乙酸丁酯反应器型式及反应器材质的选择.docx

化学反应过程与设备小组成员： 赵娟 范敏敏 王旭敏 宋鹏任务:A0101乙酸丁酯反应器型式及反应器材 质的选择任务点0101-1 合成乙酸丁酯的反应原理及其工业生产方法C H OH+CH COOHf CH COOC H+H O4 9 3 3 4 9 2 由乙酸与正丁醇在硫酸存在下酯化而得将丁醇、乙酸和硫酸按比例投 入酯化釜，在120°C进行酯化，经回流脱水，控制酯化时的酸值在0.5 以下，所得粗酯经中和后进入蒸馏釜，经蒸馏、冷凝、分离进行回流脱 水，回收醇酯，最后在126C以下蒸馏而得产品生产工艺有连续法及 间歇法，视生产规模不同而定原料消耗定额：乙酸（98%） 540kg/1、 正丁醇 650kg/t任务点0101-2 乙酸丁酯、原料、催化剂的物理、化学性质乙酸丁酯的物化性质中文名称: 乙酸丁酯别名: 醋酸丁酯分子式: CH NO6 12 2分子量: 116.16外观及性状: 无色透明液体溶解性: 溶于180份水，溶于醇、醚、醛等多数有机溶剂熔点: —77.9C沸点: 126.1C相对密度/20C/4C: 0.8764闪点: 22C （闭杯）折光率 /19C: 1.3907稳定性: 在弱酸性介质中较稳定主要用途: 用扩硝化纤维及漆类的溶剂。

常用作果实的香精，主要配制 香蕉、树莓、草莓和奶油等型香精英文名称: butyl alcohol；1-butanol别 名: 丁醇分子式: CH(CH)OH3 2 3分子量: 74.12熔点：-88.9°C沸点：117.25相对密度： d(20,4)=0.8908；蒸汽压：35C(蒸汽压：0.82kPa/25C)溶解性： 微溶于水，溶于乙醇 、醚多数有机溶剂稳定性： 稳定 外观与性状： 无色透明液体，具有特殊气味危险标记：7(易燃液体)临界压力(MPa): 4.90饱和蒸气压：0.82(25C)折射率：(n20D ) 1.3993闪点:35C(闭口)，40C (开口)自燃点：365C粘度：2.95mPa.s(20C)张力:24.6mN/m(20C) 20C时在水中的溶解度7.7%(重量)，水在正丁醇中的的溶解度20.1%(重量)用途：用于制取酯类、塑料增塑剂、医药、喷漆，以及用作溶剂也是 多种涂料的溶剂和制增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(见邻苯二甲酸酯)的原 料，也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作为有机合成 中间体和生物化学药的萃取剂，还用于制造表面活性剂催化剂：浓硫酸浓硫酸是一种无色油状液体。

常用的浓硫酸中H SO的质量分数为2498.3%，其密度为1.84g/cm-3，其物质的量浓度为18.4mol/L硫酸是 一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶浓硫酸溶 解时放出大量的热，因此浓硫酸稀释时应该“酸入水，沿器壁，慢慢倒， 不断搅具有吸水性、脱水性、强氧化性.任务点0101-3 乙酸丁酯的工艺流程描述；(1)间歇主产乙酸正丁霜乙醉 正丁醇■•醋化■中和謀1—-1r产品——梢制图1-1间歐式生产乙醜直丁酯工艺流崔图FigJ-l The batch process fb训 diagram of n-bufyl acetsfe synthesis间歇法生产的工艺流程，如图"】所示’以硫酸作催化剂，乙酸与丁醉进行酯化反 应.首先将乙酸、丁醇和硫酸按一定计量比一起加入酯化釜，加热发生酣化反应.然后 依次进帝中和、脱水*洗涤.除去硫酸和水分，最后进行精嶠分离出乙酸正丁酯任务点0101-4 乙酸丁酯的反应器选型分析搅拌釜式反应器的分类按操作方式分类: 间歇式、半连续式、连续式按材质分类：钢制反应釜、搪玻璃反应釜、铸铁式反应釜任务点0101-5 乙酸丁酯反应器的各部分结构及其作用釜式反应器的结构主要包括1. 釜体2. 搅拌装置3. 轴封4. 换热装置5. 工艺接管主要结构的作用1. 壳体壳体由圆形筒体、上盖、下封头构成。

上盖与筒体连接有两种方法一种是盖子与筒体直接焊死，构成一个整体；另一种是用法兰连接， 上盖开有人孔、手孔和工艺接口等壳体材料根据工艺要求确定，最常 用的是铸铁和钢板，也有用合金钢或复合钢板釜底常用的形状有平面形、碟形、椭圆形和球形平面结构简单， 容易制造，一般在釜体直径小、常压条件下操作时使用；椭圆形或碟形 应用较多；球形用于高压反应器；当反应后物料需用分层法使其分离时 可用锥形底2. 搅拌装置 搅拌装置由搅拌轴和搅拌电机组成，其目的是加强反应釜内物料的均 匀混合，以强化反应的传质和传热3. 轴封 轴封用来防止釜的主体与搅拌轴之间的泄漏轴封主要有填料密封和 机械密封两种4. 换热装置 换热装置是用来加热或冷却反应物，使之符合工艺要求的温度条件的 设备其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式等， 也可用直接火焰或电感加热5. 工艺接管用于进、出物料及安装温度、压力的测定装置任务点0101-6 工业反应器的材质种类及其特点；按材质分类为钢制（或衬瓷板）反应釜、铸铁反应釜及搪玻璃反应釜1、钢制反应釜: 特点是 制造工艺简单，造价费用较低，维护检修方 便，使用范围广泛，化工生产普遍采用。

最常见的钢板反应釜的材料为 Q235A （或容器刚）用Q235A材料制作的反应釜不耐酸性介质腐蚀，不 锈钢材料的反应釜可以耐一般酸性介质，经过镜面抛光的不锈钢制反应 釜还特别适用于高粘度体系聚合反应2、 铸铁反应釜： 在氯化、磺化、硝化、缩合、硫酸增浓等反应过程 中使用较多3、 搪玻璃反应釜： 俗称搪瓷锅在碳钢锅的内表面涂上含有二氧化硅玻璃釉，经900°C左右的高温焙烧，形成玻璃搪层搪玻璃反应釜对 许多介质具有良好的抗腐蚀性，所以广泛用于精细化工生产的卤化反应 及有盐酸、硫酸、硝酸等存在时的各种反应按操作压力分类：低压釜 和高压釜搪玻璃反应釜具有如下特性：耐腐蚀性： 它能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质，尤其在 盐酸、硝酸、王水等介质中具有良好的耐腐蚀性能耐热性：允许在-30—+240°C范围内的使用，耐热温差小于120°C，耐 冷温差小于110C耐冲击性 ： 耐冲击性较小，因而使用时应避免硬物冲击碰撞搪玻 璃反应釜在运输和安装是要防止碰撞加料时严防重物掉入容器内使 用时要缓冲加压升温，防止剧变任务点0101-7 乙酸丁酯反应器材质的选择分析结论：选择铸铁反应釜 （反应釜内衬内表搪瓷） 理由：壳体材料大多采用铸铁，硫酸具有酸性和腐蚀性，故选 择铸铁反应釜，釜内衬内表搪瓷。