年產(chǎn)25噸化學原料藥多功能車間設(shè)計（制藥工程比賽資料-含CAD圖紙）

年產(chǎn)25噸化學原料藥多功能車間設(shè)計（制藥工程比賽資料-含CAD圖紙）,年產(chǎn),25,化學,原料藥,多功能,車間,設(shè)計,制藥,工程,比賽,競賽,資料,cad,圖紙 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 摘要本次設(shè)計主要是硫辛酸、依非韋倫和纈沙坦三種原料藥的多功能車間。其中硫辛酸是以硫化鈉、硫磺、二氯辛酸乙酯為原料，經(jīng)環(huán)合、水解、精制等過程制得，總收率為，精品含量 ；依非韋倫是以環(huán)丙基乙炔鋰、氯 三氟乙酰基苯胺為原料，經(jīng)加成、環(huán)合、精制等過程制得，總收率為，精品含量 ；纈沙坦是以正戊酰基纈氨酸甲酯為起始原料，經(jīng)加氫還原、精制等過程制得，總收率為，精品含量 。為了實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，依據(jù)任務(wù)書中的內(nèi)容，以天為基準，分別生產(chǎn)噸硫辛酸、噸依非韋倫、噸纈沙坦的原料藥，進行多功能車間設(shè)計以及 綜合考慮共用設(shè)備問題。在設(shè)計中，首先對三條原料藥生產(chǎn)的設(shè)計依據(jù)進行了說明，然后對產(chǎn)品進行了介紹。結(jié)合工藝流程，繪制了帶控制點的工藝流程圖；其次，以設(shè)備為單位進行了物料衡算，列出了各設(shè)備的進出物料平衡表。以此為基礎(chǔ)，完成熱量衡算，確定了加熱和冷卻介質(zhì)的用量。同時，進行了設(shè)備選型計算，確定各設(shè)備的型號和生產(chǎn)能力。此外，又根據(jù)湖北省武漢市葛店地區(qū)的風向特點、安全、消防的需要，設(shè)計了型車間，并根據(jù)所選的設(shè)備繪制了工藝設(shè)備安裝的平面布置圖，并對主管線分布進行了初步設(shè)計。在設(shè)計中，也建立消防等安全防范制度，最后對生產(chǎn)情況進行了詳細的勞動組織和人員安排。最后，結(jié)合工藝中產(chǎn)生的廢棄物性質(zhì)和排放量，制定了綜合利用和三廢的初步處理方法。 關(guān)鍵詞：硫辛酸；依非韋倫；纈沙坦；三算；車間布置；工藝設(shè)計 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 Abstract !!#! $% +對制藥工業(yè)車間的要求 工藝布局及土建要求: 人員、物料凈化和安全: 室內(nèi)裝修:: 空調(diào)系統(tǒng):: 本設(shè)計車間布置的說明::第章 主管布置:: 主管設(shè)計原則: 本生產(chǎn)車間主管布置說明:第章 公用工程:: 供水和排水::: 供水系統(tǒng):: 排水: 供電:: 車間供電系統(tǒng): 照明設(shè)計: 冷、熱媒系統(tǒng): 空調(diào)凈化系統(tǒng):: 設(shè)計依據(jù)及相關(guān)參數(shù): 空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置: 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊1 空調(diào)系統(tǒng)自動控制 環(huán)保措施第章 勞動安全及人員安排: 設(shè)計依據(jù) 建筑及場地布置 生產(chǎn)過程中主要危害因素的分析 安全防范措施: 防火防爆 防塵方案 電氣方案 防機械傷害 防噪聲方面 壓力容器 防燙傷、凍傷措施 工業(yè)衛(wèi)生 拆卸過程的防護 勞動機構(gòu)設(shè)置 人員安排第 章 消防: : 設(shè)計依據(jù) 生產(chǎn)工藝中的危險化學品 生產(chǎn)車間防火安全管理規(guī)定 本設(shè)計對消防要求的考慮和采取措施 防火和疏散要求 消防系統(tǒng)及消防設(shè)施第:章 綜合利用及“三廢” :: 綜合利用 ::: 工藝節(jié)能措施 :: 暖通節(jié)能措施 :: 電氣設(shè)計節(jié)能措施: “三廢”:: 設(shè)計采用的環(huán)保標準: 主要污染物及處理:: 綠化概況: 環(huán)保管理及監(jiān)測: 環(huán)境影響分析與結(jié)論第::章 設(shè)計特色::: 工藝特色:: 設(shè)備共用特色 :: 三廢處理特色:: 車間布置上的特色:: 安全防護上的特色參考文獻致 謝 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊1 附錄::：硫辛酸工藝流程框圖附錄:：依非韋倫工藝流程框圖附錄:：纈沙坦工藝流程框圖附錄:：硫辛酸物料流程框圖附錄：依非韋倫物料流程框附錄：纈沙坦物料流程框圖附錄:：硫辛酸帶控制點的工藝流程圖 附錄：依非韋倫帶控制點的工藝流程圖:附錄：纈沙坦帶控制點的工藝流程圖 附錄：共用系統(tǒng)帶控制點的工藝流程圖附錄：純化水制備的工藝流程圖 附錄：乙二醇作冷熱媒的工藝流程圖 附錄6-1：車間平面布置圖（操作臺面)附錄6-2：車間平面布置圖（操作臺下):附錄6-2：車間平面布置圖（操作臺下):附錄6-3：車間平面布置圖（人流物流圖)附錄：車間主管線布置圖附錄：污水處理工藝流程圖 附錄 ：消防布置圖附錄:：設(shè)備一覽表 武漢工程大學凌云隊 原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 第1章 產(chǎn)品概述1.1 產(chǎn)品簡介硫辛酸 !%! ! 是一種存在于線粒體的輔酶，類似維他命，能消除加速老化與致病的自由基。硫辛酸在體內(nèi)經(jīng)腸道吸收后進入細胞兼具脂溶性與水溶性的特性，因此可以在全身通行無阻，到達任何一個細胞部位，提供人體全面效能，是具脂溶性與水溶性的萬能抗氧化劑。1.1.1 硫辛酸簡介一、名稱以及結(jié)構(gòu)中文名稱：硫辛酸 中文別名：4<硫辛酸；阿爾法硫辛酸.類脂酸；4硫辛酸；3分子量：化學結(jié)構(gòu)： S S OHO二、理化性質(zhì)本品為白色的結(jié)晶性粉末，熔點為，易溶于乙醇、丙酮、乙酸乙酯，不溶于苯、氯仿、二氯甲烷。在條件下，水中的溶解度為 ?。三、藥理及臨床用途 : 藥理毒理 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 該品被大量用于治療糖尿病的神經(jīng)病變上。離體試驗示該品可以降低神經(jīng)組織的脂質(zhì)氧化現(xiàn)象，該品可能阻止蛋白質(zhì)的糖基化作用；且可抑制醛糖還原酶，因而可阻止葡萄糖或半乳糖轉(zhuǎn)化成為山梨醇，所以硫辛酸可以防止糖尿病、控制血糖及防止因高血糖造成的神經(jīng)病變。硫辛酸無論在水溶性基質(zhì)中或油溶性基質(zhì)中均為強力抗氧化劑。