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课程设计--酯化法生产柠檬酸三丁酯的工艺设计--第1页

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南京工业大学

化学化工学院

《化工过程与工艺设计》

设计题目酯化法生产柠檬酸三丁酯的工艺设计

学生姓名庄永祥班级、学号J1001100633

指导教师姓名周浩力

设计时间2013年6月27日--2013年7月5日

课程设计成绩：

（五级分制）

设计说明书、计算书及设计图纸质量，70%

独立工作能力、综合能力及设计过程表现，20%

设计答辩及回答问题情况，10%

设计最终成绩（百分制）

指导教师签字

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前言

在塑料制品大行其道的今天，塑化剂超标风险可谓无处不在。塑化剂或称增

塑剂，是一种增加材料柔软性或是使材料液化的添加剂，种类多达百余种。近年

来,随着食品、药品等工业的发展,人们在对增塑剂的需求与日俱增同时,对增塑

剂的卫生也越来越关心。目前,工业上常用的增塑剂是邻苯二甲酸酯类,但已有

大量研究发现,此类增塑剂有可能致癌,许多国家已严格控制其在食品包装材

料、医疗器械及儿童玩具等产品中的使用。研究开发新型、绿色增塑剂已经成

为当务之急。柠檬酸三丁酯就是一种新型的良好的无毒增塑剂,因其具有相溶性

好、增塑效率高、不易挥发、无毒、无气味、耐寒性强等特点而倍受关注。因此，

近年来,柠檬酸三丁酯的合成研究较为活跃。

本设计针对目前国内生产及供需现状，对年产800吨无毒增塑剂柠檬酸三丁

酯项目进行工艺设计。设计中，参考同类工业生产的工艺现状，将生产过程分为

酯化、脱醇，水洗及分离，干燥，脱色和过滤等5个操作单元。通过进行物料衡

算，确定每个操作单元进出物料量，并由此确定消耗定额，同时为热量衡算、设

备选择、平面布置设计、管道设计、设备投资奠定基础。对该工艺中所涉及到的

各换热过程如酯化等操作单元的加热釜、冷凝器等设备均进行热量衡算，确定各

换热器的传热面积、加热过程所用加热蒸气量和最大加热蒸气量、冷却过程冷却

水消耗量和最大消耗量，为各换热设备的选择和公用工程中涉及到的加热蒸气、

冷却水的供应提供了依据。也为设备平面布置设计、管道设计和经济核算提供必

要的数据。

结合对各个单元所进行的物料衡算和热量衡算，根据各操作单元所涉及的物

料性质，对该工艺中所涉及到的设备进行了选择，其中的定型设备根据《化工工

艺设计手册》进行选择，非定型设备如蒸馏塔则根据进入蒸馏物料量进行必要计

算，确定各塔所需理论板数，根据所选填料特性确定所需填料层高度，最终确定

各设备的材质和规格。各个设备的选择为平面布置设计、管道布置设计及经济核

算提供更为充分的依据。对该工艺中所涉及的酯化反应和乙酰化反应及脱醇、脱

酸、干燥等精馏过程，根据各操作设备的温度和压力，在综合考虑经济因素和操

作因素的基础上，对所用的温度和压力测量仪表进行选型，为整个生产工艺的正