【年產(chǎn)1000噸苯甲酸丙酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)6900字（論文）】

年產(chǎn)1000噸苯甲酸丙酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-2"\h\u28383年產(chǎn)1000噸苯甲酸丙酯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 115518引言 3236321原料及產(chǎn)品介紹 3208291.1苯甲酸 3268751.1.1理化性質(zhì) 392791.1.2用途 4309281.2正丙醇（n-propanol） 44991.2.1理化性質(zhì) 4174621.2.2用途 5199301.3苯甲酸丙酯（propylbenzoate） 5172381.3.1結(jié)構(gòu)式 5247291.3.2理化性質(zhì) 5125091.3.3用途 693062生產(chǎn)方法的選用和流程設(shè)計(jì) 6183562.1苯甲酸丙酯生產(chǎn)工藝 692562.1.1傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝 6152222.2生產(chǎn)工藝流程框圖 6120313物料衡算及能量衡算 7106783.1反應(yīng)基準(zhǔn) 7298343.2物料規(guī)格及反應(yīng)參數(shù) 7292653.2.1物料規(guī)格 7288383.2.2反應(yīng)參數(shù) 859763.3物料衡算 8256323.3.1苯甲酸 824003.3.2正丙醇 8195313.3.3對甲苯磺酸 9110623.3.4進(jìn)料物中雜質(zhì)量 962413.3.5出料物中雜質(zhì)量 9287443.3.6物料衡算表 948123.4能量衡算 10213163.4.1熱量平衡式 10260523.4.2物料帶入設(shè)備的熱量Q1 1037683.4.3物料帶出設(shè)備的熱量Q4 1176633.4.4過程的熱效應(yīng) 1240313.4.5加熱劑與反應(yīng)系統(tǒng)交換的熱量 13253123.4.6設(shè)備所消耗的熱量及損失∑ 1369063.5熱量衡算表 1373354設(shè)備計(jì)算和選型 1377804.1工藝設(shè)備的選型原則 13140344.2反應(yīng)釜的材質(zhì) 13160724.3反應(yīng)釜中物質(zhì)的平均密度ρm的計(jì)算 14298434.4反應(yīng)釜的計(jì)算和選型 14260794.4.1確定筒體和封頭型式 1599524.4.4確定筒體高度 15323524.4.5確定夾套直徑 15237524.4.6確定夾套的高度 16137024.4.7人孔的選擇 16100764.5反應(yīng)釜各參數(shù)的確定 1655955投資估算和成本估算 1755845.1原料消耗量 17115915.1.1苯甲酸 17296425.1.2正丙醇 17165705.1.3對甲苯磺酸 172533038.1×2×250＝19050kg＝19.05t 17250555.2水、電的消耗量M 17292535.2.1水的消耗量M 1881305.2.2電能的消耗量E 18104205.3生產(chǎn)成本綜合表 1844295.4所得稅 19261425.5利潤 19125546環(huán)境保護(hù)措施 19216636.1環(huán)境保護(hù) 19316236.2安全措施 19137676.2.1苯甲酸丙酯 2036666.2.2正丙醇 20292506.2.3對甲苯磺酸 20131636.2.4苯甲酸 20184157結(jié)論 2026006參考文獻(xiàn) 214474附圖 2331736設(shè)備圖 2315343工藝流程圖 24摘要：苯甲酸丙酯作為一種較為常見的食用香精和防腐劑，國內(nèi)外市場對其依然有很大的需求。合成苯甲酸丙酯的催化劑，傳統(tǒng)上采用濃硫酸作為催化劑，易腐蝕設(shè)備并產(chǎn)生廢酸。