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1.4 本课题的研究目的和意义
本课题主要采用相转移催化法，以季铵盐A-1为相转移催化剂，K2CO3为碱，在105℃的条件下，丙二酸二乙酯和氯代正丁烷为原料合成丁基丙二酸二乙酯。本文在文献[6]和专利[7]提到的方法，通过科学合理的设计，实现此方法的工业化生产，即设计年产500吨丁基丙二酸二乙酯的反应釜。
反应釜即有物理或化学反应的不锈钢容器，根据不同的工艺条件需求进行容器的结构设计与参数配置，设计条件、过程、检验及制造、验收需依据相关技术标准，以实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的反应功能。压力容器必须遵循GB150{钢制压力容器}的标准，常压容器必须遵循NB/T47003.1-2009{钢制焊接常压容器}的标准。随之反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。不锈钢反应釜根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。
反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的设计。从开始的进料-反应-出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等）、反应物/产物浓度等重要参数进行严格的调控。
反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料。反应釜可采用SUS304、SUS316L等不锈钢材料制造。搅拌器有锚式、框式、桨式、涡轮式，刮板式，组合式，转动机构可采用摆线针轮减速机、无级变速减速机或变频调速等，可满足各种物料的特殊反应要求。密封装置可采用机械密封、填料密封等密封结构。加热、冷却可采用夹套、半管、盘管、米勒板等结构，加热方式有蒸汽、电加热、导热油，以满足耐酸、耐高温、耐磨损、抗腐蚀等不同工作环境的工艺需要。可根据用户工艺要求进行设计、制造。
本课题的目的是通过实验，得到合理的反应釜方案，然后通过物料计算能量计算等手段，设计其设备合理的参数。设计大批量生产线中某一设备，得到设备的合理尺寸参数，并对整个生产工艺进行规划，最后得到以丙二酸二乙酯合成丁基丙二酸二乙酯的简单工艺流程及设备。
2 反应过程衡算
2.1 物料衡算
2.1.1 每班生产能力的计算
根据设计任务，丁基丙二酸二乙酯的年生产能力为500吨/年，根据课题反应条件选择全间歇反应操作。
开工因子=生产装置每年开工时间/年总时间，为充分利用设备，开工因子应取得较大，接近1，但是又不可能等于1，因为还要考虑到设备的检修已经开停车等情况。开工因子一般取为0.8-0.9，全年365天，则年生产300-330天。因此除去季保养、月保养、修理、放假等总计65天。
则年工作日为：（365-65）天=300天