年产1000吨对氨基苯甲酸生产工艺设计.doc

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1、前言1925年，对氨基苯甲酸首次在世界上实现了工业化生产，20世纪40年月末至50年月初，对氨基苯甲酸获得快速进展。1988年世界对氨基苯甲酸的生产力量已达万吨，装置开工率为85。由于需求剧增，对氨基苯甲酸市场日趋紧俏。80 年月末和九十年月初，世界主要对氨基苯甲酸生产厂家Aristech、Dow和Shell 纷纷扩大生产力量，导致全球对氨基苯甲酸生成力量过剩，装置开工率逐年递减。1992年开工率已降至66。但是由于化工业的快速成长与进展以至于对氨基苯甲酸的使用广泛度在不断连续扩大中，形势迅猛进展。到1989年很多国家的对氨基苯甲酸工厂生产工艺装备的开工到达了93，更有大局部国家呈现出对氨基苯

2、甲酸很缺货的状态。为此，各大生产厂家纷纷建或扩建对氨基苯甲酸装置，2022 年生产力量已达万吨1。对氨基苯甲酸生产主要集中在美国、西欧、日本。美国为首的西欧国家对氨基苯甲酸的生产打趣道世界总量的89%。世界对氨基苯甲酸生产主要由GEP、Shell、Dow和Bayer4家公司把握，约占世界生产力量的70。其中GEP是世界最大的对氨基苯甲酸生产企业，共建有5套装置，分布在美国、荷兰、西班牙、日本，总生产力量到达万吨/年。对氨基苯甲酸生产力量位居世界其次，在美国、荷兰各有一套装置，总生产力量到达37万吨/年。Bayer在德国、比利时分别建有一套对氨基苯甲酸生产装置，总生产力量到达28万吨/年1。目前

3、国外建、拟建装置共9套，生产力量总计76万吨/年，除Bayer在美国、比利时建装置外，其余均分布在亚太地区2。我国对氨基苯甲酸生产力量、产量、工艺技术和产品质量等，都与国外存在较大差距，表现在3：生产力量小、产量低，我国对氨基苯甲酸生产力量尚缺乏 3 万吨/年，远不能满足市场需求；生产装置达不到经济规模，我国目前大多数装置还缺乏千吨/年，最大装置也只有无锡树脂厂的 1 万吨/年，仅为国外装置规1第 1页 /共 38页模的 1/10,极大的影响了经济效益；工艺落后，我国对氨基苯甲酸生产工艺仍以催化加氢复原法为主，不仅原料消耗高，劳动强度大，而且产品质量差，严峻地影响了其下游产品地开发。对氨基苯甲

4、酸作为一种格外重要的有机化工原料，贯穿于整个化学工业，同时在现实生活中也具有格外广泛的应用。因此，选择一种经济环保的生产对氨基苯甲酸的方法具有很重要的现实意义。对氨基苯甲酸的生产历史悠久，随着化工产业的迅猛、飞速进展, 对氨基苯甲酸的生产工艺也随之发生变化，合成工艺不断的得到改进，并趋于完善。本设计承受对硝基苯甲酸、氢气为原料，以对 pd/c 为催化剂来合成对氨基苯甲酸，原料价廉易得，反响条件温存，操作便利，生产本钱低，到达了化工设计优化的目的。1、生产工艺的选择常见生产方法制取对氨基苯甲酸主要的方法有如下四种：以对硝基苯甲酸为原料合成对氨基苯甲酸1. 化学复原法1AI 复原法其实 AI 的复

5、原力量是较弱的,所以当在无机酸的介质中进展复原时,是要用比较高的温度的。我们用较浓一点的HCI 作为介质,再用AI 来复原对硝基苯甲酸, 这时对氨基苯甲酸的收率可以为 86%。用这种方法其优点是价格比较廉价、收率比较高等等特点,缺点是它反响条件优点严格,处理起来会比较麻烦。2Sn 复原法Sn 复原法中最常用的复原剂是SnCI:。由于SnCI 在水溶液中及易水解,因此,在用 SnCI 复原对硝基苯甲酸时,必需要在有机介质中进展。收率为 88%。此方法拥有反响快、收率很高等等的特点 ,但是，缺乏之处是产品的分别还比较困难 , 而且由于使用了有机溶剂,所以其本钱较高。3Fe 复原法用 Nacl 为电

