苯甲酸丙酯的车间工艺设计课程设计

1、课程设计说明书题 目: 年产500吨苯甲酸丙酯的车间工艺设计学生：学号： 班级： 指导教师 成 绩： 课程设计任务书题 目：年产500吨苯甲酸丙酯的车间工艺设计指导教师： 本组学生：时 间：2021年01月04日任务与要求：1设计原始数据年产量：500吨年工作日：230天生产工艺原理：以苯甲酸、正丙醇为原料，对甲苯磺酸为催化剂，生产制备苯甲酸丙酯。酸醇摩尔比=1：4反响温度：回流温度反响时间：4小时，控制温度95-102，酯化反响后，稍冷却用5%的NaHCO3中和、水洗涤，分液，用无水硫酸镁枯燥后进行蒸馏，收集前馏分，再收集195-205的馏分为产品。苯甲酸转化率92%，苯甲酸丙酯收率为82%。其它工艺参数通过查资料自己确定。2物料规格原料与产物规格苯甲酸99%正丙醇99%对甲苯磺酸98%碳酸氢钠98%无水硫酸镁98%苯甲酸丙酯95%3工艺计算物料衡算热量衡算设备计算4编制设计说明书设计说明书的内容：一、总论1概述所设计产品的性能、用途和在国民经济中或对人民生活的重要性；该产品的市场需求，该产品的生产方法及特点。2文献综述通过查阅国内外期刊文献，简述该产品的生产试验概况，国内外的生产现

2、状和开展趋势。1000字以上3工程来源由教师指定的课题4设计产品所需的主要材料的规格、来源以及水、电、汽的供给情况、结合设计地区供给情况加以说明。二、生产流程和生产方案确实定根据查阅文献或实际调查所掌握的情况，或依据科学试验报告或小试结果进行放大设计，分析各种生产方法及其特点。简要表达自己设计所选定的生产方法的依据和特点。画出一个简单流程图。三、工艺计算包括物料衡算与能量衡算，计算结果汇总于物料衡算表和热量衡算表中，并将计算基准转换为生产能力的基准，包括时间基准和单位产品基准。四、主要设备的工艺计算和设备选型根据设计任务工作量的大小，对反响釜进行工艺计算并进行选型。并根据生产能力，按物料衡算和热量衡算的结果，对其它设备都作为辅助设备进行选型。如泵、压缩机、换热器、槽罐等。五、原材料、动力消耗定额六、车间本钱估算七、环境保护及平安措施八、设计的体会和收获九、参考文献十、附工程图纸1带控制点的工艺流程图2主要设备装配图参考书?化工设计手册?上、下册，国家医药管理局上海医药设计院编?精细化工反响器及车间工艺设计?左识之主编，华东理工大学出版社?化工制图?工程制图?化工?化工工艺设计概论? 学

3、 生 签 名： 目 录第一章 概述 1第一节 产品介绍1第二节 原料介绍 1第二章 生产方法的选择和流程设计 3第一节 工艺流程概述 3第二节 苯甲酸丙酯的生产工艺流程框图 3第三章 物料衡算及能量衡算 4第一节 物料衡算 4第二节 能量衡算 6第四章 设备计算和选型8 第一节 反响釜的结构和材质 8第二节 反响釜中物质的平均密度m 的计算 8第三节 反响釜的计算和选型 9第五章 投资估算和本钱估算 11第一节 原料消耗量 11第二节 车间水、电、水蒸气的消耗量M 12第六章 环境保护与平安措施 13第七章 结论 16 第八章 心得体会 16第九 章主要设备装配图 17第一节 反响釜结构图 18第二节 苯甲酸丙脂生产工艺流程图 19第十章 参考文献 20第一章 概述第一节产品介绍苯甲酸丙酯(n-PropylBenzoate)别名(英文)：BenzoicAcidPropylEster中文别名：丙基苯甲酸酯中文别名：苯甲酸正丙酯通式C6H5COOC3H7；分子量：164.20；有两种异构体。(1)苯甲酸正丙酯(n-propylbenzoat)：沸点230，相对密度1.0276。(2)异丙酯

4、(isopropylben-zoate)：沸点218，相对密度1.172；精制得到苯甲酸丙酯为无色透明的液体,具有清雅、淡雅的香味,不溶于水,易溶于戊醇、乙醚等有机溶剂,测得其折光率约为1.4998,产品质量好。制法：以丙醇(或异丙醇)及苯甲酸为原料，在硫酸、枯燥氯化氢的催化下，进行缩合制取。用作有机合成原料。苯甲酸丙酯香气单一，能加强和润香气，而且能起好香气剂的作用，是一种由独特特点的香料。苯甲酸丙酯用途十分广泛,不仅应用于日化、医药、食品、香料、饲料及各种工业防腐方面,医疗器械的清洗消毒剂,而且还可用作油脂、树脂等溶剂和有机合成中间体。目前，采用非无机酸作为酯催化剂的研究很多，但制备苯甲酸丙酯的研究并不多。刘承先等采用一水硫酸氢钠、杨水金等采用TiSiW12O40/TiO2对催化合成苯甲酸丙酯进行了研究。而刘承先也采用对甲苯磺酸催化合成苯甲酸丙酯，对苯甲酸磺酸是一种强有机酸，作为酯反响催化剂既有性质稳定、反响温和、副反响少、设备腐蚀小、环境污染少等优点。因此本次苯甲酸丙酯的车间工艺设计选取以甲苯磺酸催化合成苯甲酸丙酯这条路线。第二节 原料介绍1、正丙醇n-propanol正丙醇n-

