年产5000吨邻甲基苯甲酸装置的工艺设计课件

3.2 热量衡算
Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 + Q6
式中： Q1—所处理的物料带入设备总的热量,KJ； Q2—加热剂或冷却剂与设备和物料传递的热量（符号规定加
热剂加入热量为“+”，冷却剂吸收热量为“-”）,KJ； Q3—过程的热效率,(符号规定过程放热为“+”；过程吸热为
“-”)KJ； Q4—反应终了时物料的焓（输出反应器的物料的焓）KJ； Q5—设备部件所消耗的热量,KJ； Q6—设备向四周散失的热量，又称热损失,KJ； 热量衡算的基准以每批处理物料即5555.56 Kg/批为基准。
(1)氧化反应釜物料衡算(Kg/批)
(2)中和反应釜物料衡算(Kg/批)
(3)酸洗反应釜物料衡算(Kg/批)
(4)离心机的物料衡算(Kg/批)
(5)干燥器的物料衡算(Kg/批)
(6)总物料衡算(Kg/批)
由以上物料衡算可以得到：每批产品的质量为
5444.45㎏（纯产品）。产品中邻甲基苯甲酸的质 量分数为W=5444.45/（5444.45+101.02） ×100%=98.9%≥98.0%，符合产品质量标准。
3.此次工艺选择的是搅拌反应釜，选用的材料 为00Cr17Ni14Mo2高合金钢钢板，反应釜的容 积为16m3,反应釜筒体内径为2400mm，高度为 3m。选用框式搅拌器，搅拌器的直径为 2320mm。
4.采用间歇式生产工艺，设备简单，由经济核 算得，项目建成后，总投资8343.08万元，年净 利润为3867.69万元，投资回收期为一年零八个 月，由此可看出本工艺收益较高，经济效益较好 。
物料衡算式： ΣG进=ΣG出+ΣG损+ΣG积
式中： ΣG进——输入物料量总和； ΣG出——离开物料量总和； ΣG损——总的损失量； ΣG积——系统中积累量。
本工艺为间歇操作，ΣG积=0，衡算基准为Kg/批。 本设计包括催化氧化阶段、中和阶段、酸洗阶
段、离心阶段和干燥阶段五个部分，各阶段物料衡 算表及总物料衡算表如下所示：
热烈欢迎 各位老师和同学
年产5000吨邻甲基苯甲酸装置 的工艺设计
班 级：化学工程与工艺092班 学 号：20094540218 姓 名：荆 鹏 飞 指导老师：王 延 飞（副教授）
2013.05.31
设计主要内容
1 前言 2 工艺概述 3 物料和热量衡算 4 工艺设备设计和选型 5 生产车间布置 6 经济效益分析 7 结论 8 致谢词
2.1 工艺物料流程图
2.2 生产控制参数
（1）投料配比（质量比）
邻二甲苯：环烷酸钴=100:0.3； 邻甲基苯甲酸（OTA）：氨=1:1.02； 邻甲基苯甲酸铵：硝酸溶液（68%）=2:1.03。
（2）反应温度、压力和反应时间
反应温度：135℃； 反应压力：0.3MPa； 反应时间：6h。
3.1 物料衡算
7结 论
1.本设计采用以环烷酸钴为催化剂的空气液相氧 化法来制备邻甲基苯甲酸（OTA）产品。在135℃ ，0.4MPa下反应6个小时，该工艺流程短，生产 技术成熟可靠，对设备要求不高，产品质量和纯度 都较高（98%）。
2.通过物料衡算、能量衡算，本工艺的水和邻 二甲苯可以循环利用，所以可大大地降低原料成本 、减少浪费现象。
6.1 生产班制定员
6.2 投资估算
6.3 生产成本
6.4 经济效益评价
其中： （1）销售收入=产量×价格=5000×27000=13500 (万元) ，邻甲基苯
甲酸单价为27000元/吨。 （2）利润总额=销售收入-总成本=13500-8343.08=5156.92 (万元) 所得税=利润总额×25%=5156.92×25%=1289.23(万元) 年净利润=利润总额-所得税=5156.92-1289.23=3867.69(万元) 注:所得税按利润总额的25%计。 （3）投资回收期=1+（固定资产投资+折旧费）/年净利润 =1+(2132.00+280.00)/3867.69 =1.62年(即1年8个月) 所以, 1年8个月即可收回成本。
5.本工艺在三废方面的处理是合理的，不会给 环境带来污染，绿色环保。
综上所述本工艺设计是可行的，而且很有建设
致谢
衷心感谢王延飞老师在设计过程中给予我的悉心指 导，同时也感谢教研室全体老师在大学四年里对 我的帮助。
感谢各位评委老师以及各位参加我毕业设计答 辩会的同学
请大家给予宝贵意见！
谢谢！
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1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.1 0.920.1 0.9Friday, October 09, 2020
4 设备设计和选型
（1）氧化反应釜的设计与计算；
（2）冷凝器的设计与计算；
（3）生产设备一览表
（1）氧化反应釜的主要结构尺寸表
16 2400 3 24
2600 2 10
Fra Baidu bibliotek
(2)冷凝器的设计与计算
选择固定管板式列管换热器,其型号为TB/T 4717。
（3）生产设备一览表
5 生产车间布置图
6 经济效益核算
1 前言
邻甲基苯甲酸（OTA）的分子式为C8H8O2，
结构为:
COOH
CH3
目前，邻甲基苯甲酸（OTA）主要应用于农药、医药 及有机化工原料的合成，特别是作为生产除草剂稻无草的 主要原料；它也是杀菌剂灭锈胺、苯氧菌酯、肟菌酯及除 草剂苄嘧磺隆的中间体；同时邻甲基苯甲酸（OTA）还可 以用作农药杀菌剂磷酰胺、香料、氯乙烯聚合引发剂MBPO、 间甲酚、彩色胶片显影剂等有机合成中间体。
2 工艺概述
CH3
+
CH3
1.5 O2
钴催化剂
COOH
+
CH3
H2O
根据溶剂和钴催化剂的不同, 分为以下3种合成方法, 简单对比见下表：
通过比较上述3种合成方法,可以看出用空气液 相氧化法（环烷酸钴）生产邻甲基苯甲酸的工艺流 程简单、环境污染小、生产成本一般、产品质量好 、对设备的腐蚀性小,最适合于工业化生产，并且 具有较大的工业应用价值，所以本设计按照方案22进行工艺设计。
热量衡算温度基准一般规定为25℃,热量衡算式中各项计算。 从上式中可得： Q2 = Q4 + Q5 + Q6 －Q1－Q3
注意：本设计主要对催化氧化阶段进行了热量衡算。
氧化反应釜热量衡算结果一览表
从上表中可以看出Q2＞０，说明催化氧化过程需要 加热。外界需要输入氧化反应釜的热量为2.28×107KJ。