6、解质,稀 HCI 为介质,在 96104间,用铁屑复原对硝基苯甲酸,PABA 的收率%;2. 用金属氢化物复原法用金属氢化物作为复原剂主要是来自元素周期表中的第三主族元素的氢化物,例：LIH、NaB 等等,其中 LIH;的复原力量还是较强的,它能将对硝基苯甲酸一下复原成对甲基苯胺,所以不能盲目地用来用于合成对氨基苯甲酸。虽然 NaB 的复原力量优点弱,假设只使用它做复原剂的话是对硝基起不了作用的 ,还要与过渡的金属盐合成复合的复原剂,这样才能用做复原对硝基苯甲酸。其的收率可以到达 91%以上的。一般都用于试验室合成对氨基苯甲酸。3. 硫化物复原法用硫化物其实是很温存的一种复原剂的,像假设用 N

7、aS 来复原对硝基苯甲酸的话,段及苯甲酸的收率将可以到达 80%。4. 催化复原法（1） Ni 催化复原法在用Ni 作催化剂,对氨基苯甲酸的收率在 90%以上,可以说纯度是格外高的。用 NiAI 合金来用做为催化剂的话,经过反响得到对氨基苯甲酸,要求的温度为125,压力等于,其中催化剂的用量为 6%,当我们用的原料液的浓度到达 9%的时候,对氨基苯甲酸的收率为 88%。（2） Pt 催化复原法Pt 是一种催化性很好的一种试剂，经常被用作催化反响中,由于我们只要在常温常压的条件下通过持续的加氢反响就可以得到对氨基苯甲酸了，但是它的缺点很明显，由于催化性很好导致它的反响进展程度很不简洁被掌控，因而

8、也不常被承受此种方法来用做工业上生产对氨基苯甲酸。（3） Pd 催化复原法通过用 Pd 来做催化剂加上氢气作为复原剂来复原对硝基苯甲酸生成对氨基苯甲酸是最常用而且是最经济的一种方法了。在 90 度的温度下以对硝基苯甲酸为原料来复原成对氨基苯甲酸其收率将会到达 88%以上，而且反响速度也相对较快，本钱也不高，所以作为生产对氨基苯甲酸的一种方法再适合不过了。5. 电解复原法 直接电解复原法直接的用电解复原的方法就是把阴极发生的反响直接用于来复原对硝基苯甲酸这样就可以得到我们需要的对氨基苯甲酸了。以对苯二甲酸为原料合成对氨基苯甲酸是利用废涤纶的水解产物对苯二甲酸为原料,经过酸化、单皂化、氨解、降解的

9、四步反响,而且四步反响均有很高的转化率 ,其总收率为%,并且反响条件也缓和，得到的产品含量将大于%。用对甲基苯胺作为原料来合成的对氨基苯甲酸我们用对甲基苯胺为原料，把它通过了酸化,氧化过程还有最终一部的水解过程来制得我们需要的对氨基苯甲酸。在反响过程中其中的氧化局部是要我们用人工来操作搅拌均匀的。氧化后的溶液我们在将其水解时要将反响完的水解的溶液用碱性物质氨水来调整使其到呈现微碱性。还要用酸来滴定直到有结晶产品析出来,需要留意的是此结晶物一般是优点难以析出来的，并且就算是重结晶生怕也很难到达预设产品收率。但是假设我们将高氧化性物质高锰酸钾在搅拌过程中将其置于沸水中完全溶解后的溶液再依次重量放入

10、瓶中反响，怕高锰酸钾由于其固体的颗粒浓度可能不一样导致溶液的均匀分布带来了困扰，而且搅拌起来也很不便利了。用碱性氨水在水解后的溶液中将其碱性调整为 4 和 5 之间，这样就可以使产物比较简洁析出了。以分枝酸为原料生物合成对氨基苯甲酸这是一种生物合成对氨基苯甲酸的方法。是在各种生物酶的作用下通过利用生物酶的活性来合成的对氨基苯甲酸是一种很可观很环保的方法，属于当下我们争辩的重点更是我们争辩的热点方法。生产工艺反响过程以对硝基苯甲酸为原料经催化加氢制得对氨基苯甲酸，是一个复原反响，承受的是液相加氢制备对氨基苯甲酸，所以压力对反响的影响不是很大，持氢压力为，而催化剂用量，反响温度等对对氨基苯甲酸的影

