2557.64319.7010.44%水杂质

319.702.滤渣

197.41氢氧化亚铁铁粉

56.96140.4571.14%总计

100.0%总计

100.0%/

..2.3.3水洗晶工序（收：）（1）进料量与压滤工序的滤液的物料含量一致，见表2-5中相关数据。此外，在每次水洗过程要加2的自来水，共洗次。（2）出料量水洗主要是洗去甲苯层中的水溶性无机杂质有机物料的损失忽略不计而且认为氨基酮是1的结晶，析晶前、后的含水杂质量不变。则水洗析晶后氯化亚铁被洗除，其他物料含量不变。综合以上计算得：表2-6水洗结晶工序的物料衡算一览表进料

出料物料名称

质量（kg）

质量百分比

物料名称

质量（kg）

质量百分比氨基酮

888.8717.65%1.结晶液

59.34%异噁唑甲苯氯化亚铁水杂质

59.2534.29%57.64319.70

氨基酮异噁唑甲苯水杂质

888.8729.59%59.2557.76%319.7010.04%水洗用水

39.51%2.水洗液

40.65%水含量

97.19%总计

100%

氯化亚铁总计

57.64100%2.3.4离心料工序（收：(1)进料量该工序的进料量与水洗结晶工序的结晶液的含量一致，见表-6相关数据。(2)出料量计算过程说明：①先由收率算出甩出料中氨基酮的净含量，占甩出料总量的，从而算出甩出料的总量。甩出料中含水量为8，其余为甲苯、杂质、异噁唑。/

..②甩出料中甲苯、杂质、异噁唑的量计算方法如下：先算出其总量，视其在结晶液中的浓度为均一不变，根据进料中的含量，便可逐一算出。③甩出的母液中各物料的含量用进料总量减去甩出料中各物料的含量即得。计算过程：甩出的物料含量：氨基酮的量：甩出物料总量：871.09／75％=1161.46kg水杂质的量：1161.46×8%+1161.46×17%×319.70/(1735.82+59.25+319.70)=122.77kg异噁唑的量：甲苯的量：1161.46×17%×1735.82/(1735.82+59.25+319.70)=162.49kg离心母液的物料含量：氨基酮的量：888.87×2%=17.78kg异噁唑的量：水杂质的量：319.70-122.77=196.93kg甲苯的量：1735.82-162.49=1573.33kg总量：17.78+53.72+196.93+1573.33=1841.76kg离心甩料工序的物料衡算表综合以上计算得：表2-7离心甩料工序的物料衡算一览表进料

出料物料名称质量（kg）

质量百分比

物料名称

质量（kg）

质量百分比氨基酮

888.8729.59%1.甩出料

38.69%异噁唑甲苯水杂质

59.25319.7010.64%

氨基酮异噁唑甲苯

871.0974.94%162.49水杂质

122.7710.65%2.母液/38

..总量

100.0%

异噁唑甲苯水杂质总量

53.7285.42%196.9310.69%100.0%第三章说明：

还原工段的热衡算下列计算时所用的数据均根据第三章中物料衡算的结果日生产总量为准。有关各物质的物化参数均一总表述，后面只作直接引用。下列计算过程中单位均按以下的标准：质量：kg；能量：（kg·）；溶解热/化热/烧热：KJ/mol；温度：3.1热量算依据与原则3.1.1热量衡算的要依据能量衡算是以车间物料衡算的结果为基础进行的，所以，车间物料衡算表是进行车间能量衡算的首要条件。能量衡算的主要依据是能量守恒定律，其数学表达形式为能量守恒基本方程：由环境输入到系统的能量=由系统输出到环境的能量系统积累的能量对于车间工艺设计中的能量衡算许多项目可以忽略而且车间能量衡算的目的是要确定设备的热负荷，所以，能量衡算可简化为热量衡算。3.1.2设备的热量衡方程式对于有传热要求的设备，其热量平衡方程式为：Q1=+/

