精细化学工程课程设计Word格式.doc
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含量≥35%
萘胺-4-磺酸含量（以100%1-萘酚4-磺酸计）
≤1.2%
二氧化硫含量（以100%1-萘酚4-磺酸计）
≤0.3%
5、产品规格：
（ＧＢ／Ｔ １６４２－８２）
外观 暗红色均匀粉末
色光 与标准品近似
强度 为标准品的（１００±
３）分
水分含量 ≤５％
水不溶物 ≤０．５
细度（通过80目筛残余物含量）≤5%
在羊毛上的染色坚牢度符合标准品
6、流程说明：
再重氮化釜内加水，升温至50℃，加入1-萘胺-4-磺酸钠，使其溶解，加入31%的盐酸溶液，有乳白色结晶析出，冷至10℃，加入30%亚硝酸钠溶液，加料温度控制在25℃以下，使淀粉碘化钾使之成微蓝色，保持一小时。
将上述重氮液过滤，滤液吸至酸洗釜，加入硫酸，温度5℃左右，然后取样分析，为重氮盐析出为酸洗终点。
在偶合釜中依次加入水、碳酸钠、1-萘酚-4-磺酸，搅拌，使其全溶，冷至15℃，于2小时内缓慢加入上述重氮液，加料温度不超过25℃，加毕，测定pH为8.5，搅拌30分钟。
以H酸作斑点渗圈试验，至重氮盐消失为终点，此时1-萘酚-4-磺酸应微过量，（以对硝基苯按重氮盐做斑点渗圈试验）。
再继续搅拌3小时，升温至65~70℃。
按估算体积的23%加盐盐析，过滤，滤饼干燥，保准化后得到酸性红B染料成品。
三、设计项目：
对酸性红B的生产工艺进行物料衡算，热量衡算及选择适宜的搅拌釜。
目录
一、生产周期…………………………………………………………………………4
二、物料衡算…………………………………………………………………………4
2.1重氮釜………………………………………………………………………4
2.2酸析釜………………………………………………………………………5
2.3偶合釜………………………………………………………………………5
三、热量衡算…………………………………………………………………………8
3.1重氮釜………………………………………………………………………8
3.2酸析釜………………………………………………………………………8
3.3偶合釜………………………………………………………………………9
3.4热量核算数据汇总表………………………………………………………10
四、反应器设计……………………………………………………………………10
4.1反应釜釜体设计及选型……………………………………………………10
4.1.1筒体和封头型式……………………………………………………10
4.1.2反应釜容积…………………………………………………………10
4.1.3筒体和封头直径……………………………………………………11
4.1.4筒体高度……………………………………………………………11
4.1.5夹套直径……………………………………………………………11
4.1.6夹套高度……………………………………………………………11
4.2搅拌器设计…………………………………………………………………11
4.2.1搅拌器………………………………………………………………11
4.2.2搅拌器选型…………………………………………………………12
4.2.3搅拌器轴功率的计算………………………………………………12
4.2.4轴径的计算…………………………………………………………13
4.3传动装置的设计……………………………………………………………13
4.3.1电动机的选型………………………………………………………13
4.3.2减速机的选型………………………………………………………13
4.3.3机座的选型…………………………………………………………13
4.3.4底座的设计…………………………………………………………14
4.4其他装置及配件设计………………………………………………………14
4.4.1反应釜的轴封装置…………………………………………………14
4.4.2法兰的选取…………………………………………………………14
4.4.3釜体的开孔…………………………………………………………14
4.4.4进料口与出料口……………………………………………………14
4.4.5人孔…………………………………………………………………14
五、数据一览表……………………………………………………………………15
六、设备图…………………………………………………………………………16
七、设计心得………………………………………………………………………16
八、参考文献………………………………………………………………………16
一、生产周期
本设计生产周期如下表所示：
表一生产周期
步骤
加料升温
重氮化反应
过滤
酸析
加料
偶合反应
盐析
干燥
时间/h
0.5
1
5.5
∴生产一批次产品合计耗时10.5小时。
∴每天可生产2批次产品。
又∵酸性红B生产能力为600吨/每年。
（每年按300天计算）
∴每批次生产1吨。
二、物料衡算
2.1重氮化釜
＋2HCl＋NaNO2——→＋NaCl＋2H2O
（1）
24536.569292.558.518
根据消耗定额
投入1-萘胺-4-磺酸钠量为：
340/0.72=472.72㎏
投入盐酸的量为：
450㎏
消耗为：
340/245×
0.9×
73=91.2㎏
投入亚硝酸钠的量为：
108㎏
消耗：
69=86.2㎏
生成的重氮盐的量：
292.5=365.7㎏
生成的NaCl的量为：
58.5=73.0
生成水的量为：
36=45.0㎏
表二重氮化釜物料衡算
输入
输出
名称
质量/㎏
组成/%
纯重/㎏
1-萘胺-4-磺酸钠
472
72
340
重氮盐
399.7
91.5
365.7
杂质
28
132
8.5
34
HCl
450
31
139.5
废液
498.6
氯化钠
0.15
73.0
水
69
310.5
NaNO3
0.04
19.6
NaNO 2
108
98
105．8
0.10
48.3
2
2.2
0.71
357.7
合计
1030
1030.3
2.2酸析釜
＋H2SO4→＋HCl
（2）
292.59835436.5
经过滤，待反应液中有重氮盐和废液共存，其中废液量为498.6kg，重氮盐量为365.7㎏。
重氮盐的消耗量为：
365.7×
0.9=329.1㎏
硫酸的投入量为：
158㎏
消耗量为：
365.7/292.5×
98=110.2㎏
生成重氮化硫酸盐：
365.7/292.5×
354=397.9㎏
生成HCl量：
365.7/292.5×
36.5=41.0㎏
合计41.0+48.3=89.3㎏
表三酸析釜物料衡算
100
重氮化硫酸盐
434.5
91.6
397.9
8.4
36.6
硫酸
158
NaCl
12.4
15
587.4
3.3
4
15.2
89.3
10
H2SO3
8.1
47.8
71
61．0
1022.3
1021.9
2.3偶合釜
+→
354246
＋H2SO4（3）
50298
重氮化硫酸盐消耗：
397.9×
0.9=358.1㎏
1-萘酚-4-磺酸投入
320/0.7=457.1
消耗
397.9/345×
246=248.9㎏
生成酸性红B
397.9/345×
502=507.8㎏
生成硫酸
397.9/345×
98=97.1㎏
消耗Na2CO3
106=107.2㎏
生成NaHCO3
397.9/345×
86×
2=169.9㎏
生成Na2SO4
397.9/345×
142=143.6㎏
表四偶合釜物料衡算
655.3
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