年产750吨环己酮缩乙二醇的车间工艺设计

年产750吨环己酮缩乙二醇的车间工艺设计内容摘要：

8（闭式） 折射率 ： 毒性 LD50(mg/kg)： 小鼠经口 813。 性状 ： 有汽油气味的无色流动性液体。 溶解情况 ： 不溶于水，可与乙醇、乙醚、丙酮、苯等多种 有机溶剂 混溶，在甲醛 中的溶解度为 100 份甲醇可溶解 57份环己烷（ 25 摄氏度）。 、 化学性质 ： 环己烷对酸、碱比较稳定 ， 与中等浓度的硝酸或混酸在低温下不发生反应，与稀硝酸在 100℃ 以上的封管中发生硝化反应，生成硝基环己烷。 在铂或钯催化下， 350℃ 以上发生脱氢反应生成苯。 环己烷与氧化铝、硫化钼、古、镍 铝一起于高温下发生异构化，生成甲基戌烷。 与三氯化铝在温和条件下则异构化为 甲基环戊烷。 环己烷也可以发生氧化反 应，在不同的条件下所得的主要产物不同。 例如在 185～ 200℃ ， 10～ 40 大气压下，用空气氧化时，得到 90%的环己醇。 若用脂肪酸的钴盐或锰盐作催化剂在 120～ 140℃ 、 18～ 24 大气压下，用空气氧化，则得到环己醇和环己酮 [1]的混合物。 高温下用空气、浓硝酸或二氧化氮直接氧化环己烷得到己二酸。 在钯、钼、铬、锰的氧化物存在下，进行气相氧化则得到顺丁烯二酸。 在日光或紫外光照射下与卤素作用生成卤化物。 与氯化亚硝酰反应生成环己肟。 用三氯化铝作催化剂将环己烷与乙烯反应生成乙基环己烷、二甲基涣、二乙基环己烷和四 甲基环戊烷 等。 又名六氢化苯 ,无色易挥发液体 ,沸点℃ ，凝固点 ℃。 环己烷主要用于制造 环己醇 和 环己酮 (约占 90％ ),并进一步生产 己二酸 和 己内酰胺。 它们是生产 聚酰胺 的单体。 少量用作工业溶剂。 、 用途 ： 主要用于制备环己醇和环己酮，也用于合成尼龙 6。 在涂料工业中广泛用作溶剂。 是树脂、脂肪、石蜡油类、丁基橡胶等的极好溶剂。 10 第二章 工艺计算 第一节 物料衡算 作出物料流程图，确定计算范围 、 根据物料流程图，可确定缩 化反应的物料衡算 、 对间歇生产可确定计算基 准为千克／天，则需要计算每天生产及原料投料量。 其 缩合 反应式如下： χ 1 χ 2 m χ 3 物料计算 环己酮缩乙二醇及原料环己酮 每天产环己酮缩乙二醇的量： kgTm  每天投放纯环己酮的量： kgx 2 1  原料环己酮的量： %99  杂质： = 实际反应量： %  剩余量为： = 、 原料乙二醇 11 原料纯乙二醇的量： kgx 6 55 2  原料乙二醇的量： 72%99 55  杂质： = kg 实际反应量： 10  剩余的量： = 、每天需要的催化剂对甲苯环酸的量： %  对甲苯环酸的量： %98  杂质： = kg 、 纯 环己烷的量：  环己烷的量： %99  杂质： = kg 、出反应器的物料 ： kgm 10 14 1  . 反应生成水的量： kgx 3  、物料衡算列表： 、进料量： 物料名称 含量 % 折纯量 kg 实际进料量 质量 kg Kmol 环己酮 99 环己酮： 杂质： 乙二醇 99 乙二醇： 杂质： 对甲苯磺酸 98 对甲苯磺酸： 杂质： 环己烷 99 环己烷： 杂质： 合计 12 、出料量 物料名称： 实际出料量 质量： kg kmol 环己酮缩乙二醇 水 环己烷 废酸及其他杂质 合计 第二节 热量衡算 依据 Q 进 =Q 出 Q1: 料带入设备的热量， kJ； Q2:加热剂或冷却剂与系统交换的热量（加热为“ +”，冷却为“ －”）， kJ； Q3:过程的热效应（放热为“ +”，吸热为“－”）， kJ； Q4:物料出设备时带走的热量， kJ； Q5:设备各部件所消耗的热量， kJ； Q6:设备向四周散失的热量，又称热损失， kJ 平衡式： Q1＋ Q2＋ Q3＝ Q4＋ Q5＋ Q6 Q1＝ G Cp T Q4＝ G Cp T Q2＝ Q4＋ Q5＋ Q6－ Q1－ Q3 过程效应 查资料得：水的燃烧热： qc＝ kJ/mol ： qc =+∑ k△ （卡拉奇兹法） n— 化合物燃烧时的电子转移数； △ — 取代基的热量校正值； k— 同一取代基的数目。 qc = 32+1 = kJ 乙二醇的燃烧热的估算： qc = 6+2 = kJ 环己酮缩乙二醇 的燃烧热的估算： qc = 40+2 = kJ 过程的热效应 Qr=∑ qc（反） ∑ qc（产） =+(+)= kJ 热效应 Q3 4 4 1. 76 35 4. 70bQr3 Q 物料出设备时所带走的热量 Q4 13 环己酮缩乙二醇带走的热量 kJTCpGQ  水带走的热量 kJTCpGQ 2 1 2 7  未反应的环己酮带走的热量 kJTCpGQ 7 1 5  未反应的乙二醇带走的热量 kJTCpGQ 0 7 8 7  环己烷带走的热量 kJTCpGQ 2 8 5 5 1 5 5 5  对甲苯磺酸带走的热量 质量分数： %%  因其质量分数太小所以其带走的热量可忽略不计。 物料带出设备的热量为 Q4 Q4=++++= kJ 物料带入设备的热量 Q1（ 设室温为 25℃ ） 环己酮带入设备的热量 kJTCpGQ 2 1 6 6 3 2 5 4  乙二醇带入设备的热量 kJTCpGQ  环己烷带入设备的热量 kJTCpGQ 5 9 0 4 4 5 5 5  物料带入设备的热量 Q1 Q1=++= 、反应釜回流过 程的热量衡算 设反应釜回流时的回流物为 环己烷 和反应生成的水，形成醇水共沸物，水被带出，使反应向正方向进行。 因为前面算得 环己烷为 ㎏，生成水的量为 ㎏，所以回流物含量之比为 ： =： 1。 设 每分钟的回流量占总质量的 1/25。 即每分钟回流为 1/25（ +） = ㎏ 内回流的量 G（环己烷） = ㎏ 14 G（水） == ㎏ 每分钟回流物放出 的热量设回流时，回流物被冷却到 90℃ 环己烷回流时放出的热量 kJTCpGQ )90105(  水回流时放出的热量 ： kJTCpGQ 4 0 8 )90105(  回流 3小时被冷凝器带走的热量 Q=180min (+)= kJ 环己烷打回反应釜吸收热量，设生成的水完全被分水器分去，只有环己烷回流到反应釜，则回流３小时被冷凝器带走的热量可只计环己烷回流时放出的热量 Q0=180min = kJ 加热剂与反应系统交换的总热量 Q Q=Q4Q1Q3+Q0 =()+ =。