本次工藝設(shè)計(jì)，選用對甲苯磺酸作為催化劑，還規(guī)范了生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備，盡可能貼近實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)。優(yōu)選生產(chǎn)工藝，進(jìn)行物料和能量衡算，確定設(shè)備選型，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，最后進(jìn)行環(huán)保和安全規(guī)劃。繪出工藝流程圖、設(shè)備圖。選用的這種強(qiáng)有機(jī)酸催化劑，希望未來可以大規(guī)模投入工業(yè)催化生產(chǎn)，為化工行業(yè)和其他行業(yè)創(chuàng)造更大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：苯甲酸丙酯；對甲苯磺酸；物料衡算；工藝設(shè)計(jì)引言苯甲酸丙酯香味獨(dú)特，是符合國家標(biāo)準(zhǔn)被允許使用的食品用香料香精，也是定香劑中的其中一種，還可用作防腐劑。由于全球經(jīng)濟(jì)持續(xù)的發(fā)展，國內(nèi)外市場對苯甲酸丙酯需求量變大，國內(nèi)外研究對苯甲酸丙酯的人卻不多，因此研究出成本低廉、純度高的生產(chǎn)工藝顯得尤為重要[1]。目前，采用非無機(jī)酸作為酯催化劑來進(jìn)行酯化反應(yīng)，劉承先采用一水硫酸氫鈉、楊水金采用TiSiW12O40/TiO2對催化合成苯甲酸丙酯進(jìn)行了研究[2,3]。而劉承先也采用對甲苯磺酸這一種強(qiáng)有機(jī)酸作為酯催化劑催化合成苯甲酸丙酯，精制得到的苯甲酸丙酯為無色透明液體，產(chǎn)品質(zhì)量好，酯化反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時間短，無廢酸排放[3]。綜合上述方法，本設(shè)計(jì)拋棄了傳統(tǒng)的采用濃硫酸做催化劑，考慮濃硫酸本身理化性質(zhì)，其對設(shè)備儀器以及周遭外部環(huán)境易造成危害。與濃硫酸相比較而言，對甲苯磺酸能夠提高苯甲酸丙酯的酯化率，同時不排放廢酸，環(huán)境危害小，發(fā)展的前景良好。1原料及產(chǎn)品介紹1.1苯甲酸1.1.1理化性質(zhì)苯甲酸又稱安息酸，分子式C7H6O2，分子量122.1214，常壓下，熔點(diǎn)122.13℃

，沸點(diǎn)249.2℃，無色無味片狀晶體[4]。有刺激性很強(qiáng)的蒸氣，被吸入后會引起強(qiáng)烈的咳嗽，溫度達(dá)到100℃時立馬會發(fā)生升華現(xiàn)象[5]。苯甲酸結(jié)構(gòu)式如下：圖1苯甲酸結(jié)構(gòu)式苯甲酸可發(fā)生苯環(huán)上的取代反應(yīng)和羧基上的相關(guān)反應(yīng)這兩大類化學(xué)反應(yīng)[6]。苯甲酸和脂肪酸有著相似的化學(xué)性質(zhì)，可以形成鹽、酯、酰鹵等，并且都不易被氧化。1.1.2用途苯甲酸及其衍生物在醫(yī)學(xué)方面常被當(dāng)做藥物使用，最常見的被用作降糖藥物，如瑞格列奈、那格列奈等[7]。對真菌、細(xì)菌、霉菌都有很好的抑制作用，因此可作為防腐劑。作為生產(chǎn)原料、定香劑、媒染劑、食用香精等，并且均符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[8]。1.2正丙醇（n-propanol）1.2.1理化性質(zhì)丙醇是一種有機(jī)物，化學(xué)式為C3H8O，分子量為60.095，常壓下，熔點(diǎn)－127℃，沸點(diǎn)97.2℃，閃點(diǎn)15℃，透明澄清液體，可燃。丙醇分為正丙醇和異丙醇[9]，本設(shè)計(jì)選擇正丙醇為原料。正丙醇結(jié)構(gòu)式如下：圖2正丙醇結(jié)構(gòu)式丙醇易燃易爆，能和氧化劑發(fā)生強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)。有醇的通性，可以發(fā)生取代反應(yīng)、消除反應(yīng)、脫氫和氧化反應(yīng)以及醚化反應(yīng)。屬低毒類，擁有和乙醇相似的生理作用，因此可以用于殺菌，殺菌能力是乙醇的三倍，但是毒性比乙醇更高。儲存時避開氧化劑，忌受熱和潮濕空氣，置于通風(fēng)涼爽處，存放丙醇的容器保持密封。1.2.2用途用作溶劑、分析試劑、清洗劑、制藥、油漆、食品添加劑、增塑劑、香料等。