（3-2）

..Q1物料带入到设备的热量KJ；Q2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量；Q3过程热效应KJ；Q4物料离开设备所带走的热量KJ；Q5加热或冷却设备所消耗的热量KJ；Q6设备向环境散失的热量KJ。在热量衡算过程中的Q2,即设备热负荷，是衡算的主要的。3.1.3热量平衡方式中各热项的计算1.与4与4均可用下式计Q1(Q4)∑kJ式中–输入（或输出）设备的物料量g；–物料的平均比热容t–物料的温度℃。

kJ/kg·；该式的计算基准是标准状态，0℃与1Pa时的状态。因为物料的比热容是温度的函数上式中物料的比热容是指进出口物料的定压平均比热容对于进口物料取基准温度与物料进口温度的平均温度下的比热容于出口物料取基准温度与物料出口温度的平均温度下的比热容。对于不同物料的比热容可查《化学工程手册》（第1册）或《化学工艺设计手册》（下），若查不到，可根据《药厂反应设备与车间工艺设计》的相关公式[5][6]计算。2.程热效应化学过程的热效应包括化学反应热与状态变化热。纯物理过程只产生状态变化热。在热量衡算中，过程热效应3符号为：放热为正；吸热为负。⑴反应热c为计算各种温度下的反应热定当反应温度为与标准大气压时反应热的数值为标准反应热习惯上用△示负值表示放热正值表示吸热。这与在热量衡算中所规定的符号正好相反，为避免出错，现用符号r示标准反应热，放热为正，/

..吸热为负则qr=。标反应热的数据可以《化学工程手册第一册《化学工艺设计手册》（下）中查到；当缺乏数据时用标准生成热或标准燃烧热求得。表3-1元素标准燃烧热一览表元素的燃烧热

元素的燃烧热元素的燃烧过程

元素的燃烧过程kJ/(g·atom)kJ/(g·atom)→CO2（气）

395.15

Br→HBr（溶液）→1/2H2O（液）

I→I（固）

0F→HF（溶液）

316.52

→1/2N2（气）0Cl→1/2Cl2（气）0

→HNO3（溶液）205.57Cl→HCl（溶液）

S（气）

290.15Br→1/2Br2（液）

0

S→H2SO4（溶液）886.8Br→1/2Br2（气）-15.37

P→P2O5（固）

765.8④不同温度下的反应热qt

r计算在本设计中涉与到相变热、浓度变化热、结晶热、冷凝热等，其中结晶热可忽略不计，其他的状态变化热的计算见具体的衡算过程。Q3的计算公式综合化学反应热效应（Qc）与状态变化热效应（）的3的计算公式为Q3+3、Q5与Q6的确定

(3-8)根据前人的经验，）一般为（）的，只要计算出4,可以确定）,从而计算出。但在设备选型中需对设备进行校核，以检验设备选型的正确与否。4、Q2的计算由以上计算过程得到1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6后，根据式）求出设备的热负荷/

..Q2。Q2正值表示需对设备加热；负值表示需冷却。3.2热量算基础数据的算和查取在热量衡算中部分物料的物性常数可通过相关的物性常数手册查取学工程手册（第册）《化学工艺设计手册（下[9]。当遇到手册中数不的情况时就需通过一些公式来估算这些物性常数在本设计中涉与的物性计算有比热容、汽化热、熔融热、浓度变化热效应、燃烧热等，以下介绍他们的计算方法。3.2.1比热容的计本设计中气体的比热容都可查取，主要是一些液体和固体的比热难以查取。1、气态物的比热容的计算对于压强低于5×10

的气体或蒸汽均可作理想气体处理，其定压比热容为+3kJ/（kg·℃）式中n—化物分子中原子个数；—化合物分子量。2、液体的热容的计算

（3-9）大多数液体的比热容在1.7～2.5kJ/（kg·℃）之间，液体的比热容一般与压力无关，随温度的上升而稍有增大。⑴作为水溶液的比热容的计算，可先求出固体的比热容，再按下式计算：（1-a）式中—水溶液的比热容kJ/（kg·℃）；Cs—固体的比热容kJ/℃）；a—水溶液中固体的质量分率。

（3—10）⑵对于大多数的有机化合物其比热容可利药厂反应设备与车间工艺设计》/

..（P208表(—4）求得。先根据化合物的分子结构，将各种基团结构的摩尔热容数值加和，求出摩尔热容，再由化合物的分子量换算成比热容。3、固体的热容的计算⑴元素的比热容的计算kJ/（kg·℃

