一种3－甲基－环十五烯酮反应设备的设计(3)
1.1.2 国内外研究现状
1.2.1 2,15-十吹冰烷二酮的性质和用途
2,15-十吹冰烷二酮，其结构式为:
无色油状液体，
相对密度0.922（17.2℃），
沸点328℃，
折射率1.4798（20℃）
1.2.2 3-甲基-环十五烯酮的性质
元素分析结果为C: 81.24%,H: 11.78%,O: 6. 83% ,( C16 H28O的计算值为C: 81. 36%,H:11. 86% ,O: 6. 78%)。
IR: T= 2930,2870,1460,1420,1685,1620,3010 cm- 1。
MS: m/ z = 236( 24. 9%，M+ ) ，221( 10. 6%，M-CH3) ，193，179，165，151，137，123，109，95，81，67,53( 为相差CH2 的碎片离子序列) ，98( 100%，C6H10O+ ) ，95( 66. 8%，C6H7O+ ) ，83( 83. 3%，C5H7O+ ) ,55( 55. 9%，COC2H3+ ) ，41( 59% ，H5C3+ ) .
1HNMR: D= 1. 253 1～1. 327( 多重峰，20H) ，1. 568 6～1. 872 0( 多重峰，3H) ，2. 140 1～2. 205 9( 多重峰，2H) ，2. 354 1～2. 426 2( 多重峰，2H) ，6. 098 4～6. 154 7( 二重峰，1H) 。
1.2.3 所用溶剂的理化性质
正癸烷：
分子式： C10H22；CH3(CH2)8CH3
外观与性状： 无色液体
分子量： 142.29
蒸汽压： 0.13kPa/16.5℃
闪 点： 53℃
熔 点： -29.7℃
沸 点： 174.1℃
溶解性： 不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚
密 度： 相对密度(水=1)0.73；相对密度(空气=1)4.9
1.2.4 环合产物的结构
2，15-十吹冰烷二酮进行分子内环合可生成3 种双键位置不同环合产物，当然以2 位上的为主。但是我们并不需要将其分离，因为在对其三者进行氢化反应后都可以得到所需的麝香酮。
1.3 本课题的研究目的和意义
本课题是设计一种新的反应设备，主要采用氧化锌为环合催化剂，以正癸烷作为溶剂，在严格温控条件下（小于380℃）的条件下，使2,5-十吹冰烷二酮发生成环反应，通过科学合理的设计，实现此方法的工业化生产，这种合成方式对于工业化生产具有十分重要的意义，因为其进行工业化连续生产时设备较为简便、易于检修更换，其他环合方式大都需要通过柱层析的方式来进行反应得到相应的烯酮，反应周期长，速度慢，不适宜大规模的工业化生产，另外，本反应所通的保护性氮气可以连续使用，符合绿色化学和原子工业的要求，对于现阶段国家所提倡的创建资源节约型社会有很好的意义。
本课题的目的是通过实验，得到合理的反应方案，然后通过物料计算能量计算等手段，设计其设备合理的参数。设计大批量生产线中某一设备，得到设备的合理尺寸参数，并对整个生产工艺进行规划，最后得到以2,5-十吹冰烷二酮生产3-甲基-环十五烯的简单工艺流程及设备。
2 反应过程衡算
2.1 物料衡算
2.1.1 每班生产能力的计算
根据设计任务，3-甲基-环十五烯的年生产能力为100吨/年，根据课题反应条件选择全间歇反应操作。
开工因子=生产装置每年的开工时间除去每年的总反应时间，如要对反应设备实现最大利用，需要取得较大的开工因子，尽可能的接近1，但是其不可能等于1，因为还要考虑到设备的检修和催化剂更换与活化等情况。开工因子一般取为0.8-0.9，全年365天，则年生产300-330天。因此除去季保养、月保养、修理、放假等总计65天。
则年工作日为：（365-65）天=300天
2.1.2 每班的操作时间（min）
控温 30
进载气 10
进料反应 600
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