水杨酸异戊酯工艺设计毕业设计说明书

罕计工程簌茉技偌等隗 毕业毂ft 系 别： 化学工程技术系 课题名称： 900吨/280天水杨酸异戊酯工艺设计 班 级：化工1121 学生姓名： 仲文海 指导教师： 文艺 2014 年 1 月 目录 1 总论 1 1.1设计依据 1 1.2建设规模 1 1.2.1产品品种、规格、数量 1 1.2.2主要原料、产品的物理化学性质、规格、来源 1 1.3产品方案 5 1.3.1产品的用途 5 1.3.2工艺路线的确定 5 1.3.3工艺流程简述 6 2工艺计算 7 2.1物料衡算 7 2.1.1基础数据 7 2.1.2原料、产品的技术规格 7 2.1.3物料衡算 8 2.2热量衡算 17 2.2.1基础数据 17 2.2.2热量衡算 20 3设备选型计算 23 2.3塔设备的选型说明及计算 23 2.4反应设备的选型说明及计算 25 2.5贮罐的选型说明及计算 29 2.6换热器的选型说明及计算 31 2.7泵的选型说明及计算 32 3设备布置 36 3.1 设备布置原则 36 3.2车间建筑要求 36 3.3设备布置 36 4消耗定额、控制指标、定员 37 4.1原材料、动力消耗定额及消耗量 37 4.2生产控制分析 37 4.3定员 38 MMMBHMOBMllMHP S 5三废处理及环境保护 38 5.1车间三废排量及组成 38 5.2三废处理措施及效果 38 5.3危险性物质物性一览表 39 5.4消防安全措施 39 6节能措施 40 致谢 44 1 总论 1.1设计依据 本化工课程设计，以设计任务书为基础，综合文献检索、资料收集，老师指导， 小组讨论，综合分析，选择合适设计方案。 1.2建设规模 1.2.1产品品种、规格、数量 产品品种：水杨酸异戊酯，又称柳酸异戊酯 规格：99%工业合格品 数量：900吨 1.2.2主要原料、产品的物理化学性质、规格、来源 （1）异戊醇 又名：3-甲基丁醇。分子量：88.15o分子式：C5H12O o 物理性质： 外观与性状：无色液体，有不愉快的气味。 熔点（°C）： -117.2 相对密度（水=1） : 0.81 （0. 807-0.813） 折射系数：1.405-1.410 沸点（°C）： 132.5 相对蒸气密度（空气=1） : 3. 04 饱和蒸气压（kPa）: 0. 27 （20°C） 临界温度（°C）： 309.7 辛醇/水分配系数的对数值：1. 3 闪点（°C）： 43 爆炸上限%（V/V）： 9.0 引燃温度（°C）： 340 爆炸下 PBCV/V）： 1.2 溶解性：微溶于水，可混溶于醇、醍、酯、苯、汽油等。 危险特性：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧 爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。在火场中，受热的容器有爆炸危险。 健康危害：吸入、口服或经皮肤吸收有麻醉作用。其蒸气或雾对眼睛、皮肤、粘 膜和呼吸道有刺激作用，可引起神经系统功能紊乱，长时间接触有麻醉作用。 燃爆危险：该品易燃，具刺激性。 急救措施: 皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。 如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。 食入：饮足量温水，催吐。就医 消防措施： 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。 灭火剂：抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、1211灭火剂、砂土。 泄漏应急处理： 应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。 切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄 漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。 小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗水 稀释后放入废水系统。 大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转 移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。 注意事项：高温、强氧化剂有燃烧的危险。可用镀锌铁桶或槽车盛装，常 温下贮运，防止曝晒。 (2)水杨酸 又名：邻羟基苯甲酸。分子量：138.12。分子式：C7H603 物化性质：白色针状晶体或毛状结晶性粉末。 熔点为 158-161 °Co 沸点为211 °Co 相对密度为1.44(水=1)。 相对蒸气密度为4. 8(空气=1)。 饱和蒸气压为lmmHg(114°C)o 升华点为70°Co 闪点为157°C。 水溶性：1. 8g/L (20°C) 溶解性：溶于水，易溶于乙醇、乙醍、氯仿。 危险性概述： 健康危害：该品粉尘对呼吸道有刺激性，吸入后引起咳嗽和胸部不适。对眼 有刺激性，长时间接触可致眼损害。长时间或反复皮肤接触可引起皮炎，甚至发生灼 伤。摄入发生胃肠道刺激、耳鸣及肾损害。 环境危害：对环境有危害，对水体和大气可造成污染。 燃爆危险：该品可燃，具刺激性。 急救措施 皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。 就医。 吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧。就医。 食入：饮足量温水，催吐。洗胃，导泄。就医。 消防措施： 危险特性：遇明火、高热可燃。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。 灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。 泄漏应急处理： 应急处理：隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防 尘面具（全面罩），穿防毒服。避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。若大 量泄漏，用塑料布、帆布覆盖。收集回收或运至废物处理场所处置。 操作处置与储存 操作注意事项：密闭操作，局部排风。