無論是硫辛酸或其還原形態(tài)的雙氫硫辛酸均能發(fā)揮抗氧化作用。它們能夠直接或間接地促使體維生素7及維生素/的再生作用。研究表明，硫辛酸可增加細胞內(nèi)谷胱甘肽及輔酶:的水平。硫辛酸可以螯合某些金屬離子（如銅、錳、鋅）形成穩(wěn)定螯合體。在動物模型中，證明可以保護砷中毒并可以減輕鉻中毒后的肝毒性。離體試驗中，亦發(fā)現(xiàn) 可由腎切片中螯合汞離子。該品在臨床應用劑量范圍內(nèi)安全。4于狗口服時為?(；對于嚴重缺乏維生素A:的大鼠，腹腔注射動物實驗中發(fā)現(xiàn)?(可致命。并無足夠試驗資料保證孕婦使用安全。臨床上副反應不多見，在有記錄的副反應中，主要是皮膚過敏現(xiàn)象，此時應停止用藥。 臨床用途用于治療急性及慢性肝炎、肝硬化、肝性昏迷、脂肪肝、糖尿病等。1.1.2 依非韋倫簡介依非韋倫片（商品名：施多寧B），處方藥，由默沙東公司（在美國和加拿大被稱為默克）研發(fā)、生產(chǎn)。是首選的一線抗81病毒藥物，屬人免疫缺陷病 毒C: 型 81:的選擇性非核苷反轉(zhuǎn)錄酶抑制劑 D3，通過非競爭性結(jié)合并抑制81:逆轉(zhuǎn)錄酶 D活性，作用于模版、引物或三磷酸核苷，兼有小部分競爭性的抑制作用，從而阻止病毒轉(zhuǎn)錄和復制。一、名稱以及結(jié)構(gòu)中文名稱：依非韋倫中文別名：依氟韋倫；依非韋倫；（3）（環(huán)丙基乙炔）（三氟甲基）苯丙:二氫惡唑酮英文名稱：/,#-漢語拼音名稱：E96 +）、醫(yī)藥工業(yè)潔凈廠房設(shè)計規(guī)范（5A ）、藥品5;+指南廠房設(shè)施與設(shè)備、醫(yī)藥設(shè)計技術(shù)規(guī)定、醫(yī)藥工程設(shè)計文件質(zhì)量 特性和質(zhì)量評定實施細則等多種設(shè)計規(guī)范和國家關(guān)于建筑、消防、環(huán)保、能源等方面的規(guī)范。二、設(shè)計原則: 嚴格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護，職業(yè)安全及工業(yè)衛(wèi)生有關(guān)規(guī)定，貫徹安全第一，預防為主的方針，做到環(huán)境保護、勞動安全衛(wèi)生與工程同步規(guī)劃、同步實施、同步發(fā)展；避免環(huán)境污染，保證安全生產(chǎn)。 選擇先進可靠的工藝技術(shù)，合理安排工藝流程，建設(shè)自動化水平高的生產(chǎn)裝置，保證裝置順利投產(chǎn)、穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，正常發(fā)揮其經(jīng)濟效益。 合理安排工藝設(shè)備，充分使用輔助設(shè)施以及生活福利設(shè)備，盡可能做到節(jié)省投資，節(jié)約用地。 設(shè)計中堅持安全、節(jié)能、環(huán)保三大指導方針。 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 第2章 硫辛酸的初步設(shè)計2.1 工藝流程2.1.1 工藝路線硫辛酸生產(chǎn)以硫化鈉、硫磺、二氯辛酸乙酯等為原料，經(jīng)環(huán)合、水解、精制等過程制得。產(chǎn)品主要化學反應方程式如下：: 二硫化鈉制備 3L 8LLMLL3 3 M 8 環(huán)合反應778 78787 78778 3 S S (CH2)4COOC2H5 7 水解、酸化反應2.1.2 工藝過程一、環(huán)合工序: 工藝配比結(jié)合反應過程，各種物料的配比見表:。 表: 環(huán)合工序工藝配比原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比 6N二氯辛酸乙酯 O :純化水 符合藥典標準 水合硫化鈉 O ::硫磺 O :四丁基溴化銨 O 乙醇 工業(yè) N注：6為二氯辛酸乙酯批投料質(zhì)量 操作過程 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 在環(huán)合反應釜中加入6純化水、::6水合硫化鈉攪拌升溫至，分批加入:6硫磺粉，反應:；分別加入6乙醇和 6四丁基溴化銨，升溫至，緩慢滴加:6二氯辛酸乙酯（約），加熱回流，反應，得環(huán)合液（環(huán)合液比容約為:(?），冷卻至室溫待用。環(huán)合收率為。二、水解工序: 工藝配比結(jié)合反應過程，各種物料的配比，見表。表 水解工序工藝配比原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比（6 N）氫氧化鈉 工業(yè) :純化水 符合藥典標準 適量精制鹽酸 工業(yè) 適量乙酸乙酯 O 食鹽 工業(yè) 無水硫酸鎂 工業(yè) N注：6為二氯辛酸乙酯批投料質(zhì)量 操作過程 在上述環(huán)合液中，緩慢加入的氫氧化鈉溶液，升溫至，反應。將上述反應液減壓濃縮除去乙醇，餾出液約為反應液體積的:?。將濃縮液降至室溫。然后緩慢加入適量?鹽酸，調(diào)節(jié)體系)8值至（加入過程耗時約:）。用6乙酸乙酯萃取上述酸化液，有機相用飽和食鹽水洗滌分層，再用無水硫酸鎂干燥，過濾，水相經(jīng)預處理后排至污水處理站。有機相減壓濃縮，餾出液約為上述有機相體積的:?。將濃縮液緩慢冷卻至:以下，結(jié)晶、離心，用:6乙酸乙酯淋洗，濾餅（含濕量為）轉(zhuǎn)移至干燥器，在真空度O;+條件下干燥，得淡黃色針狀粗品（粗品含量O ）。 回收離心母液和餾出液中的溶劑套用，回收率為 ，殘留物送至市政處理。 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊:: 水解收率為 。三、精制工序: 工藝配比結(jié)合精制過程，物料的配比，見表。表 精制工序工藝配比原輔料名稱 規(guī)格 質(zhì)量比（6N）粗品 O :乙酸乙酯 O 活性炭 醫(yī)用級 : N注：6為粗品批投料質(zhì)量 操作過程在脫色釜中依次加入:6粗品、6乙酸乙酯、:6活性炭，加熱回流，脫碳過濾。將濾液轉(zhuǎn)至結(jié)晶釜中，緩慢冷卻至:，結(jié)晶。經(jīng)固液分離，在真空度O;+條件下干燥，得淡黃色針狀硫辛酸精品（含量O ）?；厥漳敢褐械囊宜嵋阴ヌ子?，回收率為 ，殘留物送至市政處理。精制收率為 。四、粉碎包裝按要求粉碎、待檢。檢驗合格后，進行內(nèi)包、外包、入庫。收率為 。 : 產(chǎn)品包裝、儲存及運輸形式見表。表 產(chǎn)品包裝、儲存及運輸形式包裝 貯存 運輸內(nèi)包塑料袋外包紙板桶K?桶 陰涼處 汽車2.1.3 工藝流程框圖結(jié)合工藝描述，為了定性地表現(xiàn)工藝過程，繪制了工藝流程框圖，如圖:所示。 