11、响很大。当加人占原料量3%的 Pd/c 催化剂后,产率便可提高到%,当催化剂用量增加到%一 4%时,产率设有明显的提高.而且随着温度的上升 ,产率渐渐提高,当温度为 90时,产率可到达%,当温度连续上升时,产率提高的趋势缓慢.承受液相加氢制备对氨基苯甲酸, 它与传统的铁粉复原相比,优点在于三废污染少,降低产品本钱,收率增加,且所用的催化剂易于和产物分别,故本制备方法对于开发对氨基苯甲酸生产有肯定的意义.所以生产对氨基苯甲酸的最正确工艺条件为：对硝基苯甲酸与与氢气的摩尔比为 4：1 加氢反响催化剂用量为 3%,反响时间为 8 小时，反响最正确温度为 90. 2 过滤过程经反响釜催化加氢复原后过滤

12、，滤去 pd/c 催化剂。盐酸酸化过程经过滤后的溶液用 10%的盐酸进展酸化结晶离心及枯燥过程将溶液置与离心机里离心，再将离心得到的晶体经过洗涤再放入枯燥器中进展枯燥，就可以得到需要的对氨基苯甲酸产品。生产把握参数、丙酮加料方式及具体操作投料配比对硝基苯甲酸:氢气=1：4摩尔比，催化剂 pd/c 用量为原料对硝基苯甲酸的 3%质量分数反响温度、压力和反响时间反响时温度把握在 90，反响时间为 8 小时。具体操作过程在 90条件下，往反响釜中参加定量的对硝基苯甲酸， 5%的氢氧化钠溶液和水,将其混合物加热至物料完全溶了为止 ,测定其 pH 值为,加人搅拌磁子和Pd/C 催化剂,在封闭反响系统中,

13、用氢气置换,搅拌,升温至 80,通入氢气,连续将其上升温度至 90,保持氢气的压力为反响,定时测定其氢气反响的速度,当连续 30 分钟不再吃氢时即说明反响已经完毕了.反响液要经过过滤,再酸化结晶枯燥得到产品.收率 95%.生产工艺流程见物料流程图。生产方式的选取半间歇操作过程是间歇操作过程的连续操作过程。依据设计任务规定，对氨基苯甲酸的年生产力量为 1000t，取年工作日为 300 天，则每昼夜生产力量为1000/300，所以依据此生产量应当实行间歇操作比较好。v1.0 可编辑可修改产品物性、用途及原料参考投量产品物性3对氨基苯甲酸有其英文命名为 p-aminobenzoic acid，又叫

14、4-氨基苯甲酸，化学式可以写 C H NO ，构造式可以表示为，7 72熔点 186187，对氨基苯甲酸的分子量为，对氨基苯甲酸在水中是微溶的， 对氨基苯甲酸其密度为在 25下，是无色的针状型的晶体，对氨基苯甲酸在空气中或在光照下会变为浅浅的浅黄色。虽然对氨基苯甲酸在冷水中是微容的但对氨基苯甲酸简洁溶于热水中、在乙醇，乙醚，乙酸乙酯等有机溶剂中也易容还有冰醋酸中也比较容，但是对氨基苯甲酸难溶于水、苯，还不溶于石油醚等。用途对氨基苯甲酸作为一种格外重要的有机化工原料，贯穿于整个化学工业，同时在现实生活中也具有格外广泛的应用。因此，选择一种经济环保的生产对氨基苯甲酸的方法具有很重要的现实意义。对氨

