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化工 课程设计 报告

2
工艺流程
2.1 甲化
2.1.1 反应式
2.1.2 工艺流程
从进料口将缩合工段的异噁唑入甲化反应罐中, 并将甲苯计量罐中的甲苯放 入釜中约 1308.75L,密封后升温,带水操作,当温度升到 28℃ ,开始回流,至 100 ℃时水全部蒸完。当反应罐中物料降温至 92-96 ℃,需几分钟,之后将 442.839L 硫酸二甲酯滴入反应釜,每分钟 4L(控制流速) ,保持温度 92-96℃反 应 3h,产物为季胺盐,反应完毕后,停止加热。反应毕,开饮用水降温至 60℃, 加入计量好的饮用水 1050 搅拌使季胺盐完全溶于水中, 静置 15 分钟, 打开底阀, 把水层分至贮罐,用空压压至还原罐,再用 1050L 饮用水洗涤,水层并入贮罐, 用空压压至还原罐。 甲苯母液抽入甲苯回收罐,加水洗至中性,蒸馏回收套用。
表 4 环合工段物料平衡表 入口(Kg) 酰化物 杂质 水 盐酸 水 乙醇 水 乌洛托品 水 671.065 10.109 13.080 105.420 195.42 1521.900 80.100 637.000 1000.000 出口(Kg) 安定 杂质 水 乙醇 蒸出 水 滤液 盐酸 乙醇 乌洛托品 甲醛 NH4Cl NH4OH 水 杂质 合计 23.109 4247.454 安定 乙醇 499.427 22.427 18.477 78.788 1200 35.000 5.045 24.252 248.112 345.233 375.130 222.994 72.942 1010.405 89.707 4247.939
注:物料平衡表中合计量是由于保留位数误差引起的。
3.6 精制工段计算(精烘包内)
物料衡算过程 总安定粗品=506.428kg 纯安定:504.472kg 杂质:2.01kg 总安定粗品经脱色过滤操作投料情况: 活性炭 20Kg 乙醇(1500L) : 纯乙醇:投入体积×密度×乙醇含量=1500×0.8012×95%=1141.710 Kg 水: 投入体积×密度×水含量=1500×0.8012×5%=60.090 Kg 二次脱色过滤后,设液损失纯安定 0.5%,则 滤液组成: 安定: 504.472×(1-0.5%)=501.950 Kg 乙醇: 1139.427 Kg 水: 59.582 Kg 杂质: 1.608Kg
至反应釜下端放出水层为浅黄色时,即可不用再洗,一般水洗操作 3 次,此时已 充分除去杂质,保留上层褐色甲苯层,将其用真空抽入酰化罐中备用。
2.3
酰化
2.3.1 反应式
2.3.2 工艺流程
将还原工段甲基氨基酮混合液通入酰化釜中,再将计量罐中氯乙酰氯 (350Kg)通入酰化釜中(因酰化反应为忌水反应,用过量的氯乙酰氯把水反应 掉)之后,升温至 72-78℃反应 1h,反应中经过冷凝管的 HCL 气体通入盐酸缓 冲罐中,回收后套用到第二步的还原反应中。反应完毕后,降温到 30℃,将酰 化釜中物料通过真空抽入兴奋结晶釜中,结晶釜用-8℃的冷冻盐水降温,物料温 度降到 15℃, 加入水洗涤产品, 除去水溶性杂质, 当温度降到 5℃时, 停止结晶, 将回流混合物放入离心机,离心约 50min,此时向离心机中加入甲苯洗涤滤饼, 然后将产品烘干。离心后的液体,用真空吸入回收罐,分层去水后,回收套用。
2.4
环合
2.4.1 反应式
2.4.2 工艺流程
投入计量好的乙醇(2000L) ,搅拌下依次投入乌洛托品(650L) 、甲基酰 化物、和盐酸(216-417L) ,投料毕,打开回流装置,打开夹套蒸汽升温至 78℃, 回流反应 10h,反应毕,开始蒸出乙醇,控制乙醇蒸出量。蒸完后,开夹套冷却 水,降温到 30℃,打开人孔,加入饮用水,继续搅拌 60min。然后在搅拌下离心, 待母液甩干后,用水洗涤滤饼,洗至中性,甩干待用。母液抽入回收罐,蒸馏, 回收乙醇套用。
注:物料平衡表中合计量是由于保留位数误差引起的。
3.4 酰化工段计算
物料衡算过程: (化学反应方程式) 见第二章工艺流程。 投料情况: 氯乙酰氯 纯 ClCH2COCl 投入量×ClCH2COCl 含量=350×98%=343.000Kg 杂质 投入量×杂质含量=350.000×2%=7.000Kg 甲基氨基酮混合物: 甲基氨基酮:601.933kg 甲苯:2591.325kg 水:35.901kg 杂质:72.785kg
杂质:145.570kg 铁粉渣 铁:171.015kg 甲基氨基酮:25.345kg 滤液水洗分层后, 上层(甲苯层) 甲基氨基酮:601.933kg 甲苯:2591.325kg 水:35.901kg 杂质:72.785kg 下层(水层) 水:562.442kg 杂质:72.785kg 表 2 还原工段物料平衡表 入口(Kg) 季胺盐溶液 盐酸 甲苯 水 CH3SO4 铁粉 757.918 20.080 2617.5 1500 355.085 350 FeCl2+ FeSO4 H2 杂质 合计 84.213 5684.796 171.015 463.407 0.096 242.616 5684.698 出口(Kg) 甲基氨基酮 甲醇 633.614 99.196 2591.325 1483.429