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 純化水水合硫化鈉硫磺粉 磺化反應分批加入 環(huán)合反應水解反應 乙醇 四丁基溴化銨6,8-二氯辛酸乙酯 滴加20%氫氧化鈉 60 減壓濃縮 乙醇回收利用分液萃取 水相 廢水 洗滌乙酸乙酯飽和食鹽水 分液 水相 廢水 干燥無水硫酸鎂 過濾 硫酸鎂 減壓濃縮 溜出液 回收乙酸乙酯冷卻結(jié)晶 濃縮液有機相 濃縮液續(xù)下 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 離心l淋洗 干燥脫色 過濾結(jié)晶 離心干燥 粉碎內(nèi)包裝 外包裝 濃縮乙酸乙酯 乙酸乙酯活性炭 炭渣 母液 回收乙酸乙酯廢棄物 母液 濃縮 回收乙酸乙酯廢棄物 續(xù)上 D級潔凈區(qū)圖: 硫辛酸的工藝流程圖 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 2.2 物料衡算物料衡算是醫(yī)藥工藝設(shè)計的基礎(chǔ)。根據(jù)所需要設(shè)計項目的年產(chǎn)量，通過對全過程或者單元操作的物料衡算，可以得到單耗、副產(chǎn)品量、輸出過程物料損耗量以及三廢生成量等，使設(shè)計由定性轉(zhuǎn)向定量。物料衡算中相關(guān)單位：質(zhì)量（(）、體積（）。2.2.1 硫辛酸物料衡算過程一、工藝收率及所用原料的物性工作參數(shù)結(jié)合工藝過程、文獻數(shù)據(jù)，工藝收率及所用原料的物性工作參數(shù)見表。 表 各工段的相關(guān)經(jīng)驗參數(shù)步驟 收率 原輔料 分子量 質(zhì)量比 質(zhì)量含量密度（(?）硫化反應 純化水 : : :水合硫化鈉 :: :硫磺粉 : 環(huán)合反應 二氯辛酸乙酯 :: : : 乙醇 四丁基溴化銨 : 水解、酸化反應 氫氧化鈉 : : :配制氫氧化鈉的純化水 : 適量 : :鹽酸 適量 :: 配制鹽酸的純化水 : 萃取 乙酸乙酯 : 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 配制食鹽的純化水 :食鹽 :過濾 無水硫酸鎂 : 減壓濃縮 :結(jié)晶 離心 乙酸乙酯 :: : 干燥 脫色過濾 硫辛酸粗品 : ::乙酸乙酯 :: 活性炭 :: : 醫(yī)用級結(jié)晶 離心 :干燥 粉碎 包裝 幾個中間體的性質(zhì)：二硫化鈉分子量： ::: 食鹽的溶解度 硫辛酸乙酯的分子量： 硫辛酸乙酯的密度環(huán)合液的比容(?F :各工段收率：環(huán)合工段總收率P水解工段總收率P Q:Q:Q Q Q:Q Q Q Q:P 精制工段總收率P Q Q Q Q:P 粉碎包裝工段總收率P Q Q:P 總收率P單程收率P環(huán)合工段總收率Q水解工段總收率Q精制工段總收率Q粉 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 碎包裝工段總收率PQ Q Q Q:P硫辛酸產(chǎn)品的純度： 硫辛酸實際純品日產(chǎn)量P硫辛酸年產(chǎn)量Q純度?（工作日:）PQ Q（::）P (注：由于第一天沒有出料，:天出料::批，所以計算實際產(chǎn)量時出料::P::批硫辛酸理論純品日產(chǎn)量P實際純品日產(chǎn)量?單程收率P ?P(二、年產(chǎn)量及工作日根據(jù)計算，年產(chǎn)量及工作日見表。表 年產(chǎn)量及工作日表 2.2.2各工段和崗位物料衡算一、環(huán)合工段的物料衡算原料*即，二氯辛酸乙酯，單位：(:進料量原料*投料量P日產(chǎn)理論硫辛酸Q原料*分子量?硫辛酸分子量P (原料*投料量P原料*純品投料量?含量P (原料*中雜質(zhì)量P原料*投料量原料*投料量 純）P (水合硫化鈉投料量P原料*投料量Q投料比P(水合硫化鈉純品投料量P水合硫化鈉投料量Q含量P (水合硫化鈉中的雜質(zhì)P投料量投料量純P( 硫磺投料量P原料*投料量Q投料比P::(硫磺純品投料量P硫磺投料量Q含量P:(硫磺中雜質(zhì)量P投料量純量P::(純化水投料量（純）P原料*投料量Q投量比P (四丁基溴化銨投料量P原料*投料量Q投料比P(四丁基溴化銨純品投料量P四丁基溴化銨投料量Q含量P ( 年產(chǎn)量（(） 工作日 實際日產(chǎn)純品硫辛酸量（(） 理論日產(chǎn)純品硫辛酸量（(） : 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 四丁基溴化銨中雜質(zhì)量P四丁基溴化銨投料量四丁基溴化銨投料純P(乙醇投料量P原料*投料量Q投料比P:: :(乙醇純品投料量P乙醇投料量Q含量P:::(乙醇中雜質(zhì)量P乙醇投料量乙醇投料量純量P (出料量對于硫化反應：水合硫化鈉的反應量P水合硫化鈉純品投料量Q硫化轉(zhuǎn)化率P水合硫化鈉的殘留量P水合硫化鈉純品投料量水合硫化鈉的反應量P 硫磺反應量P水合硫化鈉反應量Q硫磺分子量?水合硫化鈉分子量P(硫磺殘留量P 硫磺純品投料量硫磺反應量P:( 二硫化鈉生成量P水合硫化鈉反應量Q二硫化鈉分子量?水合硫化P (水生成量P水合硫化鈉反應量Q水分子量Q ?水合硫化鈉分子量P(對于環(huán)合反應：原料*的反應量P原料*純品投料量Q環(huán)合轉(zhuǎn)化率P:(原料*的殘留量P原料*純品投料量原料*的反應量P(二硫化鈉反應量P原料*反應量Q二硫化鈉分子量?原料*分子量P:(二硫化鈉殘留量P硫化中二硫化鈉生成量環(huán)合中二硫化鈉反應量P:(硫辛酸乙酯生成量P原料*反應量Q硫辛酸乙酯 ;#?原料*;#P(氯化鈉生成量P原料*反應量Q氯化鈉分子量Q?原料*分子量P:(水的總量P純化水的投料量M水的生成量P:( 環(huán)合段總雜質(zhì)量P原料*中雜質(zhì)量M水合硫化鈉中雜質(zhì)量M硫磺中雜質(zhì)量M四丁基溴化銨中雜質(zhì)量M乙醇中雜質(zhì)量P( 環(huán)合工段進出料平衡通過計算，環(huán)合工段的各種物料進出量見表。表 環(huán)合工段進出料平衡 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 進料物名稱 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量二氯辛酸乙酯 殘水合硫化鈉 水合硫化鈉 殘硫磺 : 硫磺 :: 殘原料* 純化水 : 殘四丁基溴化銨 :四丁基溴化銨 : 氯化鈉 : 乙醇 :: : : 水 : 二硫化鈉 : 乙醇 ::: :硫辛酸乙酯 ::雜質(zhì) 合計 : 合計 :二、水解工段的物料衡算: 進料量氫氧化鈉投料量P原料*的投料量Q投料比P:(氫氧化鈉純品投料量P氫氧化鈉投料量Q含量P(氫氧化鈉中雜質(zhì)量P氫氧化鈉投料量氫氧化鈉投料量純量P:( 配制氫氧化鈉所需水P氫氧化鈉投量純?氫氧化鈉純投量P (鹽酸的投料量P假設(shè)加入量P:(鹽酸純品投料量P鹽酸的投料量Q含量P(鹽酸中水含量P投料量純量P::(:?