(3—11)式中a元素原子的比热容kJ/（kg·），其值见表-2；A—元素的原子量。表3-2元素原子的比热容表元素akJ/(kg·℃)元素akJ/(kg·℃)元素akJ/(kg·℃)SI15.907O16.74其他⑵化合物的比热容的计算

25.953C=1/M∑nCakJ/℃）式中n—分子中同种元素原子数；—化合物分子量；—元素的原子比热容kJ/℃），其值见表4.2。3.2.2汽热的计算任何温度、压强下，化合物的汽化热均可按下式计算：qv=(-28.5)lg·TR·TC/［0.62·(1-TR)］｝kJ/kg式中P—对比压强（实际压强与临界压强之比值）；TR—对比温度（实际温度与临界温度之比值）；TC—临界温度。液体在沸点下的汽化热可按下式计算：qvb=Tb·(39.81lgkJ/kg式中Tb—液体的沸点；/

(3—12)(3-13)(3-14)

..—液体的分子量。3.3还原段的热量衡算3.3.1、原釜的热衡算根据工艺过程可知，还原釜的温度变化过程如下图所示：95℃回流反3h分水出料25℃进料图3.1还原釜的温度变化过程图解由还原釜的温度变化过程解图可知釜的热量衡算只有一个过程物料由25进料，升温至95，反应3h为止，然后分水出料压滤。1.热量衡算涉与的基础数据的查取与计算⑴各种物质在不同温度下的平均比热容：①液态物质的平均比热容：对照基准温度0℃，各种物质的温度变化有、95。查《药厂反应设备与车间工艺设计（P208表6—4）中的相关数据可得液态有机物的平均比热容。对于表中没有温度的数据，用两点插值法求出。其计算过程以对氯硝基苯在℃时平均比热/

..容的计算为例，得液态有机物的平均比热容表如下：表3-3还原釜液态有机物料的平均比热容表［单位：kJ/(kg·℃)］物质名称

温度异噁唑甲苯氨基酮乙醇

20

2540

60

95②气态物质的平均比热容：需算平均比热容的物质有甲苯、乙醇、水。按式）计算得：甲苯=4.187×）/92.13=1.50乙醇=4.187×）/46.07=1.91

kJ/(kg·℃)kJ/(kg·℃)水=4.187×）/18=2.09

kJ/(kg·℃)③水溶液的平均比热容：与缩合釜的碱（70%的平均比热容的计算一致计算12%FeCl2水溶液的平均比热容为：kJ/(kg·℃)查《化学工艺设计手册》（下）得：/

..25℃时30%酸水溶液的平均比热容为：Cp30%=2.60kJ/(kg·℃)④固态物质的平均比热容：以氢氧化亚铁的平均比热容计算为例：根据公式（3）与公式（3）计算得：Cs=[25.953+（16.74+9.628×2)]/89.86=0.88

kJ/(kg·℃)依此类推算得缩合釜的其他固态物质的平均比热容如下所示：铁粉：kJ/(kg·℃)异噁唑：kJ/(kg·℃)氨基酮：kJ/(kg·℃)氯化亚铁：kJ/(kg·℃)⑵汽化热的计算：主要是甲苯和水汽化回流带热控温，其95℃时汽化热按式（—13）计算得：qvb=(-28.5)×lg[500.51×0.68/(0.62×0.34)]=345.95kJ/kg查《化工原理》（上）得水95时的汽化热为2177.24kJ/kg⑶固态物质的熔融热的计算：主要是异噁唑的熔融热，其熔点为117。/

..根据式（4）计算其熔融热分别为：qF，异噁唑=（117+273.15）×46.0/229.67=95.57kJ/kg。⑷化合物的燃烧热与生成热的计算计算方法参照对氯硝基苯的燃烧热与生成热的计算过程，得还原釜的物质的燃烧热与生成热表如下：表还原釜的物质的燃烧热与生成热表物质名称燃烧热

［单位：］

生成热异噁唑氨基酮氢氧化亚铁氯化亚铁水盐酸

-150.8-412.09---423.72--285.83-[]氧化亚铁、水、氯化亚铁、盐酸的生成热查《物理化学》（上）。2、还原釜热量衡算的计算过程该过程只有一次温度变化其间有化学反应热甲苯和水汽化回流热盐酸水溶液的浓度变化热，故Q3=Qc+Qp。各物料的进、出量见还原工段物料衡算表3.11中的相关数据。①Q1的计算：根据式（—3）与以上表4.8所示25时相关物料的平均比热容计算得：/

