探索年产500吨无毒增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯工艺设计

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1、郑州大学硕士学位论文年产500吨无毒增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯工艺设计姓名：蔡庄红申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：徐海升20051122郑州大学硕：k学位论文摘要本设计是以柠檬酸、正丁酵、醋酸酐为原料，浓硫酸为催化剂的年产500吨无毒增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯的工艺设计。本文介绍了乙酰柠檬酸三丁酯的性质和用途，展望了应用前景，综合比较了乙酰柠檬酸三丁酯中酯化反应和乙酰化反应催化剂的最新研究进展，在综合考虑了产品收率、工艺成熟程度等因素后，确定了以浓硫酸为催化剂合成乙酰柠檬酸三丁酯。本设计方案乙酰柠檬酸三丁酯的总收率达到了93．67％，比目前所研究的其它催化剂的总收率都高。首先依据郑卅I大学

2、乙酰柠檬酸三丁酯小试和放大试验研究成果，参考国内外同类工业之现状，确定合成乙酰柠檬酸三丁酯的合理工艺过程。依据工艺设计的程序，按操作单元进行物料衡算，确定了每个操作单元进出物料量及整个工艺过程各原料的消耗定额。对工艺中涉及到的换热系统均进行了热量衡算，确定了各换热器的换热面积和加热蒸气、冷却水、冷冻水的消耗定额。结合物料衡算、热量衡算和工艺设计要求，选择了适合本工艺所用主要设备的规格型号；计算了脱醇塔、脱酸塔和干燥塔所需填料的类型和高度，依据物料性质和操作条件选择了各设备的材质和规格。结合设备在工艺操作过程中温度、压力和物料性质，在考虑经济、实用的基础上对所用仪表规格、型号进行了选择。在物料

3、衡算、热量衡算的基础上，结合流体特性，对管道和流体输送机械进行了型号与类型的选择。综合上述工艺计算和设计结果，绘制出了带控制点的工艺流程施工图。在考虑操作方便、便于运输、减少房屋楼层承重等因素后，设计了建筑厂房示意图和各楼层设备平面布置图，绘制出了工艺设备平面布置图。为便于使该设计项目能够正确施工，还对部分管道布置进行了设计，并绘制了管道布置图。在考虑了各物料的危险特性和各设备操作条件的前捉下，提出了必要的安全措施，以保证安全生产，对于排放的有害物质提出了后处理意向和方法，使排放达到国家标准，减轻对环境的危害。晟后进行了工程投资与效益分析，证明本设计可行，在短期内可收回投资，郑州大学顺士学位

4、论文具有较好的经济效益和社会效益，非常适合于中小企业。关键词：柠檬酸三丁酯；乙酰柠檬酸三丁酯；工艺；设计。JI郑州大学硕士学位论文ABSTRACTnwasdcsiglledthat500t／ainnocIlouseIasticizeracctyltfi—n也utyldtrateproductionHnewhichusingcitricacjd，n-butylalcoholandaceticanhydrideasrawmaterialandsulfuricacidascatalyst．ThisdissenationintmducedthepmpenyaIlduseofacetyltri-n_b

5、utylcitrate，forccasteditsappliedforcgroundandcomparedthelaststudypro伊essoncatalystofestcIificationandacctylationillthereactionofacetyltri-n-butylcitrate．AftertheconsiderationstotheproducIyieldandthede蓼eeOfprocessmaturationect，theprocessofsynttlesisingacetyltri．n_butylcitfatewasdefined，usjngsulfIlri

6、cacid髂catalyst．IntlIisdesign，thcovemUyieldofacetyltri一Ⅱ·butylcitfatecanupt093．67％，thisw豳tllehiglItestoverallyieldcomparedwitholherstudies．Firstofall，collfi彻tllepropeftechnical弘_ocessofsynthesiziIlgacetyltri·n-butylci舰te，accordingtOthesmalj趾d锄plificationtestrcsearchresultsofzlIengzhouUniVersjtyandrc

7、fbrTingtotllesimilartec量1110logyconditiOnhomeaIlabroad．Accordingtotheprocessoftechnolo酉caldesign，tllematerial—balancc∞lcula拄onwerejn￡f删uccdfofeachunif，￡lleconsumptjonsoftllematedalswerc90f￡en．Theheat·balanc