2.5万吨/年液相氧化甲苯制苯甲醛工艺设计(3)
4.2 热容的计算 20
4.3 反应焓的计算 20
4.4 热量的计算 21
4.4.1 Q1的计算 21
4.4.2 Q2的计算 21
4.4.3 Q3的计算 21
4.5 反应器的容积计算 22
4.6 反应釜的体积设计 23
4.7 设备向四周散失的热量 23
4.8 消耗在设备各个部件及管道上的热量Q4 24
4.9 热量衡算 25
5 设备选型及计算 26
5.1 加热器 26
5.1.1 加热器的换热面积的计算 26
5.1.2 加热器的工艺结构尺寸的计算 27
5.1.3 加热器的设备选型 29
5.2 反应器 30
5.2.1 反应器催化剂的填充量 30
5.2.2 反应管长度的计算 30
5.2.3 管束尺寸和反应管的排列 30
5.2.4 反应器进口管口设计 31
5.3 冷凝器 31
5.3.1 冷凝器的换热面积的计算 31
5.3.2 冷凝器的工艺结构尺寸的计算 33
5.3.3 冷凝器的设备选型 36
5.4 泵的选型： 37
6 精馏塔 38
6.1 精馏塔的选择 38
6.2 精馏塔的设计 38
6.2.1 基础数据整理 38
6.2.2 初估塔径 40
6.2.3 理论板数的计算 41
6.2.4 塔内件设计 44
6.2.5 塔板流体力学验算 48
6.2.6 苯甲醛精馏塔工艺计算结果汇总 50
结 论 52
致谢 53
参考文献 54
附 录 55
1 总论
1.1 概论[1]
苯甲醛是一种无色或淡黄色液体，具有苦杏仁香，俗称苦杏仁油。苯甲醛能进行亲核加成、羟醛缩合、康尼察洛反应、硝化和氯化等系列反应，衍生出许多化工产品。它作为重要的精细化学中间体和原料被广泛应用于医药、食品、饮料、农药、染料等领域。
全球的消费情况为欧洲占52%，美洲占22%，亚洲及世界其他地区占26%。消费结构为医药30%，香精香料占30%，农用化学品占25%，其他占15%。美国苯甲醛的主要生产厂家为BFGoodrich Kalama公司，该公司甲苯氧化生产苯甲酸装置联产苯甲醛，苯甲醛生产能力为8000吨/年，据称拟再扩产7000吨/年的生产能力。荷兰DSM是全球苯甲醛最大的生产商，其苯甲醛生产能力为3万吨/年。该公司产品主要用于香料、医药、染料及合成其他产品等各个领域。比利时Tessenderlo公司有一套7000吨/年的装置，该公司产品主要用于医药和化妆品工业，部分用于食品工业。
我国苯甲醛的需求量以每年约7%的速率递增，预计到2015年市场需求量将达到30 kt左右。随着苯甲醛生产工艺需求的日益增加，在苯甲醛生产新工艺的开发方面，国内外都做了大量的研究工作。目前，我国国内生产苯甲醛的厂家主要是石家庄化纤公司，该公司在生产己内酰胺时副产苯甲醛，生产能力为6000t/a生产苯甲醛的企业共有10余家，总生产能力为18kt。国内产量远远不能满足市场需求，国家每年仍然需要花费大量的外汇从国外进口。目前国内外许多研究者对苯甲醛的绿色生产工艺进行了大量的研究，所采用的工艺路线主要有甲苯直接氧化法和间接电合成法等，其中以甲苯直接氧化制备苯甲醛的生产工艺最具工业化前景，如甲苯气相或液相氧化法、三氧化二锰非均相氧化法以及超临界流体法等。