..Q1=∑=Q异噁唑盐酸铁粉+Q甲苯水=940.41.0625+471.3325+1814.494.187×25②Q3的计算忽略氯化亚铁水溶液的浓度变化热只计算化学反应热HCl水溶液的浓度变化热与甲苯和水的汽化热.=-(382.05×888.87/231.68-197.45×158.68/36.46)×1000=-606448.3736kJ盐酸水溶液的浓度变化热的计算：设HCl的摩尔数为摩尔，水的摩尔数为n摩尔，由的值来查HCl水溶液无限稀释热，再根据公式（3）求取HCl水溶液的浓度变化热，计算过程为：的HCl水溶液的值为：）/(30÷36.46)=4.73的水溶液的n/m值为：（92÷18）/(8÷36.46)=23.29查《药厂反应设备与车间工艺设计》（P206表）得：;qs.8%=127.4根据公式（4）计算HCl水溶液的浓度变化热为：/

..（127.4×70.00-102.9×70.00）×1000/36.46=47037.85kJ甲苯和水汽的汽化热的计算，回流量取二者投料总量的，蒸汽中二者的量分配按二者在95的饱和蒸汽压之比。℃时二者的饱和蒸汽压分为65.33kPa、87.83，则总压强为P总=65.33+87.83=153.16。（n1qvb1+n2qvb2）×5%×3228.30/153.16kJ综合得：Q3（-11164.7498kJ③Q4的计算根据—3与以上表4.8所示95时相关物料的平均比热容计算得：Q4=∑，,，，，，，=Q异噁唑铁粉+Q氨基酮甲苯水+氢氧化亚铁氯化亚铁=59.25×95×1.31+140.45×95×0.46+888.87×95×4.16+1735.82×95×4.7+56.96×95×0.88+57.64×95×0.95=1277056.8325kJ④Q5与Q6的计算:经验，（Q5+Q6）一般为（）的～10%，在此，/

..（Q5+Q6）取（Q4+Q5+Q6）的计算得：=67213.52

kJQ2的计算：根据式（）计算得：Q2=(Q5+Q6+Q4)-(Q1+Q3)=1474788.7196kJ综合以上计算过程得：0，说明该过程需加热3.3.2水洗晶釜的热量算水洗结晶釜有三个独立的过程分别为：一次水洗过程（温度围：料液40～60℃水25～60℃）；二、三次水洗过程（度围：料液60不变；水25～60℃）；降温结晶过（温度围料液60三个过程均无化学反应故衡算过程中，忽略一切状态变化热，则Q3=0。各物料的进、出量的数据见物料衡算。1、该热量算涉与的基础数据的查取与计算该热量衡算只涉与各物质的平均比热容，经查取和计算如下表所示：表物质名称

水洗结晶釜各物料的平均比热容表温度℃

［单位：kJ/(kg·℃)］2095/

甲苯

..2.463.58氨基酮1.992.57水

4.194.194.192、水洗结釜的热量衡算的计算过程（1）一次水洗过程：Q1的计算根据—3与以上表所示和40时相关物料的平均比热容计算得：Q1=∑=Q氨基酮异噁唑水+水洗用水甲苯=888.87×2.57×40+21.00×1.27×40+59.25×4.19×40+2000×4.19×401735.82×2.94×40=561599.888kJQ3=0Q4的计算：根据式（—3）与以上表所示60时相关物料的平均比热容计算得：Q4∑，

氨基酮

，异噁唑

，

水

，

水洗用水

，

甲苯=888.87×3.15×60+59.25×1.28×60+319.70×4.19×60+2000×4.19×60+1735.82×3.58×60kJ/

..④Q5与Q6的计算:经验，（Q5+Q6）一般为（）的～10%，在此，（Q5+Q6）取(Q4+Q5+Q6）的计算得：（=59398.6076kJQ2的计算：根据式（—2）计算得：Q2综合以上计算过程得：Q2>0说明一次水洗过程需加热。⑵二、三次水洗过程：二、三次水洗过程的热量衡算计算过程是一致的。具体过程如下：①Q1的计算根据—3与以上表所示℃60℃时相关物料的平均比热容计算得：Q1∑=Q氨基酮异噁唑水+水洗用水甲苯=888.87×2.57×60+59.25×1.27×60+319.70×4.19×60+20000×4.19×25+1735.82×2.94×60=737649.832kJQ3=0/

