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1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页精细化学品生产技术课程设计说明书题 目:年产450吨丁酮乙二醇缩酮的车间工艺设计学生： 000 学号： 000 班级： 000 指导教师 000 成 绩： 课程设计任务书3总 论61.产品概述6第一章工艺流程概述91. 产品介绍91.1产品名称：丁酮乙二醇缩酮91.2分子式：91.3产品性质91.4产品用途92. 工艺流程概述92.1合成路线92.2生成工艺流程框图13103原辅料介绍103.1丁酮103.2乙二醇114. 对苯二甲酸124.1名称：对苯二甲酸124.2物理性质124.3化学性质134.4毒性危害1
2、35. 环己烷135.2物理性质135.3化学性质145.4毒性和危害14第二章工艺计算15第一节 物料衡算151. 做出物料流程图，确定计算范围152物料计算516第二节 热量衡算171.热量平衡式172.热量衡算172.3物料带入设备的热量Q1（设室温为25）182.4、反应釜回流过程的热量衡算10192.5加热剂与反应系统交换的总热量Q192.6.能量汇总表：20第三章 设备计算和选型203.1.反应罐203.1.1材质203.1.2.结构203.2.搅拌器203.3.原料的原始密度的计算203.4每昼夜处理的物料总体积203.5.反应器的工艺计算及选型213.6选型1221第四 章主要
3、技术经济指标244.1物料规格表：244.2 .车间水.电.水蒸气的消耗量M254.3成本消耗综合表：26第五章 环保安全275.1.环境保护275.2安全措施27第六章设备结构图28第七章 设计的体会和收获29第八章 参考文献30课程设计任务书题 目：年产450吨丁酮乙二醇缩酮的车间工艺设计任务与要求：1设计原始数据年产量；450吨年工作日：240天生产工艺原理：以丁酮、乙二醇为原料，对甲苯磺酸为催化剂，环己烷为带水剂，生产制备丁酮乙二醇缩酮。反应温度：回流反应时间：3小时其中丁酮的转化率为95%，丁酮乙二醇缩酮的收率为85%。其它工艺参数通过查资料自己确定。2物料规格原料与产物规格（纯度）
4、乙二醇98.0%丁酮99.0%环己烷99.0%对甲苯磺酸98.0%丁酮乙二醇缩酮98.0%3工艺计算物料衡算热量衡算设备计算4编制设计说明书设计说明书的内容：一、总论（1）概述所设计产品的性能、用途和在国民经济中或对人民生活的重要性；该产品的市场需求，该产品的生产方法及特点。（2）文献综述通过查阅国内外期刊文献，简述该产品的生产试验概况，国内外的生产现状和发展趋势。（1000字以上）（3）项目来源由教师指定的课题（4）设计产品所需的主要材料的规格、来源以及水、电、汽的供应情况、结合设计地区供应情况加以说明。二、生产流程和生产方案的确定根据查阅文献或实际调查所掌握的情况，或依据科学试验报告或小试
5、结果进行放大设计，分析各种生产方法及其特点。简要叙述自己设计所选定的生产方法的依据和特点。画出一个简单流程图。三、工艺计算包括物料衡算与能量衡算，计算结果汇总于物料衡算表和热量衡算表中，并将计算基准转换为生产能力的基准，包括时间基准和单位产品基准。四、主要设备的工艺计算和设备选型根据设计任务工作量的大小，对反应釜进行工艺计算并进行选型。并根据生产能力，按物料衡算和热量衡算的结果，对其它设备都作为辅助设备进行选型。如泵、压缩机、换热器、槽罐等。五、原材料、动力消耗定额六、车间成本估算七、环境保护及安全措施八、设计的体会和收获九、参考文献十、附工程图纸（1）带控制点的工艺流程图（2）主要设备装配图