15、基苯甲酸的生产历史悠久，随着化工产业的迅猛、飞速进展, 对氨基苯甲酸的生产工艺也随之发生变化，合成工艺不断的得到改进，并趋于完善。本设计承受对硝基苯甲酸、氢气为原料，以对 pd/c 为催化剂来合成对氨基苯甲酸，原料价廉易得，反响条件温存，操作便利，生产本钱低，到达了化工设计优化的目的。对氨基苯甲酸主要是用在医疗医药中的。它更是我们人类机体中细胞生长和分裂的一些必需物质的局部组成之一。7第 7页 /共 38页对氨基苯甲酸作为一种格外重要的有机化工原料，在化工行业中都是广泛使用的，不仅在化工行业在我们实际生活中应用的也很广泛。由于它是一种很经济而且很环保的方法，对氨基苯甲酸的生产合成方法也得到了很

16、大的改进，不仅经济还很环保，大大得到了改善。原料参考投量按生产每吨对硝基苯甲酸计原料对硝基苯甲酸：氢气： 催化剂pd/c：2、物料衡算生产力量的计算生产力量的计算是依据生产任务来及实际状况来定的，依据其生产任务为; 每年要产对氨基苯甲酸 1000 t，又依据公式：开工的因子是等于我们生产装置的时间除以年时间的，所以我们为了要完全充分的利用到设备，我们的开工的因子必需取得大一点这样才经济利润也大一点，就是要把它设置为接近于 1，同时依据实际状况又不行能等于 1，由于实际生产要考虑的因素很多。比方我们要想到我们的生产设备的修理和一些不行避开的开运与停工的因素等等的状况，所以一般我们取得的开工因子为

17、到之间，一年 365 天，除去一些节假日，设备保养，修理等一共或许 65 天，我们取生产对氨基苯甲酸的工作时间为一年 300 天。全天生产分为三个班，每一个班定为生产对氨基苯甲酸一批。因此可以算出每批料的年生产力量为1000/3003= 班，并以此作为物料衡算的标准。质量守恒定律做产品生产的物料衡算依据质量守恒定律它是指进入一个系统的全部的进38第 38页 /共 38页料的量，要必需和离开这个系统的全部的物料的量要相等。还要计算反响过程中总损失的量和反响中体系累积的量。以此作为我们物料衡算争辩的依据。总的可以用以下式子来表示：G 进=G 出+G 损+G 积其中G 进等于输入的物料量的总和； G

18、 出等于离开的物料量的总和；G 损总的损失量； G 积系统中积存量。（1） 反响釜物料衡算对氨基苯甲酸的生产规模承受的是分批操作的设备，当反响终了的时候， 系统的物料将完全排出所以此时系统内的物料的积存的量将为零，依据此种状况，上面的物料衡算的等式就可以写为G 进=G 出+G 损。应为承受的是分批操作所以我们可以确定的生产对氨基苯甲酸的计算标准为每批，因此要准确计算出每批的产量及每批原料的投料量。1） 催化加氢过程反响：每批生产对氨基苯甲酸：G=1000t/(3003)= 催化剂 pd/c 用量占投料量的 3%对氨基苯甲酸产品最终收率为 95，故每批投对硝基苯甲酸的量： G1=95%167/1

19、37=每批投氢气的量： G2=42/167=每批投催化剂 pd/c 的量： G3=过程转化率为：98%以对硝基苯甲酸计算 对氨基苯甲酸的产量：137/167=对硝基苯甲酸余量:=氢气余量： 生成水的量：218/167=物料衡算见表表催化加氢物料表输入输出序号物料名称质量t序号物料名称质量t1对硝基苯甲酸1对硝基苯甲酸2氢气2氢气3Pd/c 催化剂3Pd/c 催化剂水对氨基苯甲酸总计总计（2） 碱中和物料衡算每批输入氢氧化钠溶液的量：114540/(1375%)40/(1675%)=输入对氨基苯甲酸的量：=输入对硝基苯甲酸的量：=输入水的量：=输出对氨基苯甲酸钠的量：1145159/137=输出

20、对硝基苯甲酸钠的量：0028189/167=输出水的量：030+18/137+18/167+=物料衡算见表表碱中和的物料衡算表t/班输入输出序号物料名称质量t序号物料名称质量t对硝基苯甲对硝基苯甲11酸酸钠对氨基苯甲对氨基苯甲22酸酸钠水0304水氢氧化钠溶682液总计总计（3） 酸化结晶物料衡算对氨基苯甲酸在水中的溶解度约为 100g，对硝基苯甲酸在水中的溶解度为00g.输入对氨基苯甲酸的量：=输入对硝基苯甲酸的量：=输入水的量：=输入 10%盐酸的量：=输出固体对氨基苯甲酸的量：137/=输出固体对硝基苯甲酸的量:167/=输出溶液对氨基苯甲酸的量：=输出溶液对硝基苯甲酸的量：=输出水的量

