【正文】 年產(chǎn)量1萬(wàn)噸H酸還原、堿溶及酸析的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)作 者 姓 名 專 業(yè) 指導(dǎo)教師姓名 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 目 錄摘 要………………………………………………………………1ABSTRACT ………………………………………………………1第一章 總論…………………………………………………2 概述 ………………………………………………………………2 文獻(xiàn)綜述 …………………………………………………………3 設(shè)計(jì)任務(wù)的依據(jù)………………………………………………4 設(shè)計(jì)的原料來(lái)源及規(guī)格…………………………………………… 4第二章 生產(chǎn)流程的確定……………………………………5 老工藝流程 ………………………………………………………5 新工藝流程………………………………………………………5第三章 生產(chǎn)流程簡(jiǎn)介 ……………………………………7第四章 物料衡算 …………………………………………9 計(jì)算條件 ………………………………………………………9 各工序的物料衡算………………………………………………10第五章 熱量衡算 …………………………………………13 能量總述…………………………………………………………13 各工序的能量衡算………………………………………………13第六章 設(shè)備選型 …………………………………………17 堿溶設(shè)備釜體設(shè)計(jì) ……………………………………………17 堿溶反應(yīng)釜的零部件設(shè)計(jì)……………………………………19 酸析設(shè)備釜體設(shè)計(jì)……………………………………………21 酸析反應(yīng)釜的零部件設(shè)計(jì)………………………………………23 粉碎設(shè)備…………………………………………………26 干燥設(shè)備…………………………………………………26 第七章 環(huán)境保護(hù)和安全措施 ……………………………28 化工環(huán)保部分 ……………………………………………………28 化工安全部分……………………………………………………28第八章 經(jīng)濟(jì)分析與投料概算……………………………… 30 綜合概算…………………………………………………………30 經(jīng)濟(jì)分析…………………………………………………………30 第九章設(shè)計(jì)體會(huì)和收獲………………………………32參考文獻(xiàn) …………………………………………………………33致 謝 ……………………………………………………………34山東輕工業(yè)學(xué)院2008屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要H酸是一種十分重要的染料中間體，化學(xué)名稱為1萘胺8羥基3，6二磺酸，主要用于生產(chǎn)直接、酸性、活性染料及偶氮染料，也用于制藥工業(yè)等。目前，我國(guó)H酸生產(chǎn)總量居世界第一位。由于其生產(chǎn)工藝流程步驟多，工藝繁雜，造成收率低，而且還存在嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)新的H酸生產(chǎn)工藝不僅能解決環(huán)保問(wèn)題，還能帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益。 本設(shè)計(jì)主要對(duì)H酸的物理化學(xué)性質(zhì)、生產(chǎn)原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，并對(duì)工藝流程進(jìn)行了詳細(xì)敘述。然后通過(guò)對(duì)確定后的工藝流程過(guò)程作了詳細(xì)的物料衡算和熱量衡算。通過(guò)對(duì)物料衡算和熱量衡算的結(jié)果，主要對(duì)釜體的筒體和封頭形式、主要零部件的選擇等作了詳細(xì)的計(jì)算，確定出工藝生產(chǎn)中所用的設(shè)備。然后寫出了設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，畫出了施工流程圖、車間平面布置圖、設(shè)備平面立面布置圖和主要設(shè)備的裝配圖。最后估算生產(chǎn)成本及預(yù)期收到的效益，還對(duì)車間人員進(jìn)行簡(jiǎn)單的編制和三廢處理及環(huán)保措施提出了一些建議。關(guān)鍵詞：H酸 ；衡算；生產(chǎn)工藝流程；設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) ABSTRACTH acid is a very important dye intermediates. The chemical name of it is 1amino8naphthol 3,6disulfonic acid. Mainly used in the production of direct, acid, reactive and azo dyes, but also for the pharmaceutical industry. At present, China39。