5、propanol，又称1-丙醇1-propylalcohol、丙醇。分子式为CH3CH2CH2OHC3H7OH，分子量为60.10。有像乙醇气味的无色透明液体，溶于水、乙醇、乙醚。由乙烯经羰基合成得丙醛，再经复原而得。主要用来做燃料油的杀菌剂、农药及医药原料、香料原料等。外观与性状：无色液体；熔点：-127；相对密度水=1：0.80；沸点：97.1；相对蒸气密度空气=1：2.07；分子式：C3H8O；分子量：60.10；饱和蒸气压kPa：1.3314.7；燃烧热kJ/mol：2021.9；临界温度：263.6；临界压力MPa：5.17；辛醇/水分配系数的对数值：0.28；闪点：15。丙醇直接用作溶剂或合成乙酸丙酯，用于涂料溶剂、印刷油墨、化装品等，用于生产医药、农药的中间体正丙胺，用于生产饲料添加剂、合成香料等。丙醇在医药工业中用于生产丙磺舒、丙戊酸钠、红霉素、癫健安、粘合止血剂BCA、丙硫硫胺、2,5-吡啶二甲酸二丙酯等；相丙醇合成的各种酯，用于食品添加剂、增塑剂、香料等许多方面；正丙醇的衍生物，特别是二正丙胺在医药、农药生产中有许多应用，用来生产农药胺磺灵、菌达灭、异丙乐灵、灭草猛

6、、磺乐灵、氟乐录等。2、苯甲酸【英文名称】BenzoicAcid【其他名称】安息香酸carboxybenzene、苯酸phenylformicacid、苯蚁酸。苯甲酸为具有苯或甲醛的气味的鳞片状或针状结晶，具有苯或甲醛的臭味。熔点122.13，沸点249，相对密度1.265915/4。在100时迅速升华，它的蒸气有很强的刺激性，吸入后易引起咳嗽。微溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯甲酸是弱酸，比脂肪酸强。它们的化学性质相似，都能形成盐、酯、酰卤、酰胺、酸酐等，都不易被氧化。苯甲酸的苯环上可发生亲电取代反响，主要得到间位取代产。分子式：C7H6O2；分子量：122.1214；结构简式：C6H5COOH(苯环-COOH)主要成分：纯品外观与性状：鳞片状或针状结晶，具有苯或甲醛的臭味。酸性：在水中电离常数Ka=6.4610525标准摩尔燃烧焓100kPa,298.15K：-3226.9kJ/mol恒容燃烧热：-26.0460kJ/g在水中溶解度：0.21g17.5、0.35g25、2.2g75、2.7g80、5.9g100。用途【用途一】用于医药、染料载体、增塑剂、香料和食品防腐剂等的生

7、产，也用于醇酸树脂涂料的性能改良【用途二】主要用于抗真菌及消毒防腐【用途三】用作化学试剂及防腐剂【用途四】通常用作定香剂或防腐剂。也用作果汁饮料的保香剂。可作为膏香用入薰香香精。还可用于巧克力、柠檬、橘子、子浆果、坚果、蜜饯型等食用香精中。烟用香精中亦常用之。【用途五】防腐剂；抗微生物剂。3、对甲苯磺酸物理性质：分子式：C7H8O3S，M=172g/mol；性状：白色针状或粉末状结晶，易溶于水、醇和醚，极易潮解，易使棉织物、木材、纸张等碳水化合物脱水而碳化，难溶于苯、甲苯和二甲苯等苯系溶剂。碱熔时生成对甲酚。不具氧化性的有机强酸。常见的是对甲苯磺酸一水合物(TsOHH2O)或四水合物(TsOH4H2O)。指标名称：分析纯AR、化学纯CP、精制级、特定级、工业优级；外观：白色针状或粉末结晶；含量%：9998989796；硫酸盐游离酸SO4：；密度：1.34；折射率：1.563；闪点：41；水溶性：可溶；沸A点：1402.67kPa；熔点：103105用途广泛用于合成医药、农药、聚合反响的稳定剂及有机合成酯类等的催化剂。用作医药、涂料的中间体和树脂固化剂，也用作电镀中间体。第二章 生产方法的选择和流程设计第一节 工艺流程概述合成路线概述：在反响釜中参加苯甲酸、正丙醇酸醇摩尔比为1:4、一定量的催化剂对甲苯磺酸，装上搅拌器、分水器、回流冷凝管和温度计，加热搅拌反响4小时，反响温度控制在95-102，反响结束后，稍冷后用5%的NaHCO3中和、水洗涤，分液，用无水硫酸镁枯燥后进行蒸馏，收集前馏分，再收集195-205的馏分为产品。第二节 苯甲酸丙酯的生产工艺流程框图：苯甲酸正丙醇对甲苯磺酸酯化反响中和洗涤碳酸氢钠冷凝醇水共沸物醇水别离水正丙醇枯燥无水硫酸镁蒸馏产品分液第三章 物料衡算及能量衡算物料规格原料与产物规格苯甲酸99%正丙醇99%对甲苯磺酸98%碳酸氢钠98%无水硫酸镁98%苯甲酸丙酯95%反响参数表：酸醇比酯化温度蒸馏温度对甲苯磺酸用量苯甲酸转化率苯甲酸选择性苯甲酸丙酯收率1:495

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