1.3苯甲酸丙酯（propylbenzoate）1.3.1結(jié)構(gòu)式苯甲酸丙酯結(jié)構(gòu)式如下：圖3苯甲酸丙酯結(jié)構(gòu)式1.3.2理化性質(zhì)如下表所示：表1苯甲酸丙酯的理化性質(zhì)項(xiàng)目名稱性質(zhì)名稱苯甲酸丙酯，又稱安息香酸丙酯CAS號2315－68－6

分子式C10H12O2分子量164.20熔點(diǎn)－51℃沸點(diǎn)229.5℃/766mmHg(lit.)制備方法丙醇和苯甲酸作為原料，對甲苯磺酸作為催化劑，進(jìn)行酯化反應(yīng)制得儲存方式用鐵、軟鋼或鋁制容器置于陰涼通風(fēng)干燥、溫度低于30℃、無火源處貯存，與氧化劑、堿類等分開存放[10]外觀無色透明油狀液體1.3.3用途醫(yī)藥方面作為醫(yī)療器械的清洗消毒劑；生活方面還被用作食品香料、食品添加劑、飼料[11]，同時還是定香劑中的一種；工業(yè)上還可以用作油脂、樹脂等溶劑和有機(jī)合成中間體。2生產(chǎn)方法的選用和流程設(shè)計(jì)2.1苯甲酸丙酯生產(chǎn)工藝2.1.1傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝制備苯甲酸丙酯的傳統(tǒng)工藝是由苯甲酸甲酯和丙醇在丙醇鈉存在下進(jìn)行酯交換而成。由苯甲酰硫酸鹽和丙醇在90～95℃下共熱而成。精制方法：由于雜志中含有大量的游離的酸和醇等，故而用碳酸氫鈉或碳酸鈉溶液進(jìn)行洗滌達(dá)到精制的效果。精餾前需用無水碳酸鉀或硫酸鈉進(jìn)行干燥處理。傳統(tǒng)工業(yè)用濃硫酸作催化劑合成苯甲酸丙酯。濃硫酸是一種催化活性高、價錢便宜的催化劑，但濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，會對大部分設(shè)備產(chǎn)生影響，同時副產(chǎn)物多，難以回收，危害環(huán)境。合成路線概述：將苯甲酸：丙醇＝1:5的比例、一定量的對甲苯磺酸投至反應(yīng)釜中。加熱攪拌反應(yīng)4小時，反應(yīng)溫度控制在95~102℃，反應(yīng)結(jié)束后，通冷卻水冷卻，稍冷后用5%的NaHCO3中和、水洗滌，分液，蒸餾前需用無水硫酸鎂進(jìn)行干燥處理，收集前餾分，再收集195~205℃的餾分為產(chǎn)品。2.2生產(chǎn)工藝流程框圖本設(shè)計(jì)選用的生產(chǎn)工藝流程圖如下：水無水硫酸鎂廢水苯甲酸丙酯對甲苯磺酸正丙醇苯甲酸碳酸氫鈉反應(yīng)釜水洗罐冷凝器醇水分離器水無水硫酸鎂廢水苯甲酸丙酯對甲苯磺酸正丙醇苯甲酸碳酸氫鈉反應(yīng)釜水洗罐冷凝器醇水分離器正丙醇干燥蒸餾冷凝器分液圖4生產(chǎn)工藝流程框圖3物料衡算及能量衡算3.1反應(yīng)基準(zhǔn)年產(chǎn)1000t苯甲酸丙酯，每年生產(chǎn)250天每天的產(chǎn)量為：1000/250＝4t/d設(shè)計(jì)每批物料生產(chǎn)時間為6h，每天生產(chǎn)12h每天剛好分2批進(jìn)行生產(chǎn)，每批產(chǎn)量為：4/2＝2t3.2物料規(guī)格及反應(yīng)參數(shù)3.2.1物料規(guī)格綜合網(wǎng)絡(luò)上各廠家提供的化學(xué)品規(guī)格，選擇原料以及產(chǎn)物規(guī)格如下表：表2原料和產(chǎn)物規(guī)格物質(zhì)名稱規(guī)格苯甲酸99%正丙醇99%對甲苯磺酸98%碳酸氫鈉98%無水硫酸鎂98%苯甲酸丙酯95%3.2.2反應(yīng)參數(shù)反應(yīng)參數(shù)如下表所示：表3反應(yīng)各參數(shù)酸醇比反應(yīng)溫度蒸餾溫度催化劑用量苯甲酸轉(zhuǎn)化率x苯甲酸選擇性Φ苯甲酸丙酯收率η1:595~102℃195~205℃占苯甲酸質(