【正文】 部分 .................................................................................................................... 32 車間潔凈級要求 .................................................................................................. 33 車間溫、濕度要求 .............................................................................................. 33 第 7 章 環(huán)境保護(hù) .................................................................................................................. 34 三廢產(chǎn)生 .................................................................................................................... 34 治理方案 .................................................................................................................... 34 廢渣的處理 .......................................................................................................... 35 2 廢水的處理 .......................................................................................................... 35 廢氣的處理 .......................................................................................................... 35 第 8 章 防火安全衛(wèi)生 .......................................................................................................... 36 防火措施 .................................................................................................................... 36 生產(chǎn)安全措施 ............................................................................................................ 36 結(jié) 語 ...................................................................................................................................... 37 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 38 致 謝 ...................................................................................................................................... 39 附 錄 ...................................................................................................................................... 40 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 第 1 章 緒 論 概述 阿司匹林是一種非甾體抗炎藥，其藥理作用主要有五大方面：解熱、鎮(zhèn)痛、消炎、抗風(fēng)濕、抑制血小板凝集等。這一工藝合成路線雖然使用了很多年，其工藝也較為成熟，但反應(yīng)收率并不是很高，而且濃硫酸有強(qiáng)腐蝕性會腐蝕設(shè)備，這樣就大大地增加了生產(chǎn)成本，同時還有一個不可忽視的缺點(diǎn)，此方法會產(chǎn)生較大量的廢酸液體，這些液體會污染周圍的環(huán)境。利用酸催化制阿司匹林，原料不變，由起初的濃硫酸發(fā)展為草酸，磷酸二氫鈉，硫酸氫鈉等為催化劑，對阿司匹林的合成來講，這一進(jìn)步猶如里程碑一樣。目前比較有前景的催化劑是維生素 C 和離子液體型催化劑。在車間設(shè)計方面，保證車間的安全生產(chǎn)，并且車間設(shè)備要布置合理等。 車間概況 本合成 車間共 有 四個工段， 第一個工段是成鹽反應(yīng)，第二個工段是羧化反應(yīng)，第三個工段是酸化工段，最后一個工段是?；ざ?[4]。 整個車間的工作 時間為 300 天 ，崗位實行 的 工作制度 是三班倒 ，一天 工作總時間為 24 小時，每班工作時間 符合國家要求的 8 小時。 廠址的選擇應(yīng)遵循以下原則：宜選在水源充足，水質(zhì)良好，電力供應(yīng)充足的地方；宜選在交通便利，原料燃料供應(yīng)便利的地方；選址應(yīng)做到不占或少占耕地；選址應(yīng)注意周圍的自 然環(huán)境，土質(zhì)以及植被，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)；避免在具有開采價值的礦區(qū)和易受泥石流、山體滑坡的地區(qū)等。其次要選擇電力充沛燃料充足的地區(qū)，這樣不但可以使工廠正常運(yùn)行，還可以減少生產(chǎn)成本。所以在廠址的選擇上要盡量做到不占用農(nóng)民的可用耕地，多選擇荒廢的土地并且距離市區(qū)不能過遠(yuǎn)。 （ 2）齊齊哈爾市嫩江畔。 （ 3）哈爾濱下屬的五常市，磨盤 山水庫。這里水源供應(yīng)充足，電力充沛，運(yùn)輸也很方便，但美中不足的是這里有旅游區(qū)，因此不大適合建廠。 