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1、年产 393 吨甲磺酸培氟沙星原料药车间工艺设计正文 第六章 设备选型 6.1 选型方法和原理 6.1.1 设备选型的目的 化工生产是原料通过一系列的化学、物理变化的过程，其变化的条件是化工设备提供的。因此，选择适当型号的设备、设计符合要求的设备，是完成生产任务、获得良好效益的重要前提。 6.1.2 设备选型的依据 设备的选择是根据物料衡算、 能量衡算的数据进行的， 根据物料衡算的数据可以从 化工工艺设计手册上查取并选择所需的设备型号，在根据其所对应的参数结合能量衡算的数据对所选设备进行校核，使其经济上合理，技术上先进，投资省，耗材料少，加工方便，采购容易，运行费用低，水电汽消耗少，操作清洗方
2、便，耐用易维修。 6.1.3 设备选型基准 根据各单元操作反应的周期，计算出生产批次，在由总体积计算出单批生产体积，以此数据查找化工工艺设计手册 ，对设备进行选择。 6.1.4 假设或经验工艺参数 在甲基化反应岗位中假设甲酸每秒钟的回流量为其总质量的：0.05% 在甲基化结晶岗位中假设氨挥发量占其投入总量的：1% 在成盐反应岗位中假设乙醇每秒钟的回流量为其总质量的：0.05% 在精制反应岗位中假设乙醇每秒钟的回流量为其总质量的：0.05% 在甲基化回流岗位中假设甲醛挥发量占其投入总量的：100% Q+Q= 0% Q填料系数= 0.56 传热模系数= 895.98 KJ/(mh) 6.1.5 主
3、要岗位的操作周期 岗位名称 甲基化 中和 成盐 结晶 精制 结晶 操作周期（min） 300 750 144 200 90 200 6.2 常规设备的选型 6.2.1 甲基化反应釜的选型计算公式（甲基化周期 300min，反应时间 150min，辅助时间 150min) V=m/= 714.76 V=/= 1257.16 V=/= 473.82 =/ = 859.01 =/ = 1094.63 V= 4388.98 日理论最大生产批次=2460/300= 4.8 因日生产批次必定为整数结合实际生产情况， 取日生产批次 = 3.4 4.8 填料系数= 0.56 单批生产需釜体积=V总/（批次填料
4、系数）= 2612.48 搪玻璃 K 式反应罐: 3000 L 换热面积: 8.9 m2 传热模系数: 895.98 KJ/(m2h) 【核算】 物料的初温为: 25 物料的末温为: 102 蒸汽的初温是: 120 蒸汽的末温是: 110 根据设备的热量平衡方 程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式中 Q1物料带入到设备的热量，kJ； Q2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，kJ； Q3过程热效益，kJ； Q4物料离开设备所带走的热量，kJ； Q5加热或冷却设备所消耗的热量，kJ； Q6设备向环境散失的热量，kJ； 由前述能量衡算可知： 以进料口为基准 Q1= 0 Q3= .91
5、8 KJ 加热终态温度为: 55 Q4=micit= .54 KJ Q总=Q4+Q5+Q6 由前述假设可得:故 Q5+Q6= 38545.50 KJ Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3= -.868 KJ tm=(T1-t1)-(T2-t2)/ln(T1-t1)/(T2-t2)= 35.16 A=Q2/(批次Kttm)= 8.216 8.9 6.2.2 甲基化蒸馏罐的选型计算公式 （工作周期 350min，反应时间 200min，辅助时间 150min) = 752.11 V=/= 1370.65 V=/= 253.47 =/= 859.01 =/= 1094.63 V= 4329.81 日理
6、论最大生产批次=2460/350= 4.11 因日生产批次必定为整数结合实际生产情况， 取日生产批次= 3 4.11 填料系数= 0.56 单批生产需釜体积= V/（批次填料系数）= 2577.26 搪玻璃 K 式反应罐: 3000 L 换热面积: 8.7 传热模系数:895.98KJ/( h) 【核算】 物料的初温为: 40 物料的末温为: 102 蒸汽的初温是: 120 蒸汽的末温是: 110 根据设备的热量平衡方程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式中 Q1物料带入到设备的热量，kJ； Q2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，kJ； Q3过程热效益，kJ； Q4物料离开设备