s Hacid production volume ranking first in the world. Because of its production process steps, plicated process, resulting in low yield, but also has serious environmental problems. Therefore, the development of new Hacid production process can not only solve the environmental problems, but also bring greater economic main design of the Hacid physical and chemical properties, production principle of a simple, and the process was described in then through the process of determining the course of a detailed accounting of materials and energy balance. Through the material balance and heat to account for the results, the main body of the reactor and the cylinder head of the main ponents such as the choice made detailed calculations to determine the technology used in the production of write the design of brochures, to draw a flow chart of the construction, layout plans workshops, equipment plane elevation layout of major equipment and the assembly. Finally estimate the cost of production and expected to receive the benefits, but also simple to shop staff in the preparation and put forward some proposals to waste treatment and environmental protection measuresKey words：H acid。 balance。 production process。 Design Manual第一章 總論 概述近幾年來(lái)，我國(guó)染料行業(yè)的生產(chǎn)快速發(fā)展，市場(chǎng)供銷旺盛，國(guó)內(nèi)的需求量不斷增加，對(duì)外出口量也有一定程度的增長(zhǎng)，效益有所提高，特別是我國(guó)加入世貿(mào)組織后，為我國(guó)染料工業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇，相關(guān)染料企業(yè)也抓住了機(jī)遇，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)變化，使我國(guó)的染料工業(yè)實(shí)現(xiàn)了快速的發(fā)展。我國(guó)染料的應(yīng)用擁有非常廣泛的歷史，古代采用天然物質(zhì)作為染料，自石油工業(yè)發(fā)展以后，從副產(chǎn)品煤焦油中分離出苯、萘、蒽等芳烴化合物，為合成染料提供了原料，在這些芳烴化合物中，以萘合成染料原料應(yīng)用最為廣泛。染料工業(yè)曾經(jīng)是芳香族精細(xì)化工的重要部門，對(duì)有機(jī)合成化學(xué)技術(shù)的進(jìn)步作出過(guò)很大的貢獻(xiàn)，它是一類與人們生活密切相關(guān)的精細(xì)化工產(chǎn)品，品種多、產(chǎn)量小、生產(chǎn)工藝長(zhǎng)、技術(shù)難度大、壟斷性強(qiáng)，附加價(jià)值高的產(chǎn)品。主要應(yīng)用于纖維工業(yè)，在非纖維領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)發(fā)也比較活躍。有機(jī)溶劑染料也在逐漸增長(zhǎng)，復(fù)寫紙用、記錄紙用、文具墨水用染料增長(zhǎng)較快，而且正向彩色液晶、激光色素等電子工業(yè)用方面發(fā)展。[1]隨著合成纖維的發(fā)展，不同類別的染料增長(zhǎng)速度相差較大，從產(chǎn)值上看，以分散染料、活性染料、還原染料、直接染料、陽(yáng)離子染料等的產(chǎn)值較大，其中分散染料約占三分之一。從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，產(chǎn)量最多的是偶氮染料，其次是蒽醌染料。目前，高檔的有機(jī)染料市場(chǎng)一直壟斷在技術(shù)力量雄厚的歐美幾大跨國(guó)公司手中，而國(guó)內(nèi)高檔染料全部依賴進(jìn)口，因此，H酸作為萘合成染料原料的物質(zhì)之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著重要的作用。 