荊鵬飛產(chǎn)噸鄰甲基苯甲酸裝置的工藝設計第1頁，共27頁。（優(yōu)選）荊鵬飛產(chǎn)噸鄰甲基苯甲酸裝置的工藝設計第2頁，共27頁。設計主要內(nèi)容1前言2工藝概述3物料和熱量衡算4工藝設備設計和選型5生產(chǎn)車間布置6經(jīng)濟效益分析7結(jié)論8致謝詞第3頁，共27頁。

鄰甲基苯甲酸（OTA）的分子式為C8H8O2，結(jié)構(gòu)為:

目前，鄰甲基苯甲酸（OTA）主要應用于農(nóng)藥、醫(yī)藥及有機化工原料的合成，特別是作為生產(chǎn)除草劑稻無草的主要原料；它也是殺菌劑滅銹胺、苯氧菌酯、肟菌酯及除草劑芐嘧磺隆的中間體；同時鄰甲基苯甲酸（OTA）還可以用作農(nóng)藥殺菌劑磷酰胺、香料、氯乙烯聚合引發(fā)劑MBPO、間甲酚、彩色膠片顯影劑等有機合成中間體。1前言第4頁，共27頁。根據(jù)溶劑和鈷催化劑的不同,分為以下3種合成方法,簡單對比見下表：

2工藝概述序號合成方法工藝流程環(huán)境污染情況生產(chǎn)成本產(chǎn)品質(zhì)量1硝酸氧化法一般嚴重很高很差2-1空氣液相氧化法（醋酸鈷）簡單小較高較差2-2空氣液相氧化法（環(huán)烷酸鈷）簡單很小一般好鈷催化劑第5頁，共27頁。

通過比較上述3種合成方法,可以看出用空氣液相氧化法（環(huán)烷酸鈷）生產(chǎn)鄰甲基苯甲酸的工藝流程簡單、環(huán)境污染小、生產(chǎn)成本一般、產(chǎn)品質(zhì)量好、對設備的腐蝕性小,最適合于工業(yè)化生產(chǎn)，并且具有較大的工業(yè)應用價值，所以本設計按照方案2-2進行工藝設計。第6頁，共27頁。2.1工藝物料流程圖第7頁，共27頁。2.2生產(chǎn)控制參數(shù)（1）投料配比（質(zhì)量比）

鄰二甲苯：環(huán)烷酸鈷=100:0.3；鄰甲基苯甲酸（OTA）：氨=1:1.02；鄰甲基苯甲酸銨：硝酸溶液（68%）=2:1.03。（2）反應溫度、壓力和反應時間反應溫度：135℃；反應壓力：0.3MPa；反應時間：6h。第8頁，共27頁。

3.1物料衡算物料衡算式：ΣG進=ΣG出+ΣG損+ΣG積式中：ΣG進——輸入物料量總和； ΣG出——離開物料量總和；ΣG損——總的損失量；ΣG積——系統(tǒng)中積累量。本工藝為間歇操作，ΣG積=0，衡算基準為Kg/批。本設計包括催化氧化階段、中和階段、酸洗階段、離心階段和干燥階段五個部分，各階段物料衡算表及總物料衡算表如下所示：第9頁，共27頁。(1)氧化反應釜物料衡算(Kg/批)輸入輸出序號物料名稱質(zhì)量序號物料名稱質(zhì)量1鄰二甲苯7101.361鄰甲基苯甲酸5555.562空氣13856.412鄰二甲苯2769.533環(huán)烷酸鈷21.303空氣11709.384水735.305環(huán)烷酸鈷21.306雜質(zhì)188合計20979.07合計20979.07第10頁，共27頁。(2)中和反應釜物料衡算(Kg/批)輸入輸出序號物料名稱質(zhì)量序號物料名稱質(zhì)量1鄰甲基苯甲酸5555.561鄰甲基苯甲酸銨6244.502氨708.962水735.303水735.303鄰二甲苯2769.534鄰二甲苯2769.534剩余的氨13.905雜質(zhì)6.12合計9769.35合計9769.35第11頁，共27頁。(3)酸洗反應釜物料衡算(Kg/批)輸入輸出序號物料名稱質(zhì)量序號物料名稱質(zhì)量1鄰甲基苯甲酸銨6244.501鄰甲基苯甲酸5555.562硝酸溶液（68%）4358.792硝酸銨3266.733雜質(zhì)6.123水735.304水735.304硝酸溶液1569.005雜質(zhì)218.12合計11344.71合計11344.71第12頁，共27頁。(4)離心機的物料衡算(Kg/批)輸入輸出離心液序號物料名稱質(zhì)量濾餅濾液序號物料名稱質(zhì)量1鄰甲基苯甲酸5555.561鄰甲基苯甲酸5500.002雜質(zhì)218.122雜質(zhì)112.243水735.303水623.584硝酸溶液1569.001鄰甲基苯甲酸55.565硝酸銨3266.732硝酸溶液1569.00洗水1水8345.523水8457.244雜質(zhì)105.885硝酸銨3266.73總計19690.23總計19690.23第13頁，共27頁。(5)干燥器的物料衡算(Kg/批)輸入輸出濾餅序號物料名稱質(zhì)量產(chǎn)品序號物料名稱質(zhì)量1鄰甲基苯甲酸5500.001鄰甲基苯甲酸5444.452雜質(zhì)112.24

