磺化反应 间歇釜式反应器设计

萘磺化生产2-萘磺酸间歇式反应釜的设计

班级：化学工程与工艺专业精细化工方向07级

一、设计条件

1. 生产能力：4500吨2-萘磺酸／年。

2. 原料和生产方法：萘含量为98%的工业萘，以98%的浓硫酸作为磺化剂进

行磺化反应。

（生产过程中还有1-萘磺酸产生，认真选好反应条件使萘的转化率高且副产物较少）

二、设计说明书的内容

1、标题页

2、设计任务书

3、目录

4、设计方案简介

对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。

5、反应釜的工艺设计计算

物料衡算、工艺参数的选定、设备结构的设计和工艺尺寸的计算。

6、设计结果一览表

7、后记及其它（对本设计的评述、对设计过程的总结）

8、反应釜的工艺条件图

9、参考文献

三、设计图要求

1、绘制反应釜工艺条件图一张，包括：设备图形、设备技术特性、设备组

成一览表和标题栏。

四、设计时注意事项

1、对相关的数据进行正确的计算和校核；

2、需查获资料的数据必须精确可靠；

3、读图正确，构想主体模型；

4、对构件的形式进行合理的选择；

5、制图时比例适当，数据精确，符合要求。

目录

1. 基本设计条件的确定------------------------------------------

2. 物料衡算---------------------------------------------------

3. 反应釜体的设计---------------------------------------------- 3.1 反应釜体积的计算---------------------------------------

3.2反应釜尺寸的计算---------------------------------------

4. 搅拌装置的设计---------------------------------------------

4.1 搅拌器的选择--------------------------------------------

4.2 搅拌器尺寸的计算-----------------------------------------

4.3 搅拌器的转速和功率计算-----------------------------------

4.4 电机的功率计算和减速机的选择------------------------------

5. 传热装置的设计----------------------------------------------- 5.1热量衡算------------------------------------------------- 5.2传热装置几何尺寸的计算-------------------------------------

5.3传热面积的校核--------------------------------------------

6.设计参数一览表-----------------------------------------------

7. 后记

8.参考文献----------------------------------------------------

9.附图--------------------------------------------------------

1.基本设计条件的确定

本次生产任务以萘含量为98%的工业萘为原料，以98%的浓硫酸作磺化剂，经查阅文献发现，生产中于160~166℃磺化效果较佳。在生产过程中有1-萘磺酸的生成。采用加热的方法，可使不稳定的1-萘磺酸水解。在生产中生产时间为1~1.5小时。可使反应保持在一个较高的产率。故设置生产时间为2小时。保证足够的操作时间，设操作时间为2小时，生产周期为4小时，每天生产16次，以2次为一班，实现三班轮流生产。

2.物料衡算

年生产4500吨2-萘磺酸，以萘含量为98%的工业萘，以98%的浓硫酸作为磺化剂进行磺化反应。酸萘比为1.1∶1,加酸温度为150～160℃,反应温度为160℃,反应2h。原料萘的转化率为94%，磺化产物为2-萘磺酸与1-萘磺酸，其含量比值为91.7%:8.3%。

作出物料流程简图，确定计算范围。

根据物料流程简图，可确定磺化的工序进行物料衡算。

对间歇生产可确定计算基准为千克/天，则需要计算每天产量及原料投料量。

其磺化反应式如下：

G 1 G 2 G 3 G 4 G 5 每天产2-萘磺酸量：345001000

13636.4330

G kg ⨯==

每天投料纯萘量：1128.1813636.4

10655.2208.250.8380.94

G kg ⨯==⨯⨯

原料萘量：

10655.2

10872.70.98

kg = 杂质：10872.710655.2217.5kg -=

磺化物产量：

10655.2208.250.94

16272.5128.18

kg ⨯⨯=

2-萘磺酸：16272.50.91714921.9kg ⨯= 1-萘磺酸：16272.50.0831350.6kg ⨯=

24H SO 消耗量：10655.20.94

98.087663.9128.18

kg ⨯⨯=

2H O 生成量：

10655.20.94

18.021408.1128.18

kg ⨯⨯=

每天所需24H SO ：210655.2

98.08 1.18968.4128.18

G kg =

⨯⨯=

98%24H SO 投料量：

8968.4

9151.40.98

kg = 24H SO 中水量：9151.4-8153.1=183.0kg

废酸中24H SO ：8968.4-7663.9=1304.5kg