21、：+=输出氯化钠的量：159+189=物料衡算见表：表酸化结晶的物料衡算表t/班输入输出序号物料名称质量t序号物料名称质量t对氨基苯甲对氨基苯甲1固体酸钠酸对硝基苯甲对硝基苯甲2固体酸钠酸对氨基苯甲水溶液酸10%盐酸溶对硝基苯甲溶液液酸总计溶液溶液水 氯化钠总计（4） 离心的物料衡算输入固体对氨基苯甲酸的量：=输入固体对硝基苯甲酸的量：=输入溶液对氨基苯甲酸的量：=输入溶液对硝基苯甲酸的量：=输入水的量：=输入洗涤水的量：洗涤水等于固体质量= 输入氯化钠的量：输出湿固体对氨基苯甲酸的量：+=输出湿固体对硝基苯甲酸的量：+=输出湿固水的量：湿固体中的水为固体质量的 10%=+=输出溶液对氨基苯甲

22、酸的量：=输出溶液对硝基苯甲酸的量：=输出水的量：=输出氯化钠的量：=物料衡算见表表离心的物料衡算表t/班输入输出序号物料名称质量t序号物料名称质量t固体对氨基苯甲酸湿固体对氨基苯甲酸固体对硝基苯甲酸湿固体对硝基苯甲酸溶液对氨基苯甲酸湿固水水溶液对硝基苯甲酸溶液对氨基苯甲酸溶液水溶液对硝基苯甲酸溶液氯化钠溶液水洗涤水溶液氯化钠总计总计（5） 枯燥过程计算枯燥损失%输入湿固体对氨基苯甲酸的量为：=输入湿固体对硝基苯甲酸的量为：=输入水的量为：=产品对氨基苯甲酸的量为： 对硝基苯甲酸的量为： 挥发的水的量为：=损失的对氨基苯甲酸的量为:=损失的对硝基苯甲酸的量为：=物料衡算见表表枯燥物料衡算表输入

23、输出序号物料名称质量t序号物料名称质量t对氨基苯甲对氨基苯甲湿固体产品酸酸对硝基苯甲对硝基苯甲湿固体产品酸酸湿固体水挥发水对氨基苯甲损失酸对硝基苯甲挥发酸总计总计3、热量衡算热量衡算的定义为：依据能量守恒的定律反响在无轴功的条件下进展时， 反响时进入系统的总的物料的热量与反响完成后离开系统的物料的热量应当要相等”，因此在实际生产时我们对装置传热设备的能量衡算可以用下面的等式来表示：Q1 + Q2 + Q3 = Q4+ Q5 + Q6等式中：生产所处理的带入设备的总的物料的热量为 Q1：KJ；生产反响时需用到的加热剂或者用到的冷却剂与生产设备和物料之间传递的热量为 Q2，其中我们规定+为加热剂参

24、加系统的热量，-为冷却剂吸取的热量， KJ；反响的过程的热效率我们用 Q3KJ；表示。其中规定用+表示为放热的过程， 用-表示为吸热的过程。为反响最终终了时的物料的焓用 Q4KJ；表示。即为输出时物料的焓反响生产设备中的部件所消耗的热量我们用 Q5，KJ；表示。为设备向四周散失的热量我们又称损失的热用 Q6，KJ；表示。热量衡算的基准也以每批处理物料即 t/批为基准。进展热量衡算的温度其基准我们一般设定其为 25，所以从以上各式我们可以得到热量衡算式的计算式：Q2 = Q4+ Q5 + Q6 Q1Q3上式中的各项可以用以下方法计算：1Q1 和 Q4 的计算：Q1 和 Q4 均可用此式计算：Q