鹽酸中所含的水P:(:?鹽酸中所含的氯化氫P(配置鹽酸的需水量P配制好的鹽酸中含水量原料中含水量P (水進料量P環(huán)合中水出料量M配氫氧化鈉需水量M配鹽酸中所含水P: (總雜質(zhì)量P環(huán)合中雜質(zhì)量M氫氧化鈉中雜質(zhì)量P( 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 出料量硫辛酸乙酯反應量P環(huán)合中硫辛酸乙酯生成量Q水解轉(zhuǎn)化率P(硫辛酸乙酯殘留量P環(huán)合中硫辛酸乙酯生成量硫辛酸乙酯反應量P(8反應量P硫辛酸乙酯反應量Q8分子量?硫辛酸乙酯分子P(氫氧化鈉中和反應量P氫氧化鈉純品投料量氫氧化鈉反應量P:(鹽酸反應量P硫辛酸乙酯反應量Q鹽酸的分子量?硫辛酸乙酯分子量P (鹽酸被中和量P氫氧化鈉中和反應量Q鹽酸分子量?氫氧化鈉分子量P::(鹽酸的殘留量P鹽酸的投料量鹽酸的反應量中和反應量P(中和反應水生成量P氫氧化鈉中和反應量Q水分子量?氫氧化鈉分子量P:(環(huán)合液的體積P環(huán)合液的總量?環(huán)合液比容Q:P 環(huán)合液中乙醇體積P乙醇總?乙醇密度P:: (經(jīng)過比較知乙醇體積約為環(huán)合液的:?，則減壓濃縮出來的全部是乙醇，硫辛酸生成量P硫辛酸乙酯反應量Q硫辛酸分子量?硫辛酸乙酯分子P乙醇生成量P硫辛酸乙酯反應量Q乙醇分子量?硫辛酸乙酯分子量P(7生成量P（鹽酸反應量M硫酸中和量）Q7分子量?鹽酸分子量P:(7出料量P環(huán)合中7出料量M7生成量P:(水總出料量P進料量M生成量P: :( 水解工段進出料平衡通過計算，水解工段的各種物料進出量見表。 表 水解工段進出料平衡進料物名稱 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量殘水合硫化鈉 殘水合硫化鈉 殘硫磺 : 殘硫磺 : 殘原料* 殘原料* 殘四丁基溴化銨 : 殘四丁基溴化銨 :氯化鈉 : 二硫化鈉 : 二硫化鈉 : 乙醇（蒸餾出） :: 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 乙醇 ::: 殘硫辛酸乙酯 硫辛酸乙酯 殘鹽酸 :氫氧化鈉 : 水 : : 鹽酸 : 雜質(zhì) :水 : 硫辛酸 雜質(zhì) : 氯化鈉 : 合計 : : 合計 : :三、萃取工段的物料衡算: 進料量 乙酸乙酯投料量P原料*投料量Q投量比P: (乙酸乙酯純品投料量P乙酸乙酯投料量Q含量P:(乙酸乙酯中雜質(zhì)量P乙酸乙酯投料量乙酸乙酯純品投料量P: (食鹽投料量P原料*投料量Q投量比P (食鹽純品投料量P食鹽投料量Q含量P(食鹽中雜質(zhì)量P食鹽投料量食鹽純品投料量P:: (配制飽和食鹽水需要的水P食鹽純品投料量?溶解度Q:P :(食鹽的進料量P水解中食鹽出料量M食鹽純品投料量P :(水的進料量P水解中水出料量M配制飽和食鹽水需要的水P:(雜質(zhì)進料量P水解中雜質(zhì)出料量M乙酸乙酯中雜質(zhì)量M食鹽中雜質(zhì)量P ::( 出料量假設(shè)乙酸乙酯的損失率為:。則進入水層的乙酸乙酯量P乙酸乙酯純品投料量Q損失率P:(進入水層的硫辛酸P水解中硫辛酸出料量Q（:收率）P(進入有機層中乙酸乙酯量P乙酸乙酯純品投量水層乙酸乙酯量P::進入有機層中硫辛酸P水解中硫辛酸出料量進入水層的硫辛酸P::(進入有機層的水（假設(shè)的量）P(水層剩下的水P水的進料量進入有機層的水P: ( 萃取工段進出料平衡通過計算，萃取工段的各種物料進出量，見表 。 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 表 萃取工段進出料平衡進料物名稱 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量殘水合硫化鈉 : 水相 殘水合硫化鈉 :殘硫磺 : 殘硫磺 : 殘原料* 二硫化鈉 : 殘四丁基溴化銨 :: 殘鹽酸 :二硫化鈉 : 水 : 殘硫辛酸乙酯 : 雜質(zhì) :: 殘鹽酸 : 氯化鈉 : 水 : 硫辛酸 :雜質(zhì) :: 乙酸乙酯 : 硫辛酸 有機相 殘原料* 氯化鈉 : 殘四丁基溴化銨 ::乙酸乙酯 : : 殘硫辛酸乙酯 :硫辛酸 :: : 乙酸乙酯 :: :水 合計 : 合計 :四、過濾工段的物料衡算: 進料量由于只有有機相進入反應釜中，且直接加入無水硫酸鎂，數(shù)據(jù)如下：無水硫酸鎂的投料量P原料*的投料量Q投料比P (無水硫酸鎂純品投料量P無水硫酸鎂的投料量Q含量P ( 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 無水硫酸鎂中雜質(zhì)量P無水硫酸鎂的投料量無水硫酸鎂純品投料量P( 出料量進入濾渣的硫辛酸量P硫辛酸進料量Q（:收率）P(無水硫酸鎂將有機相中水均吸附，雜質(zhì)進入濾渣中，進入濾液中的硫辛酸量P硫辛酸進料量進入濾渣的硫辛酸量P:( 過濾工段進出料平衡通過計算，過濾工段的各種物料進出量見表:。表: 過濾工段進出料平衡進料物名稱 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量 殘原料* :: 濾渣 雜質(zhì) 殘四丁基溴化銨 無水硫酸鎂 :殘硫辛酸乙酯 水 :硫辛酸 :: : 硫辛酸 乙酸乙酯 :: 濾液 殘原料* ::水 : 殘四丁基溴化銨 雜質(zhì) 殘硫辛酸乙酯 無水硫酸鎂 : 硫辛酸 : :乙酸乙酯 :: 合計 : : 合計 : :五、減壓濃縮的物料衡算: 濾液全部進入有機相中乙酸乙酯的體積P濾液中乙酸乙酯質(zhì)量?密度P:(有機相的體積P環(huán)合液的體積蒸餾出乙醇體積環(huán)合液中水的體積M有機相中乙酸乙酯的體積P:( 餾出液體積PQ有機相體積P:::( 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 則溜出液均為乙酸乙酯，溜出液中乙酸乙酯量P餾出液體積Q密度P(濃縮液中乙酸乙酯量P乙酸乙酯進料量溜出液中乙酸乙酯量P ( 減壓濃縮工段進出料平衡通過計算，減壓濃縮工段的各種物料進出量，見表::。表:: 減壓濃縮進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量殘原料* :: 溜出液 乙酸乙酯 殘四丁基溴化銨 濃縮液 殘原料* ::殘硫辛酸乙酯 殘四丁基溴化銨 乙酸乙酯 :: : 殘硫辛酸乙酯 硫辛酸 : :乙酸乙酯 合計 :: : 合計 :: :六、結(jié)晶釜的物料衡算: 濃縮液假設(shè)只有硫辛酸結(jié)晶出來，則有硫辛酸結(jié)晶量P硫辛酸進料量Q收率P( 殘夜中硫辛酸量P硫辛酸進料量硫辛酸結(jié)晶量P( 結(jié)晶工段進出料平衡通過計算，結(jié)晶工段的各種物料進出量，見表:。