年产400吨四氟苯酸开环工段工艺设计
Q=92.1785*0.297*4.184*(25-95)=-8018.18kJ
产物硫酸钾的热能：Q=26.97*0.180*4.184*(25-95)=-1421.81kJ 产物水的热能：Q=0.279*4.180*(25-95)=-81.64kJ 换热器3提供的热能：10126.34kJ 表4-3
名称 氢氧化钾 硫酸 四氟邻苯二甲酰亚胺 四氟苯甲肽氨酸 硫酸钾 水 换热器3供能 合计 定压热容kcal/Kg.℃ 0.26 0.339 0.627 0.297 0.180 1.018 输入热量kJ -1321.93 -1508.16 -16817.88 10126.34 -9521.63 输出热量kJ -8018.18 -1421.81 -81.64 -9521.63
4）脱羧反应器的能量衡算 反应物四氟苯甲肽氨酸的热能：
Q=92.1785*0.297*4.184*(130-25)=12028.39kJ
反应物DMEA的热能：Q=26.2106*0.712*4.184*(130-25)=8198.55kJ 产物四氟苯甲酰胺的热能：
Q=76.844*0.658*4.184*(130-25)=22213.49kJ 产物甲酸二甲基氨基乙酯的热能： Q=37.993*0.467*4.184*(130-25)=7677.89kJ 换热器4提供的热能：9664.44kJ
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表4-4
名称 四氟苯甲肽氨酸 DMEA 四氟苯甲酰胺 甲酸二甲基氨基乙酯 换热器4供能 合计 定压热容kcal/Kg.℃ 0.297 0.712 0.658 0.467 输入热量kJ 12028.39 8198.55 9664.44 29891.38 输出热量kJ 22213.49 7677.89 29891.38
5）水解反应器的能量衡算 反应物四氟苯甲酰胺的热能：
Q=76.934*0.685*4.184*(25-130)=-23152.07kJ
反应物水的热能：Q=5.148*4.258*(25-130)=-2301.62kJ
产物四氟苯甲酸的热能：Q=54.374*0.697*4.184*(25-130)=-16649.65kJ 产物苯胺的热能：Q=26.066*0.741*4.184*(25-130)=-8485.42kJ 换热器5提供的热能：318.62kJ 表4-5
名称 四氟苯甲酰胺 水 四氟苯甲酸 苯胺 换热器5供能 合计 定压热容kcal/Kg.℃ 0.685 1.018 0.697 0.741 输入热量kJ -23152.07 -2301.62 318.62 -25135.07 输出热量kJ -16649.65 -8485.42 -25135.07
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第五章 设备的设计与选型
5.1 反应器的选型
5.1.1反应器概述及类型
反应器是代表了化工厂的心脏，反应器提供场所使物料通过化学反应转化成高质量的产品，同时它也维持着整个化工厂的正常运转，必须保证其在最优条件下高性能运转，因此反应器设计也是化工单元设备设计中的重要组成部分。
化学反应种类繁多，性质各异。化学反应器是化工生产的心脏部分，化学反应器的一个特点是具有相差甚远的构型和尺寸，如窑炉、锅炉、釜、塔、混合器、高炉、回转窑，甚至简单的管子。实现化学反应为其共同点，但特殊性的考虑十分重要。化学反应器的种类可从影响反应的几个最重要的方面大致区分。
1、 按反应物料的相态分类 2、 按反应器的结构形式分类 3、 按操作方式分类
化学反应器选型的依据是：1、反应的特征，主、副反应的生成途径，反应速率等。2、反应器的特征，反混大小，流动状态，界面大小，换热能力等。3、过程的要求，转化率和选择性，压降和能耗的限制等。
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5.1.2反应器的选择
此反应是2,3,4,5-四氯苯酸酐和苯胺在乙酸中反应生成四氯邻苯二甲酰亚胺。反应温度为105℃，四氯苯酸酐为固态，苯胺为液态，此反应为固液反应。可使用的反应器为釜式反应器与流化床。 （1）釜式反应器（反应釜）
一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单向反应过程和液液、气液、液固、气液固等多向反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。
操作方式 釜式反应器按操作方式可分为：①间歇釜式反应器,或称间歇釜（图1）。操作灵活，易于适应不同操作条件和产品品种，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产。间歇釜的缺点是：需有装料和卸料等辅助操作，产品质量也不易稳定。但有些反应过程，如一些发酵反应和聚合反应，实现连续生产尚有困难，至今还采用间歇釜。②连续釜式反应器,或称连续釜(图2)。可避免间歇釜的缺点，但搅拌作用会造成釜内流体的返混。在搅拌剧烈、液体粘度较低或平均停留时间较长的场合，釜内物料流型可视作全混流（见流动模型），反应釜相应地称作全混釜。在要求转化率高或有串联副反应的场合，釜式反应器中的返混现象是不利因素。此时可采用多釜串联反应器（图3）,以减小返混的不利影响，并可分釜控制反应条件。③半连续釜式反应器。指一种原料一次加入，另一种原料连续加入的反应器，
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其特性介于间歇釜和连续釜之。 （2）流化床反应器
流化床反应器是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程的反应器。在用于气固系统时，又称沸腾床反应器。流化床反应器的结构有两种形式：①有固体物料连续进料和出料装置，用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。例如催化裂化过程，催化剂在几分钟内即显著失活，须用上述装置不断予以分离后进行再生。②无固体物料连续进料和出料装置，用于固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一年）内，不发生明显变化的反应过程。
特点：①可以实现固体物料的连续输入和输出；②流体和颗粒的运动使床层具有良好的传热性能，床层内部温度均匀，而且易于控制，特别适用于强放热反应；③便于进行催化剂的连续再生和循环操作，适于催化剂失活速率高的过程的进行。
综上所述，以及考虑到反应器的应用特点，反应器的设计主要是根据工艺路线生产要求计算反应器的处理量，物料进口流量，停留时间等参数，并合理选择反应器各个部位的结构，尽量避免由于工程因素引起的反应器放大过程中出现的流动、受热不均匀性等因素，本工艺采用流化床反应器。
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