化工工艺学课程设计--牛磺酸加成反应器的设计

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1、-14-化工与药学院化工工艺学课程设计设计题目：牛磺酸加成反应器的设计专业：化学工程与工艺学号：2008402010141学生姓名：汉维娟指导教师：郭孝天2011年12月27日-14-目录第一章设计任务综述-2-1.1设计题目：-2-1.2、设计任务及操作条件-2-第二章综述-3-第三章物料衡算-4-3.1物料衡算的意义-4-3．2物料衡算的计算依据-4-3.3设计计算过程-5-3.4反应器的工艺确定-6-第四章能量衡算-7-4.1物料衡算的意义-7-4.2热量衡算方程式-7-4.3热量衡算的计算过程-8-4.3.1和的计算-

2、8-4.3.2的计算-8-4.3.3传热面积的计算-9-第五章反应器的设计-9-5.1反应器筒体和夹套-9-5.2反应釜的底和盖-10-5.3搅拌装置-11-5.4人孔（或手孔）-11-5.5连管、加料管和压料管-11-5.6法兰-12-5.7反应釜支架-12-设计小结-12-参考文献-13--14-第一章设计任务综述1.1设计题目：牛磺酸加成反应器的设计1.2、设计任务及操作条件1、设计任务：环氧乙烷处理能力（进料量）：41000吨／年生产时间：8000小时／年2、操作条件控制反应温度70～75℃反应压力≤0.1MPa反应器

3、出口pH值≥11.0反应停留时间0.5小时填料系数为0.85基准温度为25℃物料流量取单位时间（1h）的流量3、物料的物性参数物料分子量密度熔点燃烧热纯度（工业一级）%环氧乙烷44.051.48-112.21262.898.0亚硫酸氢钠104.060.87150.00羟乙基磺酸钠148.11——191——98.01.3、设计内容：1、物料衡算，确定反应器的体积类型，样式及其各种参数。2、热量衡算，确定反应器是否需要传热以及传热的方式等。3、反应器的辅助设计4、画出反应器的设计图-14-第二章综述牛磺酸(taurine)，因最初

4、来自牛的胆汁，故又得名牛胆酸、牛胆素，化学名称：2～氨基乙磺酸，呈白色结晶或粉末状，无毒、无臭，微酸味，溶于水，不溶于乙醇、乙醚或丙酮；熔点：328～329(分解)；分子式：；结构式：,分子量：125.14,CAS:[107-35-_7]。牛磺酸是一种结构简单的含硫氨基酸，它以游离形式大量存在于人和动物的几乎所有脏器中，其中以脑、心脏及肌肉中含量最高，是人和动物的重要营养物质，具有特殊的药理作用和生理功能，可消炎、镇痛、解热、抗惊厥、降血压、降血糖、维持正常机能、调节神经传导、调节脂类消化与吸收，并能参与内分泌活动，增强脏收缩

5、能力，提高人体免疫力等。牛磺酸可以体内合成，但婴幼儿时期因牛磺酸合成所需CSAD活性较低，合成量不能满足需要，必须通过食物或药物来加以补充，为此美国、日本等发达国家早已规定在全部婴幼JD-％制品中添加牛磺酸，一些保健饮品中也要适量添加牛磺酸。鉴于牛磺酸在医药和保健中的重要作用，单靠从生物体内提取牛磺酸已远远不能满足需求，所以上世纪50．年代国外便开始了人工合成牛磺酸的研究。70年代中期，国外相继推出多种化学合成牛磺酸的方法。合成法较之天然提取牛磺酸具有产量大，成本低等优点，为牛磺酸的广泛应用奠定了物质基础。目前，美、日等发达国

6、家牛磺酸的销量很大，已超过上万吨／年，其中90％以上用作食品添加剂，饮料行业中的消费量也呈上升趋势，逐渐成为大众化产品。而我国上世纪80年代初才开始研制并小批量生产，虽然1990年牛磺酸获准用于食品添加剂，但国内销量一直不大，主要用于出口。随着牛磺酸应用范围的不断扩大及国内外需求量的增加，近年来国内对牛磺酸合成工艺路线研究较为活跃，在借鉴国外技术的基础上，经不断探索、改进，小试收率指标已接近世界先进水平，但工业化生产水平却始终徘徊在52—62％之间，有的企业生产水平甚至更低，导致成本高，效益低，严重制约了牛磺酸的生产和发展。为

7、此，相关企业和科研人员有必要对以往的合成工艺路线进行归纳，比较和分析，达到相互借鉴，进一步改进和完善牛磺酸合成工艺的目的。国内外尝试过的合成方法达l0种之多，根据所用原料的不同可归纳为五条合成工艺路线，具体如下：(1)乙醇胺法：用乙醇胺为原料，通过与酸反应或脱水环合，再与亚硫酸盐经磺化反应制得牛磺酸。(细分为：酯化法、卤化法、乙撑亚胺法)(2)二氯乙烷法：用二氯乙烷为原料，与无水亚硫酸钠磺化，制得2一氯乙磺酸钠，在加热加压条件下与氨反应得2—氨基乙磺酸钠，再经盐酸酸化得牛磺酸(3)环氧乙烷法：用环氧乙烷为原料，先与亚硫酸氢钠开

8、环加成反应制得2一羟基乙磺酸钠，然后在加压加热条件下与氨反应，制得2一氨基乙磺酸钠，再用盐酸酸化得牛磺酸-14-(4)乙烯基烷基酰胺法：用乙烯基烷基酰胺为原料，与亚硫酸氢钠进行磺化反应后,再经水解得牛磺酸。(5)二烷基噻唑法：将2，2一二甲基噻唑烷用过氧化氢氧化制得牛磺酸。环