表: 結(jié)晶工段進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量殘原料* : 晶體 硫辛酸 :殘四丁基溴化銨 殘液 殘原料* : 殘硫辛酸乙酯 殘四丁基溴化銨 硫辛酸 : : 殘硫辛酸乙酯 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 乙酸乙酯 硫辛酸 乙酸乙酯 合計 : : 合計 : :七、離心機的物料衡算: 晶體以及殘液全部加入含濕量為乙酸乙酯的投料量P原料*的投料量Q投料比P (乙酸乙酯純品投料量P乙酸乙酯投料量Q含量P (乙酸乙酯中雜質(zhì)量P乙酸乙酯投料量乙酸乙酯純品投料量P(乙酸乙酯總進料量P上步乙酸乙酯出料量M乙酸乙酯純品投料量P:( 濾餅中硫辛酸純品含量P硫辛酸結(jié)晶量Q收率P(濾餅中硫辛酸濕品含量P濾餅中硫辛酸純品含量?（:含濕量）P (濾液量P總進料量濾餅中硫辛酸濕品含量P:( 離心工段進出料平衡通過計算，離心工段的各種物料進出量見表:。表: 離心工段進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量硫辛酸晶體 : 濾餅 硫辛酸 :殘原料* : 乙酸乙酯 : : 殘四丁基溴化銨 離心母液 乙酸乙酯 : 殘硫辛酸乙酯 其他物質(zhì) : : 硫辛酸液體 乙酸乙酯 : 雜質(zhì) 合計 :: : 合計 :: :八、干燥機的物料衡算:濾餅加入硫辛酸純品量P硫辛酸進料量Q收率P( 得到硫辛酸粗品P硫辛酸純品量?含量P( 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 干燥后的硫辛酸濾餅中含有的溶劑P得到硫辛酸粗品硫辛酸純品量P(干燥工段進出料平衡通過計算，干燥的各種物料進出量，見表:。表: 干燥工段進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量硫辛酸 濾餅 硫辛酸 乙酸乙酯 : 乙酸乙酯 損耗 硫辛酸 乙酸乙酯 : : 合計 : 合計 :九、溶劑回收的物料衡算:對溶劑的回收主要是乙酸乙酯的回收：溜出液跟離心母液一起加入加入總的乙酸乙酯純量P原料*的投料量QQ含量P:(回收的乙酸乙酯P加入總的乙酸乙酯純量Q回收率 P:(溶劑回收工段進出料平衡通過計算，溶劑回收的各種物料進出量見表:。 表: 溶劑回收工段進出料平衡十、對脫色過濾的物料衡算: 進料量將濾餅中含有的乙酸乙酯歸為雜質(zhì)，并且不對其他投料物質(zhì)有所影響 濾餅加入，硫辛酸粗品量P濾餅量P(硫辛酸純品量P硫辛酸粗品量Q含量P:(進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量溜出液 乙酸乙酯 回收液 乙酸乙酯 : 離心母液 乙酸乙酯 : 廢液 乙酸乙酯 :其他物質(zhì) : : 其他物質(zhì) : :合計 :: : 合計 :: : 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 硫辛酸中雜質(zhì)含量P硫辛酸粗品量硫辛酸純品量P:(乙酸乙酯投料量P硫辛酸粗品投料量Q投量比P ::(乙酸乙酯純品投料量P乙酸乙酯投料量Q含量P:(乙酸乙酯中雜質(zhì)量P乙酸乙酯投料量乙酸乙酯純品投料量P:: (活性炭的投料量P硫辛酸粗品量Q投料比P( 出料量硫辛酸純品出料量P硫辛酸純品進料量Q收率P(背吸附的硫辛酸量P硫辛酸純品進料量硫辛酸純品出料量P(假設(shè)乙酸乙酯的損失率為，即被活性炭吸附掉吸附的乙酸乙酯量P乙酸乙酯純品投料量QP ( 留在濾液中乙酸乙酯量P乙酸乙酯純品投料量吸附的乙酸乙酯量P( 脫色過濾工段進出料平衡通過計算，脫色過濾的各種物料進出量，見表:。表: 脫色過濾工段進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量硫辛酸粗品 濾液 硫辛酸純 乙酸乙酯 :: 乙酸乙酯 :活性炭 雜質(zhì) : : 濾渣 活性炭 乙酸乙酯 硫辛酸 合計 : : 合計 : :十一、結(jié)晶釜的物料衡算: 濾液全部加入：假設(shè)只有硫辛酸結(jié)晶出來硫辛酸結(jié)晶量P硫辛酸進料量Q收率P(未結(jié)晶出來的硫辛酸量P硫辛酸進料量硫辛酸結(jié)晶量P:( 結(jié)晶工段進出料平衡 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 通過計算，結(jié)晶工段的各種物料進出量，見表:。表: 結(jié)晶工段進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量硫辛酸純 晶體 硫辛酸 :乙酸乙酯 : 液體 硫辛酸純 : 雜質(zhì) : : 乙酸乙酯 :雜質(zhì) : :合計 : : 合計 : :十二、離心機的物料衡算 濾餅中硫辛酸量P硫辛酸結(jié)晶量Q收率P(假設(shè)濾餅含濕量為，濾餅中乙酸乙酯量P濾餅中硫辛酸純含量?（:含濕量）濾餅中硫辛酸量P(濾液中乙酸乙酯P乙酸乙酯進料量濾餅中乙酸乙酯量P::(濾液中硫辛酸量P硫辛酸進料量濾餅中硫辛酸量P (: 離心工段進出料平衡通過計算，離心工段的各種物料進出量，見表:。表: 離心工段進出料平衡 進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量硫辛酸 濾餅 硫辛酸 乙酸乙酯 : 乙酸乙酯 雜質(zhì) : : 濾液 硫辛酸 雜質(zhì) : :乙酸乙酯 :: 合計 : : 合計 : :十三、干燥工段的物料衡算: 濾餅加入 硫辛酸純品出料量P硫辛酸進料量Q收率P( 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 硫辛酸精品量P硫辛酸純品出料量?含量P (硫辛酸精品中含有的乙酸乙酯P硫辛酸精品量硫辛酸純品出料量P:(損耗的硫辛酸P硫辛酸進料量硫辛酸純品出料量P(剩余乙酸乙酯量P乙酸乙酯進料量硫辛酸精品中含有的乙酸乙酯P( 干燥工段進出料平衡通過計算，干燥的各種物料進出量見表: 。表: 干燥工段進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量硫辛酸 硫辛酸精 品 硫辛酸純 乙酸乙酯 乙酸乙酯即雜質(zhì) : 損耗 硫辛酸 乙酸乙酯 : 合計 : : 合計 : :十四、對溶劑的回收的物料衡算加入離心母液，回收的乙酸乙酯量P加入總的乙酸乙酯純量Q回收率 P(廢液中乙酸乙酯量P乙酸乙酯進料量回收的乙酸乙酯量P:( : 溶劑回收工段進出料平衡通過計算，溶劑回收的各種物料進出量見表。表 溶劑回收工段進出料平衡進料物質(zhì) 質(zhì)量?( 含量 出料物名稱 質(zhì)量?( 含量硫辛酸 : 回收液 乙酸乙酯 乙酸乙酯 :: 廢液 乙酸乙酯 : :硫辛酸 :合計 : : 合計 : :十五、粉碎包裝工序的物料衡算 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 : 粉碎工段的物料衡算硫辛酸精品進料，硫辛酸出料量P硫辛酸進料量Q收率P ( 對包裝工段的物料衡算硫辛酸出料量P硫辛酸進料量Q收率P (2.2.3 物料流程框圖結(jié)合各個工段的計算結(jié)果，將物料衡算的結(jié)果標注在工藝流程框圖中，它就成為定量的物料流程圖，如圖，單位：(。 