7、所带走的热量，kJ； Q5加热或冷却设备所消耗的热量，kJ； Q6设备向环境散失的热量，kJ； 由前述能量衡算可知： 以进料口为基准 Q1= 0 Q3= .85 KJ 加热终态温度为: 102 Q4= .0512 KJQ 总=Q4+Q5+Q6 由前述假设可得:故 Q5+Q6= 79448.89 KJ Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3= -.91 KJ tm=(T1-t1)-(T2-t2)/ln(T1-t1)/(T2-t2)= 31.2692 A=Q2/(批次Kttm)= 3.75 895.98 6.2.3 中和反应釜的选型计算公式 （工作周期 750min,中和，结晶时间 600min,辅助
8、时间 150min) = 752.11 = 421.81 =/= 687.21 V=/= 822.41 =/= 1817.05 V= 500.59 由于中和，结晶岗位的生产受甲基化岗位的限制，故其生产批次= 3 填料系数= 0.56 单批生产需罐体积=V 总/（批次填料系数）= 2668.83 搪玻璃 K 式反应罐: 3000 L 换热面积: 8.9 传热模系数: 895.98 KJ/ ( h ) 【核算】 其方法同上（略） 6.2.4 成盐反应釜的选型计算公式 （成盐周期 150min,反应时间 100min,辅助时间 50min) = 752.11 = 201.89 =/= 5391.18
9、 =/= 1193.03 V=7538.21 最大理论批次=2460/150= 9.6 填料系数= 0.56 结合实际反应情况取日批次= 3 9.6 因产量较大同时使用: 2 釜生产/批 单批生产需釜体积=V 总/（釜数批次填料系数）=2243.51 搪玻璃 K 式反应罐: 3000 L 换热面积: 8.9 传热模系数:895.98 KJ/( h) 【核算】 物料的初温为: 25 物料的末温为: 82 蒸汽的初温是: 120 蒸汽的末温是: 110 根据设备的热量平衡方程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式中 Q1物料带入到设备的热量，kJ； Q2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热
10、量，kJ； Q3过程热效益，kJ； Q4物料离开设备所带走的热量，kJ； Q5加热或冷却设备所消耗的热量，kJ； Q6设备向环境散失的热量，kJ； 由前述能量衡算可知： 以进料口为基准 Q1= 0 Q3= .947 KJ 出料温度为: 70 Q4= .9618 KJ Q总=Q4+Q5+Q6 由前述假设可得: 故Q5+Q6= 85916.10687 KJ Q2=Q4+Q5+Q6-Q1-Q3= -.87KJ tm=(T1-t1)-(T2-t2)/ln(T1-t1)/(T2-t2)= 54.84 A=Q/(Kttm)= 2.52 8.9 6.2.5 成盐结晶罐的选型计算公式的选型计算公式 由于成盐结
11、晶岗位的生产受成盐岗位的限制，故其生产批次= 3 因产量较大同时使用: 2 釜生产/批 = 863.24 =/= 5391.22 = =/= 1160.72 V=7423.7 填料系数= 0.56 单批生产需罐体积=V 总/（釜数批次填料系数）= 2209.4 搪玻璃 K 式反应罐: 3000 L 换热面积: 8.9 传热模系数: 895.98 KJ/(h) 【核算】 其方法同上（略） 6.2.6 母液蒸馏釜的选型计算公式 （总周期 500min,生产周期 360min，辅助周期 140min) 最大理论批次=2460/500= 2.88 结合实际反应情况取日批次= 2 因产量较大同时使用: 2 釜生产/批 =/ = 5934.51 =/= 891.81 V= = 填料系数= 0.56 单批生产需釜体积=V 总/（釜数批次填料系数）= 3093.89搪玻璃 K 式反应罐: 3000 L 换热面积: 8.9 传热模系数: 895.98 KJ/(h) 【核算】 物料的初温为: 25 物料的末温为: 95 蒸汽的初温是: 120 蒸汽的末温是:110 根据设备的热量平衡方程式： Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6 式中 Q1物料带入到设备的热量，kJ； Q2加热剂或冷却剂传给设备和所处理物料的热量，kJ； Q3