zhì)量2.1%92%89.1%84.8%3.3物料衡算3.3.1苯甲酸每批產(chǎn)物的物質(zhì)的量為：2×106×95.0%/148.23＝12818mol由化工原理書得[12]：S＝np/(nAin－nAout)×100%89.1%＝12818/(nAin－nAout)×100%實(shí)際耗量：nAin－nAout＝14386mol14386×122.12×10-3＝1756.8KgxA＝(nAin－nAout)/nAin×100%92%＝14386/nAin×100%nAin＝15637mol進(jìn)料量：15637×122.12/99%×10-3＝1928.9kg出料量：(15637－14386)×122.12×10-3＝152.8K3.3.2正丙醇進(jìn)料酸醇比：1:5進(jìn)料量:15637×5×60.10/99%×10-3＝4746.4kg實(shí)際耗量：60.10×(1928.9－152.8)/122.12＝874.1kg出料量：4746.4－874.1＝3872.3kg3.3.3對甲苯磺酸已知對催化劑用量占苯甲酸質(zhì)量2.1%進(jìn)料量：(1928.9－152.8)×2.1%/98%＝38.1kg出料量：38.1kg3.3.4進(jìn)料物中雜質(zhì)量1928.9×(1－99%)＋4746.4×(1－99%)＋38.1×(1－98%)＝67.5kg3.3.5出料物中雜質(zhì)量1928.9＋4746.4－152.8－3837.3–2×103＝685.2kg水的質(zhì)量：874.1×18/60.10＝261.8kg3.3.6物料衡算表上述物料衡算結(jié)果可列為表，如下表所示：表4物料衡算進(jìn)料出料名稱質(zhì)量（kg）名稱質(zhì)量（kg）苯甲酸1928.9苯甲酸152.8正丙醇4746.4正丙醇3837.3對甲苯磺酸38.1對甲苯磺酸38.1——————苯甲酸丙酯2000——————雜質(zhì)量685.2總計(jì)6713.4總計(jì)6713.43.4能量衡算3.4.1熱量平衡式由物理化學(xué)書知[13]：Q進(jìn)=Q出Q1＋Q2＋Q3＝Q4＋Q5＋Q6其中Q進(jìn)＝Q1－－物料帶入設(shè)備的熱量，kJQ2－－加熱劑（冷卻劑）與系統(tǒng)交換的熱量，kJQ3－－過程的熱效應(yīng)，kJQ出＝Q4－－物料帶走的熱量，kJQ5－－各部件消耗的熱量，kJQ6－－設(shè)備散失的熱量，kJ假設(shè)設(shè)備所消耗的熱量及損失占加熱劑與系統(tǒng)交換熱量的15％。3.4.2物料帶入設(shè)備的熱量Q1設(shè)進(jìn)料溫度為25℃，蒸餾終止出料溫度為（195＋205）÷2＝200℃25℃（298.15K）時，各物質(zhì)對應(yīng)的定壓比熱容CP：表5比熱容kJ/(kg·K)名稱25℃時的Cp正丙醇2.393對甲苯磺酸1.850苯甲酸:CP＝91.93J/(mol·K)Q1＝∑G·CP·T其中G－－加入物料的質(zhì)，kgCP－－比熱容，kJ/(kg·K)T－－物料的溫度，K正丙醇帶入設(shè)備的熱量：Q＝G·CP·T＝4746.4×2.393×298.15＝3386428.01kJ對甲苯磺酸帶入設(shè)備的熱量：Q＝G·CP·T＝38.1×1.850×298.15＝21015.10kJ苯甲酸帶入設(shè)備的熱量：Q＝G·CP·T＝1928.9×191.93×298.15/122.12＝903858.81kJ物料帶入設(shè)備的總熱量Q1：Q1＝3386428.01＋21015.10＋903858.81＝4311301.92kJ3.4.3物料帶出設(shè)備的熱量Q4200℃（473.15K）時，各物質(zhì)比熱容CP：表6比熱容kJ/（kg·K）名稱200℃時的Cp正丙醇3.609對甲苯磺酸2.200苯甲酸丙酯2.841水4.291苯甲酸:CP＝238.3J/(mol·K)Q4＝∑G·CP·T式中G－－加入物料的質(zhì)量，kgCP－－比熱容，kJ/（kg·K）T－－物料的溫度，K未轉(zhuǎn)化正丙醇帶出設(shè)備熱量：Q＝G·CP·T＝3837.3×3.609×473.15＝6552567.15kJ未轉(zhuǎn)化對甲苯磺酸帶出設(shè)備熱量：Q＝