反应毕加入的水量:700L 则可得: 酰化物的理论产量;789.501 Kg 化学反应后酰化物的实际产量:671.076 Kg 损失量:789.501-671.076=118.425 Kg 离心水洗后 (设水洗后滤饼含水量为 15%,母液损失酰化物 1%) , 滤饼组成:酰化物:671.076×(1-1%)=664.365 Kg 水: 135.080 Kg 杂质: 101.087(51%)Kg 滤液组成:酰化物: 671.076×1%=6.711 Kg 甲苯: 2591.325 Kg 水: 700-135.080=564.920 Kg 杂质: 97.123 Kg 放出的 HCl(g) : 113.053Kg 表 3 酰化工段物料平衡表 入口(Kg) 甲基氨基酮 甲苯 水 ClCH2COCl 杂质 合计 物料衡算过程 (1)环合工段计算 (化学反应方程式) 见第二章工艺流程。 投料情况: 酰化物投料量 纯酰化物:671.065kg 水:13.080kg 杂质:10.109kg 601.933 2591.325 735.901 350 72.785 4351.944 ClCH2COOH HCL 出口(Kg) 酰化物 671.076 2591.325 564.920 188.480 .137960 198.210 4351.981
3.5 环合工段的计算
盐酸投料量 : 纯盐酸 :投入体积×密度×HCL 含量=216.471×1.004×35%=76.068kg 水: 投入体积×密度×水含量=216.471×1.004×(1-35%)=141.269kg 乙醇投料量: 纯乙醇: 投入体积×密度×乙醇含量=2000×0.801×95%=1521.900kg 水: 投入体积×密度×水含量=2000×0.801×(1-95%)=80.100kg 乌洛托品 : 纯乌洛托品 投入量×乌洛托品含量=650×98%=637.000kg 杂质: 投入量×杂质含量=650×(1-98%)=13.000kg 则可得: 安定的理论产量=593.497kg 化学反应后的实际产量=504.472kg 损失量=89.025kg 蒸出的乙醇和水的量为: 乙醇:1200kg 水:35kg 经离心 1 处理后,设滤饼含水量为 3%,含乙醇量为 12%母液损失纯安定 1% 滤饼的组成为: 安定:504.472×(1-1%)=499.427kg 水:18.447kg 乙醇:73.788 kg 杂质:22.427kg 母液的组成为: 安定:504.472×1%=5.045kg 盐酸:24.252kg 乙醇:1521.900-1200-73.788=248.112kg 过量的乌洛托品:637-(671.065/322)×140=345.233kg HCHO:375.130 kg NH4HCl:222.994 kg NH3·H2O:72.942 kg 水:1010.405kg kg 杂质:89.707kg
2.2
还原
2.2.1 反应式
2.2.2 工艺流程
用空压将甲化季胺盐打入还原釜中后,从进料口依次加入 2617.5L 甲苯, 350kg 铁粉和 20L 盐酸加热升温至 55℃开始回流,温度逐渐升温至 80℃左右, 保温 3h。反应完毕后,将物料通入压滤罐滤去铁粉,滤液抽入水洗釜中(滤液 中含有甲苯, 还原产物甲基氨基酮, 水及杂质) 往釜中加水洗涤便充分深于水中,
注:物料平衡表中合计量是由于保留位数误差引起的。
3.3 还原工段计算
物料衡算过程 (化学反应方程式) 见第二章工艺流程。 投料情况: Fe 粉: 350kg HCl 投料量 纯盐酸: 投入体积×密度×HCL 含量=20.000×1.004×35%=7.028kg 水: 投入体积×密度×水含量=20.000×1.004×(1-35%)=13.052kg 甲 苯 投 料 量 纯 甲 苯 : 投 入 体 积 × 密 度 × 甲 苯 含 量 =3000.000 × 0.8725 × 99%=2591.325kg 水: 投入体积×密度×水含量=3000.000×0.8725×(1-99%)=26.175kg 则可得: 甲基氨基酮的理论产量=792.017kg 化学反应后的实际产量=633.614kg 损失量=792.017-633.614=158.403kg 分层后: 废水 甲基氨基酮:6.336kg 可溶性铁盐(FeCl2+FeSO4):463.407kg 甲醇:99.196kg 水:983.429kg 杂质:97.04kg 压滤后: 滤液 甲基氨基酮:601.933kg 甲苯:2591.325kg 水:98.343kg
水: 4067.005 Kg 杂质: 8.857 Kg 入口(Kg) 异噁唑 甲苯 (CH3)2SO4 水 杂质 合计 表 1 甲化工段物料平衡表 出口(Kg) 790.467 季胺盐 1308.750 442.839 CH3OH H2SO4 4200 8.857 6742.056
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