表 15 原材料消耗量 序號 名稱 規(guī)格 單位 年消耗量 1 氫氧 化鈉 原材料 kg 75 300 2 苯酚 原材料 kg 579 000 3 三氯化鐵 催化劑 kg 27 600 4 二氧化碳 原材料 kg 405 300 5 濃硫酸 原材料 kg 86 700 6 水楊酸 原材料 kg 234 600 7 醋酸酐 原材料 kg 164 100 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 第 2 章 工藝流程設(shè)計 生產(chǎn)方法選擇 阿司匹林的合成方法近百年來不斷的在改善與優(yōu)化，本設(shè)計采取的是以苯酚和氫氧化鈉為原料，制得苯酚鈉，經(jīng)二氧化碳羧化后，得到水楊酸鈉，再加入濃硫酸酸化，得到水楊酸粗品， 再加入醋酸酐與水楊酸反應(yīng)，經(jīng)過結(jié)晶離心等過程，制得阿司匹林粗品 [7]。其中苯酚：氫氧化鈉：二氧化碳的投料比為 1： ： ，水楊酸與醋酸酐的投料比為 1： ，下面為具體的流程操作 [9]。打開冷卻水閥門，通入冷卻水冷卻。待反應(yīng)釜內(nèi)壓力自然降到 后，繼續(xù)通入二氧化碳，待反應(yīng) 釜內(nèi)壓力升到 后，停止通入二氧化碳。將混合液打入三足式離心機(jī)中，進(jìn)行固液分離，得到水楊酸粗品，母液放入儲罐中。打開冷卻水降溫，使溫度降至室溫后，將產(chǎn)物通河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 過過濾機(jī)過濾，過濾后加入結(jié) 晶反應(yīng)釜內(nèi)，同冷凍鹽水結(jié)晶，再將產(chǎn)物打到離心機(jī)中過濾，回收的母液按照與一次母液體積比 1： 回收，將回收后的母液存入母液計量罐中，待用。物料衡算是對工藝生產(chǎn)、物料查定、經(jīng)濟(jì)評估以及設(shè)備選型的一系列計算。 因為該工段產(chǎn)品收率為 98%，日產(chǎn)阿司匹林粗品為 1 噸，所以由反應(yīng)得： 阿司匹林m = 收率日產(chǎn)阿司匹林粗品質(zhì)量 = %981000 = 0201 kg 酰化工段化學(xué)反應(yīng)式如下： O HC O O H+ ( C H 3 C O ) 2O C O C H 3C O O H+ C H 3 C O O H 根據(jù)上式，由質(zhì)量守恒定律可求出水楊酸的質(zhì)量為： 水楊酸m =量阿司匹林的相對分子質(zhì)水楊酸的相對分子質(zhì)量MM 阿司匹林m =180138 1020 =782 kg 又因 為水楊酸與醋酸酐的投料比為 :1 ，故： ???醋酸酐m kg 所以?；ざ瓮读闲枰畻钏?782 kg，醋酸酐 547 kg。 表 33 羧化工段物料平衡表 物料名稱 進(jìn)料 kg 出料 kg 苯酚鈉 699 — 二氧化碳 265 — 水楊酸鈉 — 964 合計 964 964 成鹽工段物料計算 由羧化工段可知，苯酚鈉粗品質(zhì)量為 699 kg，因為成鹽工段收率為 %96 ，所以由反應(yīng)得到的 苯酚鈉m = 收率苯酚鈉粗品質(zhì)量 = %96699 =728 kg 成鹽工段反應(yīng)式如下： O H+ N a O HO N a+ H 2 O 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式，由質(zhì)量守恒定律可以求出氫氧化鈉的質(zhì)量： 氫氧化鈉m =苯酚鈉的相對分子質(zhì)量量氫氧化鈉的相對分子質(zhì)MM 苯酚鈉m =1640 728 =251 kg 因為成鹽工段苯酚與氫氧化鈉投料量比為 1： ，所以苯酚的投料量可由氫氧化鈉質(zhì)量求出，所以苯酚的質(zhì)量為： 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 苯酚m===1 930 kg 所以成鹽工段苯酚投料量為 1 930 kg，氫氧化鈉投料量為 251 kg。 1Q 或 4Q = dTCG TT P?? 20 （ 32） 式中 G—輸入或輸出設(shè)備的物料量， kg； 0T —基準(zhǔn)溫度， ℃ 2T —物料的實際溫度， ℃ PC —物料的定壓比熱， 11kgkJ ℃?? 3Q = PQ + CQ （ 33） 式中 PQ —物理變化熱， kJ； CQ —化學(xué)變化熱， kJ。 表 37 羧化釜熱量平衡表 物料名稱 輸入熱量 /kJ 輸出熱量 /kJ 帶入設(shè)備熱 49 — 蒸汽加熱 304 212 — 化學(xué)反應(yīng)熱 9 047 — 帶出設(shè)備熱 — 141 設(shè)備升溫?zé)? — 190 800 損失熱 — 30 總熱量 362 362 907 ?；ざ螣崃坑嬎? 水楊酸PC = 11kgkJ ℃?? 醋酸酐PC = 11kgkJ ℃?? 乙酰水楊酸PC = 11kgkJ ℃?? 乙酸PC = 11kgkJ ℃?? 水楊酸G =782 kg 醋酸酐G =547 kg 乙酰水楊酸G =1 020 kg 乙酸G =540 kg 2T =25 ℃ 0T =0 ℃ 具體計算如下： 1Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ? －－ ????? =47 655 kJ 4Q = dTCG TT P?? 20= ? ?? ? ? ?? ?0755 4 0 2 －－ ????? =195 840 kJ 3Q = ??n = ? ? ? ?? ? 0 7 4 7 11 ?????? =2 kJ 5Q = PC G ( 2T － 1T )= ? ? ??? =108 875 kJ 將上述各量帶入下式： 1Q + 2Q + 3Q = 4Q + 5Q + 6Q 求得： 2Q =282 729 kJ， 6Q =28 kJ 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 熱量平衡 見表 38。 表 311 結(jié)晶釜冷量平衡表 物料名稱 輸入熱量 /kJ 輸出熱量 kJ 帶入設(shè)備熱 45 900 — 冷卻水冷量 ?24 142 — 帶出設(shè)備熱 — 22 032 設(shè)備升溫?zé)? — 2 140 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 損失熱 — ?2 總熱量 21 758 21 758 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 第 4 章 主要設(shè)備設(shè)計 設(shè)備材質(zhì)選擇及結(jié)構(gòu)形式 本設(shè)計是對?；ざ蔚孽；磻?yīng)釜進(jìn)行的主要設(shè)備設(shè)計。 河南科技大學(xué)畢業(yè)論文 表 41 攪拌器長徑比 種類 設(shè)備內(nèi)物料類型 H/D 一般攪拌反應(yīng)器 液 ?固或液液相物料 1～ 一般攪拌反應(yīng)器 氣 ?液相物料 1～ 2 發(fā)酵反應(yīng)器 — ～ 因為反應(yīng)釜內(nèi)物料為固液混合，設(shè) ?DH 為了方便計算，忽略封頭的容積，可以認(rèn)為有如下公式： V ≈ HD24? （ 41） 把反應(yīng)器的長、徑比帶入上式得 V ≈ ??????DHD34?