6、参考书化工设计手册（上、下册），国家医药管理局上海医药设计院编精细化工反应器及车间工艺设计（左识之主编），华东理工大学出版社化工制图工程制图（化工）化工工艺设计概论 学 生 签 名： 课程设计要求1. 每组人员4人，已大致分配，若需要调整，组员之间可以互换，但不能增加或减少原组人员数量。调整后，把最终的名单重新报给指导老师。2. 每组自定设立一个负责人，进行统一分工；组员之间要互相配合、合理分工；个人完成自己的任务，最后汇总成篇；“心得体会”部分必须个人完成。3. 课程设计要求在十八周上交，每人打印一份上交指导老师，同时在“目录”加“*”备注自己完成的部分。（打印顺序：封面目录任务书正文）总
7、论1.产品概述丁酮乙二醇缩酮不仅仅是作为有机合成的中间体或特殊溶剂使用，而且还是果香型、木香型日用香精1.由于其原料来源丰富,化学性质稳定,近十几年作为新型香料在日用香精和食品香精中均有广泛应用。因此 ,研究和开发丁酮缩乙二醇具有一定的意义。2.现行的工艺：近年来丁酮缩乙二醇在香料中广泛的得到应用，越来越多的人对其进行研究，向着越来越高效和环保的反面发展。以下是近几年来丁酮缩乙二醇的合成方法（1）丁酮缩乙二醇的一般合成工艺是：由丁酮和乙二醇反应而得,用硫酸、磷酸、对甲苯磺酸和氨基磺酸等作催化剂,其最佳合成工艺条件为:醇酮物质的量的比为1.2:1 ,催化剂加入量为2%, 以环己烷作为带水剂,反应
8、完毕后,经精制工序,可制得质量高、产品收率好的产品。此工艺其优点是催化剂价廉易得,但是反应结束后,分离催化剂与产物需进行中和、水洗等过程 ,工艺复杂 ,产生废水污染环境,并且质子酸对设备具有较强的腐蚀作用。(2).以复合固体酸 S O42 -/Fe2O3 - Ti O2为多相催化剂 ,通过丁酮和乙二醇反应合成了丁酮缩乙二醇。在酮醇物质的量比为 1 1 . 5,催化剂用量为反应物料总质量的 2% ,带水剂选用环己烷 ,反应时间 1 . 5 h的条件下 ,丁酮缩乙二醇的收率可达 92 . 7%,此反应知S O42 -/Fe2O3 - Ti O2是合成丁酮缩乙二醇的良好催化剂,其活性高,易分离,污染
9、少,有一定的工业应用价值。(3)甲壳素 ( chitin)是自然界中大量存在的氨基多糖 ,其脱乙酰基产物壳聚糖 ( chit osan)与硫酸反应所形成的壳聚糖硫酸盐不溶于水 ,也不溶一般的有机溶剂 ,对酯化和醚化具有一定的催化作用,以壳聚糖硫酸盐为催化剂 ,丁酮和乙二醇为原料 ,环己烷作为带水剂，合成了丁酮缩乙二醇。催化剂效果良好 ,并可重复使用。对环境友好。（4）以一水合硫酸氢钠作催化剂 ,在适宜的条件下 ,合成了丁酮缩乙二醇 ,产率可达 91. 5 %， 一水合硫酸氢钠是合成丁酮缩乙二醇的良好非质子酸催化剂 ,它具有催化活性高 ,可重复使用 ,催化剂与反应体系易于分离，来源广泛 ,价格低
