2024年3月23日发(作者：善佳美)
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
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
常操作控制提供依据。
2024年3月23日发(作者：善佳美)
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
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
常操作控制提供依据。