操作人员必须经过专门培训，严格遵 守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒 物渗透工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通 风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、碱类接触。搬运时要轻装轻卸，防止 包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器 可能残留有害物。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。保持容器密封。 应与氧化剂、碱类等分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应 备有合适的材料收容泄漏物。 质量指标 苯酚含量 <0.20% 水分 W0.40%（质量分数） 水杨酸的质量分数 >99.0% 灰分 <0.30% 干品初熔点 156.0°C ⑶硫酸 硫酸，俗称：98酸。化学式为H2SO4。相对分子质量：98. 08g/mol 物化性质：浓硫酸是一种无色无味油状液体，是一种高沸点难挥发的强酸，易溶 于水，能以任意比与水混溶。20°C时的密度为1. 836g/cm3,相对密度：1.84,沸点： 338 °C,溶解性：与水和乙醇混溶，凝固点：无水酸在10 °C, 98%硫酸在3°C时凝 固。结晶温度0.7°C,它可以与水任 何比例混合并放出大量热。它具有强烈的腐蚀性、 氧化性、吸水性，能与多种金属和非金属发生作用。 (5)纯碱 分子式：Na2CO3,分子量：106 物化性质：白色粉末状结晶，与酸起中和反应，易溶于水。 碳酸钠YQB-13 项 目 外观 总碱量(以Na2CO3计)，% N 优等品 99.2 指 标 —等品 合格品 白色结晶粉末 98.8 98.0 (4)水杨酸异戊酯 又名邻羟基苯甲酸异戊酯。化学式：C12H16O3分子质量208.25。 物化性质： 外观与性状：无色液体，有浓郁的花香气味。 相对密度(水=1)： 1.05-1.06(15°C)o 沸点265 °C o 折光率(n20D) 1. 507o 闪点〉230°F o 溶解性：不溶于水，不溶于甘油，溶于乙醇、乙醍。 危险性概述： 健康危害：静脉给药具有中等毒性。未见工业应用的中毒报道。 燃爆危险：该品可燃，有毒。 急救措施： 皮肤接触：脱去污染的衣着，用流动清水冲洗。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：脱离现场至空气新鲜处。 食入：饮足量温水，催吐。就医。 消防措施： 危险特性：遇明火、高热可燃。 有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。 灭火方法：消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。尽可能将 容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器 若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。 灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。 泄漏应急处理： 应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切 断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源。防 止流入下水道、排洪沟等限制性空间。 小量泄漏：用不燃性分散剂制成的乳液刷洗，洗液稀释后放入废水系统。 大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至 废物处理场所处置。 操作处置与储存： 操作注意事项：密闭操作。密闭操作，提供良好的自然通风条件。操作人员必须 经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩）， 戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工 作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。 避免与氧化剂、酸类、碱类接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相 应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂、酸类、 碱类、食用化学品分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备 有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。 1.3产品方案 1.3.1产品的用途 水杨酸异戊酯（IAS）,学名为邻羟基苯甲酸异戊酯，又称柳酸异戊酯，是一种无色 透明液体，具有兰草香味，是一种具有实用价值的香料，广泛应用于配制香皂、日用 化妆品的香精中，也可用于食用香精中。 可用于调制香皂、浴液、洗发香波及其它一些日用化妆品中所用的香精；与兰花、 康乃馨、三叶草、素心兰等香料调合，可广泛应用于日用化工和食品添加剂等领域。[3] 1.3.2 1艺路线的确定 （1）生产过程采用间歇法 生产方法：由水杨酸和异戊醇酯化而成。生产过程有间歇法和连续法两种。 连续式生产 间歇式生产 优点 1）产品质量好，且质量稳定 1）投资少，建设快 2）能耗、物耗低，经济效益好 2）产品切换容易 3）工艺先进，劳动生产率高 3）工艺技术简单，人员素质易满 4）自动化水平高，劳动强度小 足 缺点 1）建设周期长，一次性投资大 1）产品质量波动大，不太稳定 2） 主要设备制作加工比较困难 2）工艺落后，劳动强度大 3） 产品切换困难 3）能耗物耗高 4） 对工人的素质要求高 连续式生产适合原料来源有保证，有较高生产管理水平和较高人员素质的大 规模生产。 间歇式生产适合于小规模的生产，投资少见效快。并且三废排放最低，对环 境污染小。 由于每年900吨280天，产量小，所以选用间歇法更好。 （2）酯化催化剂选用硫酸 催化剂 反应条件 收率 优点 缺点 固体超强 酸 135-140°C 1.5h 96% 产品色泽好，质量稳定、 对设备无腐蚀。 工业生产技术不 成熟，依然停留 在实验室研究生 产。 杂多酸催 化 醇