年产4万吨苯甲酸催化加氢制苯甲醛的工艺设计(3)
3.1全车间物料衡算 14
3.1.1 物质性质数据 14
3.1.2 设计依据 14
3.1.3 全车间的物料衡算 15
3.2 热量衡算
3.2.1 热容的计算 17
3.2.2 焓的计算 17
3.2.3 反应焓的计算 19
3.2.4 热量计算 20
3.2.5 反应器的容积计算 21
3.2.6 反应釜的体积设计 22
3.2.7 设备向四周散失的热量.22
3.2.8 消耗在设备各个部件及管道上的热量 .23
4 设备选型及计算 25
4.1 加热器 25
4.1.1 加热器的换热面积的计算 25
4.1.2 加热器的工艺结构尺寸的计算...27
4.2 反应器 29
4.2.1 反应器催化剂的填充量 29
4.2.2 反应管长度的计算.29
4.2.3 管束尺寸和反应管的排列...30
4.2.4 反应器进口管口设计 30
4.3 冷凝器 31
4.3.1 冷凝器的换热面积的计算 31
4.3.2 冷凝器的工艺结构尺寸的计算 32
5 苯甲醛精馏塔计算 36
5.1 精馏塔的选择 36
5.2 精馏塔的设计 36
5.2.1 基础数据整理 36
5.2.2 初估塔径 38
5.2.3 理论板数的计算 40
5.2.4 塔内件设计 42
5.2.5 塔板流体力学验算 46
5.2.6 苯甲醛精馏塔工艺计算结果汇总 48
5.3 泵的选型： 49
6 工艺流程图(见附录二) 52
7 车间布置设计图 53
7.1生产车间平面布置图(见附录三) 53
7.2生产车间立面布置图(见附录四) 53
1 概述
1.1 苯甲醛的生产工艺及设计意义[1]
苯甲醛是一种重要化学原料，是合成香料、医药、染料的中间体。苯甲醛及其衍生物在工业上有着广泛用途：苯甲醛用于生产氧基苯甲醛、月桂酸、月桂醛、苯甲酸苄酯、苄叉苯胺、苄叉丙酮等香料，调合皂用香精、食用香精，还用于化妆品防腐剂的生产；氯代苯甲醛用于生产染料、光学增亮剂、医药中间体；邻硝基苯甲醛用于生产药物心痛定；间硝基苯甲醛用于合成表面活性剂，在制药中用于碘普酸钙、碘番酸等的生产；对硝基苯甲醛用于生产氯霉素等。
我国苯甲醛需求量以每年7％以上的速度增长，而且每年还需大量进口苯甲醛满足国内需要。目前我国生产的苯甲醛大部分由二氯化苄工艺生产，其产品中都含有氯化物，因此限制了苯甲醛在香料和医药工业中的应用，而医药和香料工业消费的苯甲醛约占我国苯甲醛总消费量的46％。因此大力发展优质苯甲醛生产工艺意义重大。各种生产方法应运而生。
1.1.1 苯甲醛的传统工艺
工业上制造苯甲醛的主要生产方法有两种，即二氯化苄水解法以及甲苯直接氧化法。二氯化苄是甲苯侧链氯化制得。其他方法虽有报道，但无工业价值。苯甲醛的衍生物通常也可以从相应的甲苯衍生物用上述方法制造、
1) 二氯化苄水解法，其生产原理是选择适当的条件践行甲苯侧链氯化，得到以二氯化苄为主，还有一部分氯化苄、三氯化苄的产物，经过二度水解（酸性水解和碱性水解），再经精馏得到苯甲醛，副产品为甲酸和苯甲醇。反应是如下：
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