..Q4的计算：根据式（—3）与以上表3-5所示60时相关物料的平均比热容计算得：Q4=∑=Q

，氨基酮

，

异噁唑

，

水+Q

，

水洗用水

，

甲苯=888.87×3.15×60+59.25×1.28×60+319.70×4.19×60+2000×4.19×60+1735.82×3.58×60④Q5与Q6的计算:经验，（Q5+Q6）一般为（）的～10%，在此，（Q5+Q6）取（）的计算得：（Q5+Q6kJQ2的计算：根据式（—2）计算得：Q2综合以上计算过程得：Q2>0说明二、三次水洗过程需加热。3.3.3结晶过程：①Q1的计算：根据式（—3）与以上表所示25和60时相关物料的平均比热容计算得：/

..Q1=∑=Q氨基酮异噁唑+Q水+甲苯=528185.382kJQ3=0Q4的计算：根据式（—3）与以上表3-5所示20时相关物料的平均比热容计算得：Q4∑，

氨基酮，

异噁唑

，

水

，

甲苯=143508.706kJ④Q5与Q6的计算:经验（Q5+Q6）一般为）的～10%，在此，（Q5+Q6）取（）的10%计算得：kJQ2的计算：根据式（—2）计算得：Q2=-368731.2642kJ综合以上计算过程得：0，说明结晶过程需冷却/

..第四章要设备的选型与计算4.1还原应釜的选型与算4.1.1设备型生产周期：T=12h取还原反应釜的个数为：，后备系数为：δ=1.12由于反应物料沸腾，取装料系数：Φ=0.50从物料衡算可知，还原反应釜每天的处理物料总体积为V4502.02总根据公V总4502.021.12/=2521.1312LT

L圆VL查《化工工艺设计手册》（第三版.册），选择公称容积T为容材料2搪玻璃开式搅拌釜，型号标记为：Ⅱ0.25-2-GPHG/T2371-1992计算容为2179VJ/L，设备总重kg，容器材料为，公称直径1300mm

电动机功率为4.0KW，总高度819，其中重要的参数为传热面积A4.1.2核算（1）装料系数核算：

根据以上的选型计算可知，每台釜每天操作批，共计批，则每批的进料体积为V/64502.02/6d

，则

750.33662000

0

0.5

。则符合要求。（2）传热面积校核由还原反应釜的热量衡算可知应时间为小时应总传热量为1KJ，则平均每批的传热量i

6

KJ/

。工艺条件：进、出料温度~95℃；设计蒸汽进、出温度：~℃则平均温差：

A)/(ln/A)tttt/

2o.2o还原反应釜为夹套式反应容器，冷却介质为常温is/Ksi

61449.5299214

m

2

7.20

2即满足要求。4.2水洗晶罐的选型与算4.2.1设备型生产周期：T=12h取还原反应釜的个数为：，后备系数为：δ=1.12由于反应物料沸腾，取装料系数：Φ从物料衡算可知，还原反应釜每天的处理物料总体积为V4605.90总

L查《化工工艺设计手册（第三版.册），选择公称容积为容器材2000L搪玻璃开式搅拌釜号标记为Ⅱ0.25-2-GP算容积为2179VJ/L，设备总重kg容器材料为-235B公称直径为电机功率为4.0KW，总高度，其中重要的参数为传热面积

4.2.2核算(1)装料系数核算：根据以上的选型计算可知，每台釜每天操作3批，共计6批，则每批的进料体积为V/64605.90/6767.65Ld

，则

767.652000

0.3838

0

0.75

。则符合要求。(2)传热面积校核由还原反应釜的热量衡算可知反应时间为小时反应总传热量为-368731.2642KJ，则平均每批的传热量i

368731.26426

15363.8026KJ/h

。工艺条件：进、出料温度~95℃；设计蒸汽进、出温度：~℃则平均温差：

AA)/(lnA/)tttt/

2op..2op还原反应釜为夹套式反应容器，冷却介质为常温isQ/Ksi

15363.802643.24

m

2

0

2即满足要求。4.3离心的选型与计算操作工时：1h从物料衡算表可知，每批