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1、北京化工大学化学工程学院设计说明书题目：年产500吨乙酰柠檬酸三丁酯工艺设计学生：班级：学号：指导教师：2016年元月40目录第一章工艺设计基础1.1设计任务1.2原辅材料性质及技术规格1.3产品的性质及技术规格1.4危险性物料的主要物性1.5原辅材料的消耗定额第二章工艺说明2.1生产方法、工艺技术路线及工艺特点2.1.1生产方法2.1.2工艺技术路线的确定2.2生产流程简述第三章工艺计算与主要设备选型3.1物料衡算3.1.1计算的基准数据3.1.2计算基准3.1.3各单元物料衡算3.2热量衡算3.2.1计算的基准数据3.2.2物料衡算3.3酯化过程相关设备的计算及选型4.附图：带控制点的工
2、艺流程图（PID）40第一章工艺设计基础1.1设计任务设计项目：年产500吨乙酰柠檬酸三丁酯生产工艺设计产品规格：纯度为98.5%的乙酰柠檬酸三丁酯（ATBC）生产能力：年产500吨ATBC；考虑到设备检修，年开工时间300天；采用五班三倒制，每班工作8h。产品主要用途（合成乙酰柠檬三丁酯的意义）：作为一种优良的无毒增塑剂，用于食品包装、儿童玩具、医疗用品及其它生活用品。此外，还可用作医药制品助剂，金属涂层，卫生用品中的除臭剂、香料和食品添加剂，色谱分析固定相等，应用前景十分广泛。拟采用的聚合工艺：拟采用柠檬酸与正丁醇酯化反应生成柠檬酸三丁酯（TBC），酯化反应物经脱醇后再与醋酸酐进行乙酰化
3、反应，然后，乙酰化反应物经过脱酸处理得到粗ATBC溶液，最后，再经过中和、水洗、干燥和脱色等后处理步骤得到满足要求的ATBC产品。流程图如下：40图1乙酰柠檬酸三丁酯的合成工艺流程图主要设计任务：ATBC生产工艺由反应工段（图1虚线框图部分）和后处理工段两大部分组成，本设计大作业的主要设计任务为酯化、脱醇、乙酰化及脱酸四个部分工艺流程，后处理工段不做考查，具体任务如下：1.酯化、脱醇、乙酰化和脱酸等工段的物料衡算；2.酯化、脱醇、乙酰化和脱酸等工段的热量衡算；3.设备计算和选型；4.设计出反应工段带仪表及控制点的工艺流程图由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经
4、济指标、原料供应来源以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。由于本设计为假定设计，所以设计任务中其他项目如：厂区或厂址、主要技术经济指标、原料供应来源以及燃料种类、水电汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限、设计单位、设计进度及设计阶段的规定等均从略。柠檬酸酯类可作为聚合物(如聚氯乙烯，聚乙烯，聚苯乙烯，聚异丁烯，聚氨脂等),共聚物(如:异丁烯一异戊二烯共聚物,丁二烯一苯乙烯共聚物等)及各种纤维树脂(如:硝基纤维素,乙基纤维素,醋酸纤维素等)的增塑剂"与其它类型增塑剂相比,它具有相溶性好,挥发性小,抽出率和粘度低,且耐
5、热性,耐寒性,耐旋光性,耐水性优良等特点,其最大优点是无毒,无臭,无锈变作用"例如,作为户vc增塑剂时,用普通方法混合,产品具有良好的透明度和低温性,其它各种性能均比DOP增塑剂有明显改进,因此,它是一类用于食品包装,儿童玩具,医疗用品及其它生活用品的优良无毒增塑剂"美国食品与医药管理局(FDA)认为乙酞柠檬酸三丁酷是最安全的增塑剂之一"早在70年代ATCB就广泛应用于医疗器械上,如聚氯乙烯血液袋!输液管等,后来又常用作制造缓解药片的增塑剂"柠檬酸酷除用作各种树脂的助剂外,还可用作医药制品助剂,金属涂层,卫生用品中的除臭剂!香料和食品添加剂,色谱分析固定相等,应用前景十分广泛"。401.2原
6、辅材料性质及技术规格1.2.1柠檬酸的性质：柠檬酸，分子式C6H8O7，分子量192.14，为无臭白色粉末，相对密度1.6650（25℃），熔点153℃，沸点175℃，易溶于水。1.2.2正丁醇的性质：正丁醇，分子式C4H10O，分子量74.12，无色透明液体，具有特殊气味，相对密度0.8098（25℃），粘度：2.95mPa.s(20℃），沸点117.25℃，20℃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）。与乙醇乙醚及其他多种有机溶剂混溶。1.2.3硫酸的性质：分子式H2SO4，分子量98.078，透明无色无臭液体，密度1.8305g/cm³（25℃）熔
7、点10.371℃，沸点337℃，折射率1.41827，与水任意比互溶。1.2.4醋酸酐的性质：分子式C4H6O3，分子量102.09，无色透明液体。相对密度1.08（25℃），熔点-73℃。沸点139℃。溶于乙醇、乙醚、苯。原材料技术规格序号名称规格(质量分数)分析方法国家标准备注1柠檬酸90%液相色谱法GB/T9855-20082正丁醇98%气相色谱法GB/T6027-19983浓硫酸98%GB/T534-