10、廉 ,性质稳定 ,减少三废污染等特点。因此 ,一水合硫酸氢钠是工业合成环己酮缩乙二醇的有价值的催化剂。（5）以活性炭负载具有 Keggin结构的硅钨酸和磷钨酸作为催化剂 ,比较它们对缩酮反应的催化效果 ,结果表明:它们对丁酮的缩合反应都具有良好的催化活性;而负载型磷钨酸的催化稳定性更好，用活性炭负载杂多酸催化合成丁酮缩乙二醇 ,催化活性高 ,后处理简单 ,环境污染少. 其中以活性炭负载磷钨酸为催化剂 ,更具催化剂重复使用性能好的特点 ,这是一种有着工业应用前景的催化剂。3.市场与前景：由于丁酮缩乙二醇具有的特性使其广泛的应用于香料中，日用品中，随着日用品的发展，丁酮缩乙二醇的需求越来越多，应用
11、越来越广泛，合成丁酮所乙二醇的方法也越来越多。丁酮缩乙二醇将会向着更加高效，低成本，更加环保，绿色，更具可持续发展的方法发展。第一章工艺流程概述1. 产品介绍1.1产品名称：丁酮乙二醇缩酮1.2分子式： 1.3产品性质产品是一种无色透明的液体，具有果香，不溶于水，溶于乙醇等有机溶剂。它具有香味，常用于香精中，原料来源广丰富，生产工艺简单，化学性质稳定。在日用香料和食用香精中应用广泛。1.4产品用途他可作为化学工业合成中间体和溶剂，也可以用作香精和香料添加剂。2. 工艺流程概述2.1合成路线在反应釜中加入丁酮、乙二醇、一定量的对苯二甲酸和环己烷溶剂共沸剂，装上搅拌器、分水器、回流冷凝管和温度计，
12、加热反应3小时，反应产生水和共沸剂共沸蒸出，至没水产生，结束反应、冷却、过滤、蒸馏收集一定温度范围内的馏分。2Na2CO32.2生成工艺流程框图13丁酮乙二醇对苯二甲酸环己烷 减压蒸馏分层分离 中和洗涤缩合反应 环己烷 油水分离 产品3原辅料介绍3.1丁酮中文名称：2-丁酮 中文别名：丁酮;MEK；;2-氧代丁烷 英文名称：2-Butanone外观与性状：无色液体，有似丙酮的气味。3.1.1物理性质熔点)：-85.9；相对密度（水=1）：0.81；沸点()：79.6；相对蒸气密度（空气=1）：2.42；饱和蒸气压(kPa)：9.49(20)；燃烧热(kJ/mol)：2441.8；临界温度()：
13、260；临界压力(MPa)：4.40；辛醇/水分配系数的对数值：0.29 ；闪点()：-9 ； 爆炸上限%(V/V)：11.4；引燃温度()：404 ；爆炸下限%(V/V)：1.7 ；溶解性：溶于水、乙醇、乙醚，可混溶于油类3.1.2化学性质丁酮由于具有羰基及与羰基相邻接的活泼氢，因此容易发生各种反应。与盐酸或氢氧化钠一起加热发生缩合，生成3,4-二甲基-3-己烯-2-酮或3-甲基-3-庚烯-5-酮。长时间受日光照射时，生成乙烷、乙酸、缩合产物等。用硝酸氧化时生成联乙酰。用铬酸等强氧化剂氧化时生成乙酸。丁酮对热比较稳定，500以上热裂生成烯酮或甲基烯酮。与脂肪族或芳香族醛发生缩合时，生成高分子
14、量的酮、环状化合物、缩酮以及树脂等。例如与甲醛在氢氧化钠存在下缩合，首先生成2-甲基-1-丁醇-3-酮，接着脱水生成甲基异丙烯基酮。该化合物受日光或紫外光照射时发生树脂化。与苯酚缩合生成2,2-双(4-羟基苯基)丁烷。与脂肪族酯在碱性催化剂存在下反应，生成-二酮。在酸性催化剂存在下与酸酐作用发生酰化反应，生成-二酮。与氰化氢反应生成氰醇。与氨反应生成酮基哌啶衍生物。丁酮的-氢原子容易被卤素取代生成各种卤代酮，例如与氯作用生成3-氯-2-丁酮。与2,4-二硝基苯肼作用生成黄色的2,4-二硝基苯腙(m.p. 115)。3.1.3毒性和危害健康危害：对眼、鼻、喉、粘膜有刺激性。长期接触可致皮炎。该品常与己酮同-2混合应用，能加强己酮-2引起的周围神经病现象，但单独接触丁酮未发现有周围神经病现象。燃爆危险：该品易燃，具刺激性。
