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年产1000吨异戊烯醇生产工艺设计目录工艺选择物料衡算能量衡算反应釜的设计计算其他设备选型经济效益计算异戊烯醇的介绍异戊烯醇，又名3-甲基-2-丁烯-l-醇，相对分子质量86.13，沸点140℃，密度0.848g/mL（25℃），为无色透明液体。异戊烯醇主要用于合成高效低毒农药拟除虫菊酯杀虫剂的中间体贲亭酸甲酯。它的分子式：CH3CCHCH3CH2OH工艺选择异丁烯法异丁烯和多聚甲醛在磷酸氢二钠的催化下进行Prins缩合反应生成3-甲基-3-丁烯-1-醇，然后采用γ-为载体负载Pd作为异构化反应的催化剂，将3-甲基-3-丁烯-1-醇加氢脱氢异构成3-甲基-2-丁烯-1-醇。异戊二烯法异戊二烯与HCl经催化，合成氯代异戊烯。产物1-氯-3-甲基-2-丁烯经催化生产1-氯-3-甲基-3-丁烯，产物与乙酸钠反应生成乙酸酯，经水解最终得到产物。丙酮法在碱性的环境下，丙酮和乙炔反应，经催化反应合成乙炔基异丙醇，再经催化剂Pd/C催化加氢合成甲基丁烯醇，最后经异构反应生成异戊烯醇。合成方法的比较合成异戊烯醇的方法优点缺点异丁烯法工艺路线较短，生产原料丰富，产物与中间体分离容易。反应条件苛刻，且设备投资很大。异戊二烯法反应平和，产品收率高。设备投资大，操作繁琐，生产成本较高，氯化氢对设备有较大的腐蚀。丙酮法我国乙炔的产量较大，容易获得，适合大规模生产，产物与中间体容易分离。反应步骤多，工艺复杂，产品产率较低。要以贵金属作为催化剂，增加生产成本。以异丁烯为原料的Prins反应是目前合成异戊烯醇的一种有效方法。以异丁烯为原料合成异戊烯醇的主要反应方程式如下：第一步反应以磷酸氢二钠作为催化剂。第二步反应以Pd/γ-作为催化剂。CH2CCH3CH3CH2OCH3CCH2CH2CH2OHCH3CCHCH3CH2OH催化剂异构化32OAl异戊烯醇生产工艺流程图反应釜冷凝器反应器蒸馏器回收罐换热器原料罐产品罐换热器叔丁醇回收罐异丁烯物料衡算物料衡算依据：异戊烯醇的年生产量是1000吨，规格是99%。一年工作300天（除去检修等65天），每天三班，每班的产量1111.11kg，每批的实际生产异戊烯醇的量为1100kg。生产为分批操作Prins缩合反应的物料衡算缩合反应方程式：CH2CCH3CH3+CH2OCH3CCH2CH2CH2OH磷酸氢二钠计算过程该反应主要生成3-甲基-3-丁烯-1-醇，收率可达85%。每批生成3-甲基-3-丁烯-1-醇的实际产量：1640.72kg剩余多聚甲醛的量：100.85kg剩余异丁烯的量：11505.96kg进出反应釜的物料衡算表输入输出序号物料名称质量（kg）序号物料名称质量（kg）1多聚甲醛708.001剩余多聚甲醛100.852异丁烯12638.002剩余异丁烯11505.963叔丁醇5000.003叔丁醇5000.004磷酸氢二钠50.004磷酸氢二钠50.0053-甲基-3-丁烯-1-醇1640.726杂质98.47总计18396.00总计18396.00蒸馏阶段的物料衡算蒸馏塔的物料衡算结果表单位进料F塔顶D塔釜W物料kg/批6640.725017.211623.51kmol/批108.1689.2618.90组成质量分率75.29%99.5%0.5%摩尔分率82.39%99.67%0.7655%Prins异构化反应的物料衡算催化剂为Pd/γ-，在反应温度70℃，氢浓度10%的混合气体下反应，收率达到67.7%。故生成的异戊烯醇的量为：1623.51×0.677=1099.12kg/批化学反应方程式:CH3CCH2CH2CH2OHCH3CCHCH3CH2OH催化剂32OAl能量衡算物料带入设备总的能量=8759.90kJ过程的热效率=-572.17kJ反应完后物料的能量=20643.73kJ加热剂或冷却剂与设备和物料传递的能量=11311.66kJ1Q3Q4Q2Q反应釜的选型序号代号名称数量材料1GB4726法兰50Cr19Ni92GB2270-80接管Φ38×31无缝不锈钢钢管3GB2270-80接管Φ57×3.51无缝不锈钢钢管4GB2270-80接管Φ120×41无缝不锈钢钢管5夹套筒体DN300010Cr19Ni96釜体筒体DN280010Cr19Ni97JB/4737-95釜体封头DN280010Cr19Ni98GB905-82搅拌轴10Cr19Ni99JB/T4725-92支座4Q235-AF10垫板4石棉橡胶板11GB5-76螺栓400Cr19Ni912GB5-76螺母400Cr19Ni913JB579-74-1人孔2组合件14JB/T4736-2002补强圈1组合件1505-0018联轴器1组合件16JB5-216-65填料箱1组合件其他设备选型设备名称规格/型号和材质数量固定床反应器Φ35×2.5,0Cr19Ni91蒸馏塔Q235-C1换热器TB/T4715-924离心泵50FMG-164鼓风机4M12-45/2101氮气储罐50,不锈钢材质1异丁烯储罐50，不锈钢材质1叔丁醇储罐25，不锈钢材质2异戊烯醇储罐25，不锈钢材质1结论本工艺选择以异丁烯和多聚甲醛为原料，经缩合反应和异构化反应合成异戊烯醇。物料衡算表明：产量1000吨的异戊烯醇，每天3班，每班需要投入18396kg原料。热量衡算表明：每班需要向反应釜提供11311.66kJ热量反应釜设计计算表明：反应釜的直径2800mm，高2.8m，壁厚23mm。经济效益计算表明，年产值8000万元，总投资6830.3万元，利润3473.58万元，税收868.395万元。该设计工艺简单，投资少，利润高，具有投资价值致辞这篇毕业设计是在导师杜可杰老师的多次指导下完成的。从论文的内容到文字润饰，杜老师都给了我很大的帮助。当然也少不了四年来传授我知识的各位老师。在设计过程中，同学们也给了我很多帮助。在此一并感谢！