25、= m c T (T )i i 12i式中： m 反响物的体系中各个组分 I 的质量，Kg;ic 组分 I 在 0T时的平均比热容，KJ/(Kg)或 KJ/(Kmol);T (T) 反响物系的反响前后的温度，12反响釜能量衡算：从文献11中查得 25时，以下物质的比热容分别为： Cp,对硝基苯甲酸128J/(mol*k)=(Kg*k)Cp,氢气(mol*k)=(Kg*k)催化剂 pd/c 的比热容依据柯柏法则用的原子热容数据14进展计算如下： Cp，pa/c 催化剂7+8+36=(mol*k)Cp,氢氧化钠128J/(mol*k)=(Kg*k) Cp,盐酸156J/(mol*k)=(Kg*k)

26、1Q1 =m 对硝基苯甲酸 c 对硝基苯甲酸+m 氢气 c 氢气+m 盐酸 c 盐酸+m 氢氧化钠 c 氢氧化钠+mpa/ccpa/c25KJ= 103+103+103+103+10325 106KJ2） 假定各物质的比热容随温度变化不大，则Cp,对硝基苯甲酸128J/(mol*k)=(Kg*k) Cp,对氨基苯甲酸(mol*k)=(Kg*k) Cp,pa/c(mol*k)=( mol*k)Cp,水(mol*k)=(Kg*k)Cp,氯化钠101J/(mol*k)=(Kg*k)Q4 =m 对硝基苯甲酸 c 对硝基苯甲酸+ m 对氨基苯甲酸 c 对氨基苯甲酸+ m pa/ccpa/c + m 氯化

27、钠 c 氯化钠+m 对硝基苯甲酸溶液 c 对硝基苯甲酸溶液+m 对氨基苯甲酸溶液 c 对氨基苯甲酸溶液+m 水 c 水90=103+103+103+103+103+103+10390=106KJ(2由于该对氨基苯甲酸的生产实行的是分批的操作，所以可认为 Q5 可无视不计(3Q6 的计算设备向四周散失的热量 Q6 可用下式计算： Q6=Aa(TW-T) 10-3式中：A 为设备散热面积m2 TW 为设备外表温度，； T环境介质温度，； 操作过程持续时间s； a对流传质系数，W/m2a=8+=8+90W/m2=m2 Q6=(90-25)8360010-3=105KJ(4过程效应热 Q3 的计算Q3

28、= Qr +Qp式中，Qr化学反响热效应，KJ； Qp为可无视不计的物理的过程热效应，KJ；Qr 依据下式进展计算： Qr=1000GA/MAHr0式中，Hr0标准反响热，KJ/mol;MAA 物质分子量。从文献15查得，Hr0 依据下式进展计算： Hr0=生成物iHf0i- 反响物iHf0i34 从文献14中查得，物质的标准生产焓为Hr0 分别为：Hr0，对氨基苯甲酸mol， Hr0，对硝基苯甲酸mol， Hr0，氢气mol， Hr0，水mol。 Hr0，水+- 3+2*=molQ3=Qr = 1000103Hr0/=1000103/=106KJ(5热负荷 Q2 的计算为Q2=Q4 +Q6-

29、Q1+Q3=106105)106106)KJ=106KJ4、设备计算反响釜体及夹套设计计算（1） 首先我们需要通过粗略计算来确定需要选择的筒体和封头的几何尺寸大小：1筒体和封头的型式：从上面计算结果再综合来看应中选择圆柱形的筒体和椭圆形的封头。2确定筒体积和封头的直径首先计算参加罐的物料的总体积16V 总= V 对硝基苯甲酸+V 氢氧化钠+Vpa/c=+=因此操作容积 Vp 我们要取 8m3，又设备容积 V 与操作容积的关系可以表示为:Vp=V。由文献17查得，因反响状态稳定取，故 V=Vp/=28/=10m3由文献14查得,Ht/Di=1，因容器体积属于中小型，应选取Ht/Di=，Di 由下