G·CP·T＝38.1×2.200×473.15＝39659.43kJ苯甲酸帶出設(shè)備熱量：Q＝G·CP·T＝152.8×238.3×473.15/122.12＝141078kJ苯甲酸丙酯帶出設(shè)備熱量：Q＝G·CP·T＝2000×2.841×473.15＝2688438.3kJ水帶出設(shè)備熱量：Q＝G·CP·T＝261.8×4.291×473.15＝531539kJ物料帶出設(shè)備的總熱量Q4：Q4＝6552567.15＋39659.43＋141078＋2688438.3＋531539＝9953281.88kJ3.4.4過程的熱效應(yīng)丙醇：qc＝2025kJ/mol水：qc＝218.14kJ/mol卡拉奇法估算燃燒熱：qc＝109.07n＋∑(K△)n－－化合物燃燒時的電子轉(zhuǎn)移數(shù)，其值n＝燃燒原子數(shù)×2△－－取代基和鍵的校正值K－－分子中同樣取代基的數(shù)目苯甲酸：qc＝109.07n＋∑(K△)＝109.07×30＋1×54.4＝3326.50kJ/mol苯甲酸丙酯：qc＝109.07n＋∑(K△)＝109.07×52＋1×69.1＝5740.74kJ/mol過程熱效應(yīng)為：Qr＝∑qc(反)－∑qc(產(chǎn))＝2025＋3326.50－(5740.74＋218.14)＝－607.38kJ/mol反應(yīng)吸熱量為：Q3＝nQr＝－607.38×(122.12×4000×0.95×0.92)/(148.23×0.82×122.12)＝－17469.56kJ/mol3.4.5加熱劑與反應(yīng)系統(tǒng)交換的熱量Q1＋Q2＋Q3＝Q4＋Q5＋Q6已知：Q5＋Q6＝15%Q285%Q2＝Q4－Q3－Q1＝9953281.88＋17469.56－4311301.92＝5659449.52KJQ2＝6658175.91kJ3.4.6設(shè)備所消耗的熱量及損失∑∑＝Q5＋Q6＝15%Q2＝15%×6658175.91＝998726.39kJ3.5熱量衡算表上述熱量衡算結(jié)果可列為表，如下表所示：表7熱量衡算衡算對象熱量kJ總計(jì)kJ進(jìn)料Q14311301.9210952008.27Q26658175.91Q3－17469.56出料Q49953281.8810952008.27Q5998726.39Q64設(shè)備計(jì)算和選型4.1工藝設(shè)備的選型原則符合本部門的生產(chǎn)加工工藝以及質(zhì)量規(guī)范，設(shè)備要符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。在滿足生產(chǎn)需要的前提下，選用技術(shù)成熟的工藝設(shè)備，以利提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長其技術(shù)壽命。4.2反應(yīng)釜的材質(zhì)搪瓷玻璃反應(yīng)釜對很多介質(zhì)具有良好的抗腐蝕性，本設(shè)計(jì)選用搪玻璃反應(yīng)釜。4.3反應(yīng)釜中物質(zhì)的平均密度ρm的計(jì)算1/ρm＝∑αi/ρi其中αi——物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ρi——物料的密度di＝mi/Mmi——物料的質(zhì)量M——總物料量已知：表8原料相關(guān)參數(shù)物質(zhì)名稱正丙醇對甲苯磺酸苯甲酸質(zhì)量kg4746.4138.11928.9密度g/cm30.80361.341.2659M＝m1＋m2＋m3＝4746.41＋38.1＋1928.9＝6713.41kg1/ρm＝∑αi/ρi＝4746.41/(6713.41×0.8036)＋38.1/(6713.41×1.34)＋1928.9/(6713.41×1.2659)＝1.1110cm3/gρm＝1/1.1110＝0.9001g/cm34.3.1反應(yīng)物總體積V＝M/ρm＝6713.41/0.9001＝7458.52L4.4反應(yīng)釜的計(jì)算和選型4.4.1確定筒體和封頭型式選擇圓柱形筒體和橢圓形封頭。