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊圖 硫辛酸的物料流程框圖 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 2.3 能量衡算2.3.1 能量衡算依據(jù)以及基準能量衡算的主要目的是為了確定設(shè)備的熱負荷。根據(jù)設(shè)備熱負荷的大小、所處理物料的性質(zhì)及工藝要求再選擇傳熱面的形式、計算傳熱面積、確定設(shè)備的主要工藝尺寸。傳熱所需的加熱劑或冷卻劑的用量也是以熱負荷的大小為依據(jù)而進行計算的。能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律。能量衡算是以車間物料衡算的結(jié)果為基礎(chǔ)而進行的，所以，車間物料衡算表是進行車間能量衡算的首要條件。其次還必須收集有關(guān)物質(zhì)的熱力學數(shù)據(jù)，例如比熱容、相變熱、反應熱等。本設(shè)計還將涉及到的所有物料的熱力學數(shù)據(jù)匯總成 一張表格，以便于計算。能量衡算的基本方程為：由環(huán)境輸入到系統(tǒng)的能量P由系統(tǒng)輸出到環(huán)境的能量M系統(tǒng)內(nèi)積累的能量2.3.2 物性數(shù)據(jù)計算方法及過程一、物質(zhì)比熱的估算 7P:?;R! KS?（T）;UU化合物分子量；UU分子中同種元素原子數(shù)；! UU元素的原子比熱容 KS?（T）元素原子的比熱容相關(guān)數(shù)據(jù)參照藥廠反應設(shè)備及車間工藝設(shè)計，見表:。 表: 元素原子的比熱容元素 7，KS?（(V）碳 7 氫 8 氧 :硫 3 其他元素 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 純化水的比熱經(jīng)查找得：KS?（(T）水合硫化鈉 固體加入）W 3T 8;PKS?（(T）鈉原子數(shù)P 氫原子數(shù)P :硫原子數(shù)P : 氧原子數(shù)P :!!!!7) 水合硫化鈉 硫硫氧氧氫氫鈉鈉 M nnnn硫磺粉（固體加入）： 3 ;P 硫原子數(shù)P : !7) 硫磺粉硫硫M 二硫化鈉（液體加入）：3 ;P :::鈉原子數(shù)P 硫原子數(shù)P !!7) Mnn 硫硫鈉鈉乙醇（液體加入）： 788 ;P 碳原子數(shù)P 氫原子數(shù)P氧原子數(shù)P: :!!7) Mnn 硫硫鈉鈉四丁基溴化銨（液體加入）：7 :8A# ;P碳原子數(shù)P: 氫原子數(shù)P氮原子數(shù)P: 溴原子數(shù)P: :!!!!7) M nnnn 溴溴氮氮氫氫碳碳二氯辛酸乙酯（液體加入）：7:87 ;P ::碳原子數(shù)P: 氫原子數(shù)P氧原子數(shù)P 氯原子數(shù)P !!!!7 ) M nnnn 氯氯氧氧氫氫碳碳 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 辛酸乙酯（液體加入）：7:83 ;P碳原子數(shù)P: 氫原子數(shù)P氧原子數(shù)P 硫原子數(shù)P !!!!7) M nnnn 氯氯氧氧氫氫碳碳氫氧化鈉（液體加入）：8 ;P:鈉原子數(shù)P: 氧原子數(shù)P:氫原子數(shù)P: :!!!7) 水合硫化鈉 氧氧氫氫鈉鈉 M nnn 硫辛酸鈉：78:3 ;P 碳原子數(shù)P 氫原子數(shù)P:氧原子數(shù)P 鈉原子數(shù)P:硫原子數(shù)P ::!!!!7) M nnnn 碳碳氧氧氫氫鈉鈉鹽酸（液體加入）：87 ;P氫原子數(shù)P: 氯原子數(shù)P: !!7) Mnn 氯氯氫氫 乙酸乙酯（液體加入）： ;P:乙酸乙酯經(jīng)過查詢的比熱為: 飽和食鹽水 液體加入：7 ;P 經(jīng)查表為無水硫酸鎂（固體加入）：;3 ;P :鎂原子數(shù)P: 硫原子數(shù)P:氧原子數(shù)P !!!7) M nnn 氧氧硫硫鎂鎂 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 硫辛酸粗品（固體加入）：78:3 ;P 碳原子數(shù)P 氫原子數(shù)P:氧原子數(shù)P 硫原子數(shù)P :!!!!7) M nnnn 硫硫氧氧氫氫碳碳活性炭;P::查表的，活性炭的比熱為二、物質(zhì)燃燒熱的估算（由燃燒需氧原子數(shù)法算得）D!#氏認為：有機化合物的燃燒熱與完全燃燒該有機化合物（燃燒產(chǎn)物為等）。 所需的氧原子數(shù)成直線關(guān)系。即X X X X!P ? :KS?Q a X bkcal mol a X b 式中，為所需氧原子數(shù)，R 及R0 為與化合物結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)。 公式參數(shù)表名稱 狀態(tài) X 0X基本數(shù)值 液 鹽 液 :: 標準生成熱與標準燃燒熱的換算 HHH cecf n 式中 cH為元素的標準燃燒熱，KS?.為化合物中同種元素的原子數(shù)WfH cH 分別為同一化合物的標準生成熱和標準燃燒熱。查制藥工程工藝設(shè)計+::，得到如下元素燃燒熱的相關(guān)數(shù)據(jù)，見表。表 元素燃燒熱表元素 燃燒熱KS? 元素 燃燒熱KS?碳 : 硫 : 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 氫 :: 鈉 未查到鈉元素的燃燒熱，假設(shè)其燃燒熱P。對于硫辛酸鈉 78:3包含結(jié)構(gòu)：基本數(shù)值:液、鹽:液78:3M:UUY7M8MM3R，根據(jù)生成熱與反應熱換算，得其生成熱為: KS?。經(jīng)過!!查找：原料*的生成熱為KS?硫辛酸乙酯的生成熱為:KS?硫辛酸的生成熱為KS?查化工工藝設(shè)計手冊（第四版上冊）可得：87的生成熱7P K!?P:: KS?8 的生成熱7P : K!?P: KS?8的生成熱7P:: K!?P: KS?788的生成熱7P K!?P KS?7的生成熱7P K!?P:: KS?而:K!?P:KS?三、物質(zhì)汽化熱的估算任何溫度、壓強下，化合物的汽化熱均可按下列公式計算： H) I : r cV r rTTH T 式中： VH UU汽化熱，KS?(； rT UU對比溫度（實際溫度與臨界溫度之比）； cT UU臨界溫度，K；)r UU對比壓強（實際壓強與臨界壓強之比）對于乙醇：臨界溫度!P，臨界壓強+!P標準大氣壓 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 當溫度為時，對比溫度#P；實際壓強為+P:8P:標準大氣壓；對比壓強+#P；經(jīng)過公式計算得8,P 。