30、式计算：Di=4V/Ht/Di1/3=410/ 1/3=此生产反响釜的内径 Di 的估算值应圆整到公称直径 DN 系列，又依据查得的文献17取 Di=2100mm,封头可以取一样直径，且其高度 h2可由文献14查得，初选为 h =20mm。23确定筒体高度 Ht当 DN=2100mm，h =20mm 时，由文献17，查得椭圆形封头容积V 封=，筒2体一米高的容积 V1=按式Ht=V-V 封/ V1=/ m=取 3 m，于是 3/ 4选取夹套直径由文献17查得：Dj= Di+200=2100+200=2300mm。5确定夹套高度H V- V 封/ V ，21即 H /=，取 H =2m226校核

31、传热面积由文献17，分别查得 F 封,1m 高筒体的外表积 F1 米,则实际传热面积 FF 封F 筒4在 8 小时内传递热量Q = tKS Dt ，当热流体为水时，总传热系数 K=850 1700W/ (m2)14,取 K=1500 W/ (m2),Q 传=83600150010-3267.30=106KJ所以 Q 传Q +Q26由上面的计算可以看出面积是合理的是符合设计的要求的。（2） 釜体及夹套的强度计算 1选择设备材料，确定争辩压力和指导教师分析，选 Cr18Ni12Mo 为最正确。在 100 150 的温度作用下的 2Ti 奥氏体钢板的许用压力应为t=140Mpa。确定生产的需设计压力

32、：既受到内部压力的作用又受到外部压力的作用的釜体和底部封头，其中内部压力可设计为 P=，可设计外部压力的取法应考虑到操作过程中的消灭的最大的压力差，所以我们应取压力 P=为设计的外部的压力。2） 夹套的筒体和封头壁厚计算SPD夹套筒体壁厚+ C夹封夹2s t f - 0.5P式中 P=，D 夹=2100mm，t=140Mpa，为焊缝系数，由文献14查得，可取=，壁厚附加量 C 是由钢板负偏差或钢管负偏差C ，腐蚀余量 C ，及热加工减薄量 C 三局部组成，即：123C= C + C +C123初步取 C1=，C2=2mm，C3=0mm，则 C =， d=2300/2140+ mm=S依据钢板规

33、格取夹 =10mmSPD封夹2 - 0.5Ps夹tf+ C夹套封头壁厚上面公式中的 P 和 D 夹，t，和上式一样，又由于热加工的减薄量C =，3所以取 C= C + C12+C =+2+=，代入得：3=2300/2140+=，S考虑到焊接封头和筒体的便利之处，应当取3） 釜体的筒体壁厚和封头壁厚计算生产依据可承受的内部压力来设计PDS封夹夹 10mm。iS+ C筒2s t f - P上面公式中 P=，Di=2100mm，t=140Mpa，=，壁厚的附加量：由公式C= C + C +C =+2+0=计算。将上面计算的各个值代入公式中可得：123d2100/2140+=依据我们生产能够承受的的外

34、部压力的设计可设筒体的厚度 S =10 mm，0即可确定 L/D ，D / S 之比值，000D 筒体外径 D = D +2 S =2100+210=2120mm00N0L筒体高度L=H +h/3=3000+(800+10)/3=3270mm2L/D =3270 /2120=，D / S =2120/10=212000在几何参数计算图中由外压或者轴向受压的圆筒数据 15418,查得 A，又由于生产对氨基苯甲酸的反响釜的釜体材料承受的是 Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体钢板的s=216Mpa,因此依据选用的资料图，可以查到 B=33Mpa，因此许用外压P=B S0/D =3310/2120=，

35、则可以看出来壁厚 10mm 是满足不了外压对稳0定性的要求的，假设我们想要要增大壁厚重来计算的话，先应当重来假设S =18mm，则 D / S0=3236/18=180，L/D =3236=，由图 154 18查得到 A=，和000上面形式一样可以查得 B=91Mpa，则许用外压P=B S /D =9118/3236=，故00S =18 mm 能够满足外压稳定要求，要考虑到壁厚附加量 C= C + C +0=+2=012mm，筒体的壁厚 S=S0+C=18+=，把筒体的壁厚圆整到标准钢板的厚度规格可取 S=22mm。又要考虑到封头与筒体的焊接便利，所以经过方方面面的综合取S封 =22mm。水压