4.4.2反應(yīng)釜材質(zhì)搪玻璃反應(yīng)釜對許多介質(zhì)都有很好的抗腐蝕性，本設(shè)計(jì)選擇反應(yīng)釜材質(zhì)為搪玻璃。4.4.3確定筒體和封頭尺寸參數(shù)反應(yīng)物料為液—固相類型，有平穩(wěn)的反應(yīng)過程，故取裝料系數(shù)η＝0.8。反應(yīng)物總體積7458.52L，反應(yīng)釜所需容積為：7458.52/0.8＝9323.2L，選擇容積10000L的反應(yīng)釜。取H/Di＝1.2筒體直徑：Di＝[4V/(Л×H/Di)]1/3＝[4×10/(3.14×1.2)]1/3＝2.197m圓整至公稱直徑標(biāo)準(zhǔn)取Di＝2200mm。夾套和筒體的連接焊接成封閉結(jié)構(gòu)。封頭內(nèi)徑取2200mm，其曲面高度由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭表查得h1＝550mm，直邊高度h2，查表可取25mm，封頭厚度為8mm。4.4.4確定筒體高度已知Di＝2200mm，h2＝25mm，Vh＝1.4889m3，V1＝3.316m3/m筒體高：H＝(V–Vh)/V1＝(10－1.4889)/3.316＝2.567m取整H＝2.6m，則H/Di＝2.6/2.2＝確定夾套直徑由于筒體直徑為2200mm，故夾套直徑Di′＝Di＋200＝2200＋200＝2400mm。4.4.6確定夾套的高度夾套高度：Hi＝(ηV－Vh)/V1＝(0.8×10－1.4889)/3.316＝1.96m取整Hi＝2000mm，夾套材料選用碳素結(jié)構(gòu)鋼。4.4.7人孔的選擇由上述一系列計(jì)算可知，該反應(yīng)釜公稱容積為10000L，則需設(shè)有人孔，可選取人孔尺寸Φ＝500mm。4.4.8軸密封方式機(jī)械密封摩擦功率僅為填料密封的10%～50%。在油、水類介質(zhì)中的使用壽命長一般可達(dá)1～2年或更長時間，即使是在化工介質(zhì)中通常也能達(dá)半年以上。密封在長周期的運(yùn)行中密封狀態(tài)很可靠，泄漏率很小，其泄漏量一般僅為填料密封的1/100。本設(shè)計(jì)反應(yīng)釜選擇機(jī)械密封。4.5反應(yīng)釜各參數(shù)的確定根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況以及上述計(jì)算結(jié)果，選用型號F-10000L的搪玻璃反應(yīng)釜的技術(shù)參數(shù)如下：表9F-10000L搪玻璃反應(yīng)罐工作參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)公稱容積10000L實(shí)際容積11670L筒體直徑2200mm夾套直徑2400mm筒體高度2600mm夾套壓力0.6Mpa設(shè)計(jì)溫度95－102℃?zhèn)鲃友b置DZ減速機(jī)11kW立式擺線攪拌方式及轉(zhuǎn)速葉輪式攪拌130r/min換熱面積21.35m2軸密封方式機(jī)械密封5投資估算和成本估算5.1原料消耗量5.1.1苯甲酸苯甲酸單價：7000元/t年耗量：(1928.9－152.8)×2×250＝888050kg＝888.05t年耗費(fèi)用：888.05×7000＝621.635萬元5.1.2正丙醇正丙醇單價：5000元/t年耗量：(4746.4－3837.3)×2×250＝454550Kg＝454.55t年耗費(fèi)用:454.55×5000＝227.275萬元5.1.3對甲苯磺酸對甲苯磺酸單價：6000元/t年耗量：38.1×2×250＝19050kg＝19.05t年耗費(fèi)用：19.05×6000＝11.43萬元5.2水、電的消耗量MM＝Q2/[C(Tk－Th)]其中Q2——加熱劑與系統(tǒng)交換的熱量；kJC——加熱劑的比熱；kJ/(kg·K)Tk——加熱劑的最終溫度；KTh——加熱劑的最初溫度；K已知：Q2＝6658175.91kJC水＝4.186KJ/(kg·K)(25℃)Tk＝473.15KTh＝298.15K5.2.1水的消耗量M單批消耗量：M＝6658175.91/[4.186×(473.15－298.15)]＝9089.04kg年消耗量：9089.04×2×250＝4