H酸的性能 H酸單鈉鹽（H acid monosodium salt）又稱1氨基8萘酚3，6二磺酸單鈉鹽（1Amino8naphthol3,6disulfonic acid monosodium salt）、8氨基1萘酚3，6二磺酸單鈉鹽。分子式 C10H8NNaO7S2,。結(jié)構(gòu)式為：它是白色或灰白色針狀結(jié)晶體。難溶于冷水，易溶于熱水，不溶于醇和醚，能溶于堿溶液，能溶于碳酸鈉溶液中，微溶于乙醇和乙醚。與三氯化鐵作用呈棕紅色，酸性鹽帶蘭紅色熒光，加堿后變?yōu)榧t紫色，溶于堿性溶液呈深綠色。稀釋的H酸單鈉鹽會(huì)呈現(xiàn)蘭紅色螢光。它與亞硝酸反應(yīng)生成黃色結(jié)晶狀重氮化合物，與三氯化鐵作用呈棕紅色，溶于碳酸鈉溶液時(shí)呈紅紫色，在鹽溶液中呈暗綠色，易溶于熱水中，防暴曬防凍。產(chǎn)品的物理化學(xué)性質(zhì) : H酸它在20℃%，在600℃%。它在醇和醚中不溶解，它能夠溶于堿、碳酸鈉、和氨溶液中。H酸的稀溶液呈蘭紅色熒光。H酸即能在酸性溶液里偶合，也能在堿性溶液中偶合 。H酸的堿性溶液在空氣中很快變暗，能與亞硝酸作用生成黃色的結(jié)晶狀重氮化合物，重氮化合物能溶于蘇打水和堿溶液。其中在蘇打溶液中呈淡紫色，而在堿溶液中呈深綠色。[2] 產(chǎn)品用途H酸單鈉鹽是重要的染料中間體之一，用作直接染料、酸性染料、活性染料中間體。用于酸性品紅6B、酸性大紅G、酸性紅3B、酸性黑10B、酸性黑ATT、酸性朱紅10活性紫X2R、活性艷紅M2B、M8B、活性深藍(lán)M4R、活性黑M2R、活性紅KD8B、KDG、活性深藍(lán)KD7D等的制造。也用做媒染劑、偶氮染料中間體。它廣泛用于印染、紡織、醫(yī)藥化工等行業(yè)，主要也是染料工業(yè)的重要中間體，主要用于生產(chǎn)活性染料、也可以用于合成藥劑。以H 酸鈉鹽為主要反應(yīng)物時(shí)，在其基本骨架上鏈接各種分析功能團(tuán)，能制備7(鄰一羧基苯偶氮)－8羥基－1－氨基－3，6萘二磺酸，同時(shí)能檢測(cè)它與2O多種金屬離子在不同酸度下的顯色反應(yīng)，特別對(duì)它與Cu2 的顯色反應(yīng)做了系統(tǒng)的研究。 用H酸生產(chǎn)的直接黑、活性艷紅K2BP、活性紫K3R、活性溶藍(lán)KR等90余種的活性染料，這些染料也可以用于毛紡，棉織物的染色。亦可用于生產(chǎn)藥物，也可用于合成藥劑。[] 產(chǎn)品市場(chǎng)需求H酸是一種制造直接、呈酸性、可媒染染料的專用中間體，廣泛應(yīng)用于印染、紡織、化工等行業(yè)，目前該產(chǎn)品國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力只有每年8000噸左右的能力，國(guó)內(nèi)需求量每年至少15000噸，加上國(guó)際上短缺，因而，H酸的生產(chǎn)和銷售具有廣闊的前景。 生產(chǎn)方法及特點(diǎn)H酸的生產(chǎn)方法主要有傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法和新研發(fā)出的催化加氫生產(chǎn)工藝(1)、傳統(tǒng)生產(chǎn)方法：用98﹪的濃進(jìn)行磺化，經(jīng)混酸硝化、氨水中和、鐵粉還原、最后經(jīng)堿溶、酸析的產(chǎn)品。(2)、催化加氫生產(chǎn)工藝：用發(fā)煙硫酸進(jìn)行磺化，提高了產(chǎn)品的收率同時(shí)還節(jié)約了大量的硫酸；在中和階段，不再以液氨為原料進(jìn)行中和，而是采取先進(jìn)的活性萃取工藝，使產(chǎn)品的受率進(jìn)一步提高而且降低了污水的排放；在還原階段，采用催化加氫工藝，使收率達(dá)到99﹪，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的清潔工藝，還有效的解決了由鐵粉還原制氨基T酸過(guò)程帶來(lái)的鐵泥問(wèn)題。 文獻(xiàn)綜述長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)H酸的生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平比國(guó)外的技術(shù)水平低，相對(duì)的生產(chǎn)能力也落后很多，所以H酸合成技術(shù)一直被國(guó)外公司所壟斷。近年來(lái)中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)化所面向企業(yè)需求，針對(duì)吉化集團(tuán)染料廠H酸生產(chǎn)工藝存在的產(chǎn)率低、污染嚴(yán)重等實(shí)際問(wèn)題，在吉林省科技廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目資金的支持下，于1999年開(kāi)展了“H酸合成新工藝”的研究，充分發(fā)揮從事酸、堿催化研究的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行了仿造企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需要的小試技術(shù)實(shí)驗(yàn)，我國(guó)科技人員日前研發(fā)成功一種收率高