36、试验较核17确定水压试验 PT，据表得： 釜体水压取 PT =P+=+=，夹套水压取 PT=P+=+= 式中 P设计压力，Mpa在进展压力的试验之时，由于所选生产容器所能承受的压力 PT 一般总是高于设计的压力 P 的，所以必要的时或必需要进展强度的较核。液压试验时要求满足的强度条件：得到釜体和夹套筒体的许用应力17：T得到釜体和夹套封头的许用压力17：T= PTDi+e/2es，= PTDi+e/2es，釜体的e=S-C=；夹套的e=S-C=， 釜筒=2100+/2=，T 夹筒=2300+/2=，T 釜封=2100+/2=，T 夹封=2300+/2=。T又查文献19得，Cr18Ni12Mo2

37、Ti 奥氏体钢板的屈服极限s=216Mpa，则，9s=216=，由此可知，T釜筒，T夹筒，T釜封，T夹封都小于s，故安全。计算结果如下表所示：表筒体，封头壁厚表釜体mm夹套mm筒体壁厚2210封头壁厚2210连接筒体和封头的设备法兰选择支座的选用计算17（1） 支座的选择依据反响特性可觉察反响釜是需要外加保温的，所以得选取 B 型悬挂式支座。（2） 反响釜总重载荷计算反响釜总重载荷依据下式计算： W=W +W +W +W1234查文献14知：DN=2100mm，S=22mm 的 1 米高筒节重载荷 q =17450N，1D =2300mm, S=10mm 的 1 米高筒节重载荷 q =8410

38、N。N2故 W =q H + q H =174504+84103=95030N。11t22W 釜体和夹套封头总重载荷2查文献17知：DN=2100mm，S=22mm 的封头重载荷 19538N，DN=2300mm,S=10mm 的封头重载荷 15923N，故 W =215938+15923=54999N。2W 料液重载荷3需按水压试验时布满水时计，由于 DN=2100 mm 的封头容积 V 封=，1米高的筒节容积 V =。故 W =V =2V 封+ Ht V1g=2+410310=213400N135W =保温层+附件重载荷4人孔的重载荷为 900N，其他的接收和保温层则按 1000N 计，所

39、以可以得出W4=900+1000=1900N，总重载荷 W=W +W +W +W =95030+54999+214200+1900=366129N1234按 8 个支座承载计算，每个支座承载，查文献17，选用 JB/T 472592， 耳座 B7,314人孔选择与补强圈19按工艺条件选用常压不锈钢人孔 DN600HG21592022。人孔盖、筒节及法兰由不锈钢 0Cr18Ni9 制成，人孔用螺栓螺母 20 副，螺栓为 M1650。人孔处的补强圈按 JB/T47362022 标准，其外径 D =980mm,内径 D =550mm12补强圈厚度按下式估算： =d /( D - D )=600(98

40、0-550)=27mm,考虑到釜体和人孔筒节都有肯定补e21的壁厚裕量，故补强圈取 25mm。接收及其法兰的选择19水蒸气进出管承受 764 无缝钢管， HG20592 法兰 WN76, 4mm 16Mn。温度计接收承受764 无缝钢管，HG20592 法兰 WN76,4mm16Mn。进料管承受1208 无缝钢管，HG20592 法兰 WN120,8mm 16Mn,出料管选取一样管。法兰垫片选用耐酸石棉板,2mm。缩合釜搅拌装置选择在反响釜中，为增快反响速率、强化传热效果以及加强混合等作用，常装有搅拌装置。搅拌装置通常由搅拌器和搅拌轴组成。典型的搅拌器型式有：桨式、推动式、涡轮式、框式、螺带式、螺杆式等。1搅拌器型式的选择在对氨基苯甲酸的生产中随着反响釜内反响的渐渐进展，在催化加氢复原后加氢氧化钠进展中和时反响釜内由于对氨基苯甲酸钠和对硝基苯甲酸钠的生成使得溶液粘度渐渐变大，为了加快反响速度同时使反响釜里的反响物料能够充分的反响就需要而搅拌，所以依据生产实际状况及生产利润的考虑在经济的操作范围内，需要依据所设计的反响釜的特点以及参与反响的和反响过程中生成物料的性质来总的考虑，我们需选择低转速，大叶片的框式搅拌器。2搅拌桨选型框式搅拌器构造参数：表框式搅拌器构造参数