544520kg＝4544.52t經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：水單價：4.1元/t年消耗費(fèi)用：4544.52×4.1＝1.86萬元5.2.2電能的消耗量EE＝Q2/(3600ηE)ηE——電熱裝置的效率取ηE＝0.80單批消耗量：E＝6658175.91/(3600×0.80)＝2311.87kW/h年消耗量：E＝2311.87×2×250＝1155935kW/h經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：電費(fèi)單價：0.725元/kW/h電費(fèi)：1155935×0.725＝83.81萬元5.3生產(chǎn)成本綜合表綜合上述計(jì)算過程，總結(jié)如下表：表10生產(chǎn)成本一覽表序號名稱年消耗量年耗費(fèi)/萬元1苯甲酸888.05t621.6352正丙醇454.55t227.2753對甲苯磺酸19.05t11.434水費(fèi)4544.52t1.865電費(fèi)1155935kW/h83.81合計(jì)946.015.4所得稅所得稅，所得稅稅率按20%計(jì)算苯甲酸丙酯售價：12000元/t銷售收入：1000×12000＝1200萬元銷售成本：946.01萬元應(yīng)納稅所得額：1200－946.01＝253.99萬元所得稅：253.99×20％＝50.798萬元5.5利潤全年利潤＝253.99－50.798＝203.192萬元6環(huán)境保護(hù)措施6.1環(huán)境保護(hù)6.1.1“三廢”的來源工業(yè)廢水主要來源于水洗過程中產(chǎn)生的廢水和反應(yīng)生成的廢液；其中的固體廢棄物是催化劑對甲苯磺酸。6.1.2治理過程根據(jù)各物質(zhì)的性質(zhì)，制定了以下治理方法：一、回收對甲苯磺酸時，對反應(yīng)混合液采用常壓蒸餾的方法，達(dá)到催化劑循環(huán)使用的作用；二、將廢液和固體進(jìn)行過濾分離。廢液統(tǒng)一放入規(guī)定的廢液桶，進(jìn)行分類處理；過濾后的原料進(jìn)行回收利用[14]。6.2安全措施6.2.1苯甲酸丙酯儲藏器密封于陰涼干燥的地方，與氧化劑、酸類、食用化學(xué)品分開存放。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。若發(fā)生火災(zāi)，滅火劑可選用抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳、霧狀水、砂土等。6.2.2正丙醇發(fā)生火災(zāi)時，和苯甲酸丙酯選用一樣的滅火劑。盡可能將容器從火場移至空曠處。噴水保持火場容器冷卻，直至滅火結(jié)束。處在火場中的容器若已變色或從安全泄壓裝置中產(chǎn)生聲音，必須馬上撤離。6.2.3對甲苯磺酸對甲苯磺酸無意間接觸到眼睛時，迅速翻開眼瞼，用流動清水或生理鹽水徹底沖洗。嚴(yán)重時第一時間就醫(yī)。被吸入時，及早撤離現(xiàn)場，擤鼻子，清理呼吸道，嚴(yán)重時第一時間就醫(yī)。誤食時，誤食者漱口，飲牛奶或蛋清，催吐，就醫(yī)。6.2.4苯甲酸苯甲酸發(fā)生泄漏時，應(yīng)急處理人員需要采取一定的防護(hù)措施，戴防護(hù)口罩以及橡膠手套等一系列勞保用品，疏散不相關(guān)人員。隔離泄漏區(qū)，限制進(jìn)出，切斷火源。嚴(yán)禁直接用手接觸破裂的容器和泄漏物，用干凈的鏟子將泄漏物收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中，將容器移至高泄露區(qū)[15]。7結(jié)論苯甲酸丙酯作為一種較為常見的食用香精和防腐劑，國內(nèi)外市場對其依然有很大的需求。因此低成本、量大質(zhì)優(yōu)生產(chǎn)苯甲酸丙酯的工藝變得尤為重要。本設(shè)計(jì)開始之前，對相關(guān)資料文獻(xiàn)進(jìn)行了閱讀，并對其研究成果進(jìn)行分析，為了保證本設(shè)計(jì)具有可行性。最終經(jīng)過前期一系列假設(shè)以及初步估算選出了較環(huán)保高效的以對甲苯磺酸作為催化劑進(jìn)