當溫度為時，對比溫度#P ，實際壓強為)P:標準大氣壓對比壓強+#P:經(jīng)過公式計算得8 ,P 對于乙酸乙酯：臨界溫度!P:，臨界壓強+!P標準大氣壓溫度為時，對比溫度#P，實際壓強為+P 8P標準大氣壓，對比壓強+#P:。經(jīng)過公式計算得8,P四、物質(zhì)熔解熱的估算對于溶質(zhì)在熔解過程中不發(fā)生解離作用，溶劑與溶質(zhì)之間無化學作用及絡(luò)合物的形成，則固態(tài)溶質(zhì)可以取其熔融熱的數(shù)值為其溶解熱。對于固體的熔融熱可這樣計算：8P:Q（?;）QK :對于無機物K:取，為熔點，;為分子量 假設(shè)K:P對于水合硫化鈉：8P:Q（?;）QK:P 而P ::則8P:: ；對于硫磺粉：8P:Q（?;）QK:P 而P 則8P；對于硫辛酸粗品：8P:Q（?;）QK :P 而P :則8P ；由文獻及計算得能量數(shù)據(jù)總匯，詳見下表。表 能量數(shù)據(jù)總匯崗位 物質(zhì) 比熱KS?（T）摩爾熱容KS?T） 標準生成熱（KS?） 汽化熱（KS?(） 溶解熱（KS?(） 熔點? 沸點?硫化 純化水 水合硫化鈉 : : :: ::硫磺粉 : :: 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 環(huán)合 二硫化鈉 : 乙醇 : 四丁基溴化銨 :: 二氯辛酸乙酯 水解 環(huán)合產(chǎn)物硫辛酸乙酯 :氫氧化鈉 :: :硫辛酸鈉 : : 鹽酸 : 乙酸乙酯 : : 食鹽水 ::無水硫酸鎂 :精制 硫辛酸粗品 : 乙酸乙酯 : :活性炭 :能量衡算的主要依據(jù)是能量守恒定律，其數(shù)學表達式為：: QQQQQQ 其中： :Q UU物料帶入到設(shè)備的能量，KS.Q UU加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的能量，KS.Q UU過程熱效應，KS .Q UU物料離開設(shè)備所消耗的能量，KS.Q UU加熱或冷卻設(shè)備所消耗的能量，KS.Q UU設(shè)備向環(huán)境散失的能量，KS . : KJmctQQ 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 式中，mUU輸入或輸出設(shè)備的物料質(zhì)量，(；cUU物料的平均比熱容，KS? (V；tUU物料的溫度 PR;7 %%:KS式中，M UU設(shè)備各部件的質(zhì)量，(；CUU設(shè)備各部件的比熱容，KS? (V；:t UU設(shè)備各部件的初始溫度，；t UU設(shè)備各部件的最終溫度， 總QQQ : 該過程全部使用的乙二醇水溶液來加熱或者冷卻：乙二醇水溶液不同溫度下的比熱溫度? : 比熱容?KS? ( : 2.3.3 不同工段的能量衡算一、硫化工段的能料衡算: 物質(zhì)從升溫到無反應，有相變熱。 : 各物料帶入的能量： 純化水帶入的能量純化水P7 純化水 純化水Q（% 進% 基）P :KS水合硫化鈉帶入的能量水合硫化鈉P7 水合硫化鈉 水合硫化鈉Q（% 進% 基）P ::KS硫磺粉帶入的能量硫磺P7 硫磺 硫磺Q（% 進% 出）P :KS雜質(zhì)帶入的能量雜質(zhì)P7 純化水 雜質(zhì)Q（% 進% 基）P KS該過程帶入的總能量:P 純化水M 水合硫化鈉M硫磺M 雜質(zhì)P: KS 物料帶出的熱量 P:Q?P: KS UU過程熱效應：水合硫化鈉的溶解熱水合硫化鈉P 水合硫化鈉Q2P KS硫磺粉的溶解熱硫磺P 硫磺Q2P KS因為該過程無反應，所以： 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 過程熱效應，P 水合硫化鈉M硫磺P: :KS而，P? :: :MP::KS使用乙二醇水溶液來加熱，進料溫度為 ，出料溫度為則乙二醇的循環(huán)總量： r i fiq H 各物質(zhì)從到，有反應熱無相變熱。 : 物料帶入的熱量， :P上一步物料帶出的熱量P: KS 各物料帶出的能量純化水帶出的能量純化水P7 純化水 純化水Q（% 出% 基）P :KS水合硫化鈉帶出的能量水合硫化鈉P7 水合硫化鈉 水合硫化鈉Q（% 出% 基）P KS硫磺粉帶出的能量硫磺P7 硫磺 硫磺Q（% 出% 基）P ::KS二硫化鈉帶出的能量 二硫化鈉P7 二硫化鈉 二硫化鈉Q（% 出% 基）P KS雜質(zhì)帶出的能量雜質(zhì)P7 純化水 雜質(zhì)Q（% 出% 基）P : KS該過程帶出的總能量P 純化水M 水合硫化鈉M硫磺M 二硫化鈉M雜質(zhì)P: :KS UU過程熱效應對于反應： Na S H O S Na S H O 該反應的標準反應熱 qH ffiirq 產(chǎn)物 qf 反應物當反應恒定在時，且反應物和生成物在范圍內(nèi)都無相的變化，則反應在下的反應熱滿足以下關(guān)系式 % ?t r r iq q C KJ mol 該反應在下的反應熱2#%P2#（）R_7)P:KS實際反應熱： P :x xmQ q q KJM 鹽酸反應熱 鹽酸該過程的熱效應 KJQQ 反應熱所以， P? :: :MP KS 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 使用乙二醇水溶液來降溫，進入溫度為，出料溫度為，則乙二醇的循環(huán)總量： P ( p QW C 出 進二、環(huán)合工段的能量衡算: 物質(zhì)升溫到，無任何反應發(fā)生，但存在相變熱。 : 各物料帶入的能量純化水帶入的能量， 純化水P7 純化水 純化水Q（% 入% 基）P: KS水合硫化鈉帶入的能量， 水合硫化鈉P7 水合硫化鈉 水合硫化鈉Q（%入%基）P KS硫磺粉帶入的能量，硫磺P7 硫磺 硫磺Q（% 入% 基）P ::KS二硫化鈉帶入的能量，二硫化鈉P7 二硫化鈉 二硫化鈉Q（% 入% 基）P KS上一步雜質(zhì)帶入的能量， 雜質(zhì)P7 純化水 雜質(zhì)Q（% 入% 基）P: KS乙醇帶入的能量，乙醇P7 乙醇 乙醇Q（% 入% 基）PKS四丁基溴化銨帶入能量， 四丁基溴化銨P7四丁基溴化銨 四丁基溴化銨Q（% 入%基）P:: KS原料*帶入的能量，原料*P7 原料* 原料*Q（% 入% 基）P: KS這一步加入雜質(zhì)帶入的能量， 雜質(zhì)P7 純化水 雜質(zhì)Q（% 入% 基）P KS該過程帶入的總能量，:P 純化水M 水合硫化鈉M硫磺M 二硫化鈉M上一步雜質(zhì)M乙醇M四丁基溴化銨M原料*M 這一步雜質(zhì)P KS 各物料帶出的能量上一步物質(zhì)帶出能量 上一步P上一步物質(zhì)帶入能量之和Q?P KS這步加入物質(zhì)帶出能量這一步P帶入能量之和Q?P : KS該過程帶出的總能量P 上一步M 這一步P:KS UU過程熱效應因為該過程會有乙醇回流，存在汽化熱 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊: 假設(shè)乙醇回流速度為每分鐘的質(zhì)量數(shù)（(?）:KS則八乙醇的回流量P每分鐘的回流量QQPKS乙醇的汽化熱汽化熱P2QP: KS所以，該過程的熱效應P 乙醇汽化熱P: KS而P? :: :MP KS使用乙二醇水溶液來加熱，進入溫度為 ，出料溫度為則乙二醇的循環(huán)總量： P( p QW C 出 進 物質(zhì)保持在，不存在相變熱存在反應熱。 :物料帶入的熱量:P上一步物料帶出的熱量P:KS 各物料帶出的能量水合硫化鈉帶出的能量 水合硫化鈉P7 水合硫化鈉 水合硫化鈉Q（%出%基）P:KS硫磺帶出的能量 硫磺P7 硫磺 硫磺Q（% 出% 基）P KS原料*帶出的能量 原料*P7 原料* 原料*Q（% 出% 基）P:::KS四丁基溴化銨帶出能量 四丁基溴化銨P7 四丁基溴化銨 四丁基溴化銨Q（% 出% 基）P KS氯化鈉帶出的能量 氯化鈉P7 氯化鈉 氯化鈉Q（% 出% 基）P::KS純化水帶出的能量 純化水P7 純化水 純化水Q（% 出% 基）P:KS二硫化鈉帶出的能量 二硫化鈉P7 二硫化鈉 二硫化鈉Q（% 出% 基）P :KS乙醇帶出的能量 乙醇P7 乙醇 乙醇Q（% 出% 基）P:KS硫辛酸乙酯帶出的能量 硫辛酸乙酯P7 硫辛酸乙酯 硫辛酸乙酯Q（% 出% 基）P:KS雜質(zhì)帶出的能量 雜質(zhì)P7 純化水 雜質(zhì)Q（% 出% 基）P: KS 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 該過程帶出總能量 P 水合硫化鈉M 硫磺M 原料*M 四丁基溴化銨M 氯化鈉M 純化水M 二硫化鈉M乙醇M 硫辛酸乙酯M 雜質(zhì)P:KS UU過程熱效應 # 2 H該反應的標準反應熱： KJH 222 # 反應物產(chǎn)物 ）（）（ KJC 22 )##% ）（下的反應熱：該反應物在實際反應熱： P Ax xAmQ q q KJM 原料反應熱 原料該過程的熱效應P 反應熱P KS而P? :: :MP : KS使用乙二醇水溶液來降溫，進入溫度為，出料溫度為則乙二醇的循環(huán)總量： P : ( p QW C 出 進 冷凝器:該過程將乙醇氣體液化，物質(zhì)溫度不變，存在相變。乙醇帶入或帶出的熱 PQ C 進 出乙酸乙酯 乙酸乙酯 乙酸乙酯（T ） KJP乙醇汽化熱的負值Q回流液的質(zhì)量P: KS所以： : : :QQ -(Q+Q)=-1324.70KJ使用乙二醇水溶液來降溫，進入溫度為，出料溫度為則乙二醇的循環(huán)總量： 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 P( p QW C 出 進三、環(huán)合液降溫的能量衡算帶入的總熱量:P上一步帶出的總熱量P: KS帶出的總熱量P:? % 入% 基Q（%出% 基）P: KS過程熱效應P而， P? :: :MP :KS查表得其平均比熱容7PQ:P:KS? (T使用乙二醇水溶液來降溫，進入溫度為，出料溫度為則乙二醇的循環(huán)總量： P:( p QW C 出 進2.3.6 水解工段的能量衡算一、水解反應的能量衡算 : 各物料帶入的能量水合硫化鈉帶入的能量水合硫化鈉P7 水合硫化鈉 水合硫化鈉Q（% 入% 基）P KS硫磺帶入的能量硫磺P7 硫磺 硫磺Q（% 入% 基）P KS原料*帶入的能量原料*P7 原料* 原料*Q（% 入% 基）P::KS四丁基溴化銨帶入能量 四丁基溴化銨P7 四丁基溴化銨 四丁基溴化銨Q（% 入% 基）P:: KS氯化鈉帶入的能量氯化鈉P7氯化鈉氯化鈉Q（%入%基）P:KS純化水帶入的能量純化水P7 純化水 純化水Q（% 入% 基）P:KS二硫化鈉帶入的能量二硫化鈉P7 二硫化鈉 二硫化鈉Q（% 入% 基）P KS乙醇帶入的能量 乙醇P7 乙醇 乙醇Q（% 入% 基）PKS 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 硫辛酸乙酯帶入的能量硫辛酸乙酯P7 硫辛酸乙酯 硫辛酸乙酯Q（% 入% 基）P: KS雜質(zhì)帶入的能量雜質(zhì)P7 純化水 雜質(zhì)Q（% 入% 基）PKS氫氧化鈉帶入的能量氫氧化鈉P7 氫氧化鈉 氫氧化鈉Q（% 入% 基）P KS加入水帶入的能量純化水P7 純化水 純化水Q（% 入% 基）P KS該過程帶入的總能量:P所有物質(zhì)帶入能量的總和P: KS出料溫度?進料溫度P 各物料帶出的能量 出料溫度為水合硫化鈉帶出的能量水合硫化鈉P7 水合硫化鈉 水合硫化鈉Q（% 出% 基）PKS硫磺帶出的能量硫磺P7 硫磺 硫磺Q（% 出% 基）P::KS原料*帶出的能量原料*P7 原料* 原料*Q（% 出% 基）P: KS四丁基溴化銨帶出能量 四丁基溴化銨P7 四丁基溴化銨 四丁基溴化銨Q（% 出% 基）P: KS氯化鈉帶出的能量氯化鈉P7 氯化鈉 氯化鈉Q（% 出% 基）P KS純化水帶出的能量純化水P7 純化水 純化水Q（% 出% 基）P KS二硫化鈉帶出的能量二硫化鈉P7 二硫化鈉 二硫化鈉Q（% 出% 基）P: KS上一步乙醇帶出的能量 乙醇P7 乙醇 乙醇Q（% 出% 基）P: KS上一步雜質(zhì)帶出的能量雜質(zhì)P7 純化水 雜質(zhì)Q（% 出% 基）P: KS未反應的硫辛酸乙酯帶出能量硫辛酸乙酯P7硫辛酸乙酯硫辛酸乙酯Q（%出%基）P KS未反應的氫氧化鈉帶出能量氫氧化鈉P7 氫氧化鈉 氫氧化鈉Q（% 出% 基）P::KS生成的乙醇帶出的能量 乙醇P7 乙醇 乙醇Q（% 出% 基）P: KS硫辛酸鈉帶出的能量硫辛酸鈉P7 硫辛酸鈉 硫辛酸鈉Q（% 出% 基）P: KS該過程帶出的總能量P所有物質(zhì)帶出能量總和P: KS 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 U過程熱效應 # 2 H標準反應熱： KJH 2 # 該反應在下的反應熱： KJH :222 # 反應物產(chǎn)物 ）（）（ 實際反應熱： P x xmQ q q KJM 硫辛酸乙酯反應熱 硫辛酸乙酯而，P? :: :MP: KS使用乙二醇水溶液來加熱，進入溫度為 ，出料溫度為則乙二醇的循環(huán)總量： P( p QW C 出 進二、減壓濃縮過程的能量衡算該過程帶入的總能量 :P上一步帶出的總能量P : KS該過程帶出的總能量P:P: KS該過程只有乙醇相變化，則過程熱效應P乙醇汽化熱P:KS而，P? :: :MP ::KS使用乙二醇水溶液來加熱，進入溫度為 ，出料溫度為則乙二醇的循環(huán)總量：蒸汽用量： P:( p QW C 出 進: 冷凝器 該過程將乙醇氣體液化，物質(zhì)溫度不變，存在相變。乙醇帶入或帶出的熱 % % PPQ C 進 基四丁基溴化銨 四丁基溴化銨 四丁基溴化銨（ ） KJ 武漢工程大學凌云隊 化學原料藥多功能車間設(shè)計凌云隊 所以： : : :QQ -(Q+Q)=-20149.0