2雜質(zhì)101.023水623.58揮發(fā)物1鄰甲基苯甲酸55.55

2雜質(zhì)11.22

3水623.58總計6235.82總計6235.82第14頁，共27頁。(6)總物料衡算(Kg/批)輸入輸出序號物料名稱質(zhì)量序號物料名稱質(zhì)量1鄰二甲苯7101.361鄰甲基苯甲酸5555.562空氣13856.412剩余鄰二甲苯2769.533環(huán)烷酸鈷21.303剩余空氣11709.384氨708.964環(huán)烷酸鈷21.305硝酸溶液4358.795剩余氨13.906洗水8345.526剩余硝酸溶液1569.007硝酸銨3266.738雜質(zhì)112.249水9485.81合計34392.34合計34392.34第15頁，共27頁。

由以上物料衡算可以得到：每批產(chǎn)品的質(zhì)量為5444.45㎏（純產(chǎn)品）。產(chǎn)品中鄰甲基苯甲酸的質(zhì)量分數(shù)為W=5444.45/（5444.45+101.02）×100%=98.9%≥98.0%，符合產(chǎn)品質(zhì)量標準。第16頁，共27頁。3.2熱量衡算Q1+Q2+Q3=Q4+Q5+Q6

式中：Q1—所處理的物料帶入設備總的熱量,KJ； Q2—加熱劑或冷卻劑與設備和物料傳遞的熱量（符號規(guī)定加熱劑加入熱量為“+”，冷卻劑吸收熱量為“-”）,KJ；Q3—過程的熱效率,(符號規(guī)定過程放熱為“+”；過程吸熱為“-”)KJ；Q4—反應終了時物料的焓（輸出反應器的物料的焓）KJ；Q5—設備部件所消耗的熱量,KJ；Q6—設備向四周散失的熱量，又稱熱損失,KJ；熱量衡算的基準以每批處理物料即5555.56Kg/批為基準。熱量衡算溫度基準一般規(guī)定為25℃,熱量衡算式中各項計算。從上式中可得：Q2=Q4+Q5+Q6－Q1－Q3注意：本設計主要對催化氧化階段進行了熱量衡算。

第17頁，共27頁。氧化反應釜熱量衡算結(jié)果一覽表輸入(KJ)輸出(KJ)Q1

7.84×106Q41.09×107

Q22.28×107Q50Q3-3.06×106

Q61.02×106

合計1.192×107合計1.192×107從上表中可以看出Q2＞０，說明催化氧化過程需要加熱。外界需要輸入氧化反應釜的熱量為2.28×107KJ。第18頁，共27頁。4設備設計和選型（1）氧化反應釜的設計與計算；（2）冷凝器的設計與計算；（3）生產(chǎn)設備一覽表第19頁，共27頁。（1）氧化反應釜的主要結(jié)構(gòu)尺寸表容積m3釜體材料00Cr17Ni14Mo2高合金鋼鋼板筒體直徑mm夾套直徑mm筒體高度m夾套高度m釜體的筒體和封頭壁厚mm夾套的筒體和封頭壁厚mm16240032422600

10第20頁，共27頁。(2)冷凝器的設計與計算選擇固定管板式列管換熱器,其型號為TB/T4717。殼徑，mm273管子尺寸，mΦ25×2.5公稱壓強，kPa1.60×103

管長，m3公稱面積，m2

4.8管子總數(shù)32管程數(shù)2管子排列方法正三角形排列第21頁，共27頁。序號設備名稱規(guī)格、型號和材質(zhì)數(shù)量（個）1氧化反應釜V＝16m3，材質(zhì)為00Cr17Ni14Mo212中和反應釜V＝6m3，材質(zhì)為不銹鋼13酸洗反應釜V＝4m3，材質(zhì)為Ocr13不銹鋼14冷凝器TB/T471715離心機SS800-N/G16離心泵50F-40A17離心泵50F-1618離心泵50F-16A19干燥器YZG-600210壓縮機L2-10/8111空氣貯槽V＝50m3，φ3120x11917，不銹鋼材質(zhì)112鄰二甲苯貯槽V＝25m3，φ3120x11917，不銹鋼材質(zhì)113鄰甲基苯甲酸貯槽V＝15m3，φ2516x6760，不銹鋼材質(zhì)114液氨貯槽V＝5m3，φ1916x5165，材質(zhì)為16MnR115硝酸貯槽V＝15m3，φ2516x6760，材質(zhì)為玻璃鋼1（3）生產(chǎn)設備一覽表

第22頁，共27頁。5生產(chǎn)車間布置圖第23頁，共27頁。崗位人數(shù)備料投料12氧化階段9中和階段6酸洗階段6離心階段6干燥階段6三廢處理9產(chǎn)品打包9倉庫管理6維修技術(shù)人員12總監(jiān)1總計82估算投資資金/萬元1.固定資產(chǎn)投資2132建筑工程350設備17822.工程建設及其他費用1123.流動資金500投資總計27446.1生產(chǎn)班制定員6.2投資估算6經(jīng)濟效益核算第24頁，共27頁。序號項目單位單價（元）年消耗生產(chǎn)成本（萬元/年）1原輔材料1.1鄰二甲苯噸45006391.262876.071.2環(huán)烷酸鈷噸6500019.17124.612輔助材料2.1包裝袋個2200000402.2木托盤個40200083燃料及動力3.1冷卻水m33150000453.2電Kwh0.782300000179.43.3蒸汽m380700005604工資及福利費

2465制造費3905.1折舊費2805.2修理費

505.3攤銷費05.4其它800生產(chǎn)總成本5599.086.3生產(chǎn)成本第25頁，共27頁。6.4經(jīng)濟效益評價銷售收入（萬元）利潤總額（萬元）所得稅（萬元）年凈利潤（萬元）投資回收期（月）135005156.921289.233867.6920其中：（1）銷售收入=產(chǎn)量×價格=5000×27000=13500(萬元)，鄰甲基苯甲酸單價為27000元/噸。（2）利潤總額=銷售收入-總成本=13500-8343.08=5156.92(萬元)所得稅=利潤總額×2