【正文】 、感光材料、食品、醫(yī)藥、化妝品的著色。設(shè)計年產(chǎn)5萬噸酸性染料化工廠，設(shè)計深度主要是工藝部分，具體設(shè)計以擴(kuò)大初步設(shè)計為主，包括確定生產(chǎn)流程、物料衡算及熱量衡算等計算，車間平面、立面的布置設(shè)計和全廠總平面的布置設(shè)計。今后的幾年內(nèi)，我國酸性染料的出口仍將會以較高的速度發(fā)展,我國已經(jīng)成為世界染料生產(chǎn)及出口第一大國，而且硫化、分散、還原三大類染料也在世界上占有舉足輕重的地位。目前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在很大程度上制約著我國染料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和在世界市場上競爭力的提高，因此調(diào)整染料產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已成為我國染料工業(yè)求發(fā)展、提高競爭實(shí)力的必由之路。由于合成染料的環(huán)境污染問題，國外原來一些重要的生產(chǎn)國家和公司呈現(xiàn)不同程度的衰減,這也促成我國染料工業(yè)的快速發(fā)展和染料出口迅猛增長。染料行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值與全國石化行業(yè)相比下降增加了18 個百分點(diǎn)， 如此大的下滑幅度和沖擊， 在我國染料工業(yè)發(fā)展的歷史上從未有過。2 經(jīng)濟(jì)效益降幅有所回升 億元， %， 95%以上的染料企業(yè)出現(xiàn)利稅下降， 虧損企業(yè)有所增加（主要是小型企業(yè)）， 少數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)利稅與上年同期比略有增長。4 內(nèi)銷市場明顯企穩(wěn)回升2009年上半年， 國家對勞動密集型的紡織印染行業(yè)實(shí)施了很多鼓勵政策， 保證了紡織印染行業(yè)的穩(wěn)定增長。5 西部省市增長速度加快根據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計， 2009年上半年， 山西、江西、安徽、寧夏、湖北省等西部省市染顏料產(chǎn)量增長較快， 而傳統(tǒng)的染顏料主要生產(chǎn)省市如浙江、天津、江蘇、上海、河南等地增長較少或是負(fù)增長。因此，近幾年我國酸性染料的進(jìn)口量逐年增長，2000年進(jìn)口量達(dá)到5744噸，占到國內(nèi)消耗量的50%以上。2004年我國染料出口總量按實(shí)物量計，超過22萬噸，創(chuàng)匯49761萬美元。1 出口下滑幅度歷史最高根據(jù)中國海關(guān)統(tǒng)計， 2009年上半年， ， 同比下降28%， 億美元， 同比下降29%，下降幅度分別達(dá)到歷史最高。在各類染料中， 出口數(shù)量下降比較多的有酸性染料、活性染料、還原染料和其他染料， 下降幅度都在30%以上， 酸性染料達(dá)到41%。2009年上半年， 萬t， 與上年同比下降41%， 億美元， 與上年同比下降40%。10 個主要出口國家和地區(qū)的出口數(shù)量為76309t， %， 亞洲依然是我國染料主要出口的國家和地區(qū)。除河北省出口數(shù)量略有增長外， 其他各省的出口數(shù)量和出口創(chuàng)匯都出現(xiàn)了下降。2009年上半年染料行業(yè)進(jìn)口情況分析2009年上半年， 由于國內(nèi)紡織市場增長不大， 加上國內(nèi)染料企業(yè)地域的競爭優(yōu)勢， 全國染料進(jìn)口數(shù)量和進(jìn)口用匯與去年同期比出現(xiàn)較大的下降。每年進(jìn)口數(shù)量比較大的活性染料、酸性染料和其他染料進(jìn)口數(shù)量同期比也下降了30%以上。 萬t， %； 億美元， 同比下降37%， 進(jìn)口數(shù)量和進(jìn)口用匯基本是同步下降。 眾所周知,染料是以紡織品印染加工為其主要消耗對象的。美國酸性染料在紡織上消耗比例如下:錦綸占82%，羊毛占15%，蠶絲、腈綸(改性腈綸)等占3%。～ 萬噸，其中酸性勻染染料115萬噸,酸性縮絨染料2～3萬噸,金屬絡(luò)合染料3萬噸,。單、雙偶氮型染料品種數(shù)所占比重國內(nèi)外基本相仿。國內(nèi)外生產(chǎn)的酸性金屬絡(luò)合染料品種數(shù)見表6。表6 國內(nèi)外生產(chǎn)的酸性金屬絡(luò)合染料品種數(shù)項(xiàng)目\色譜黃橙紅紫藍(lán)綠棕黑合計國外生產(chǎn)品種（個） 30 25 43 9 30 18 60 44 259國內(nèi)品種數(shù)118144127131483其中國外停產(chǎn)淘汰品種數(shù)（個） （3） （1） （1） （2） （2） （2） （3） （2） （16）表7 金屬絡(luò)合染料按結(jié)構(gòu)分類的品種數(shù)類型黃橙紅紫藍(lán)綠棕黑小計單偶氮29/11(3)25/8(1)43/14(1)8/4(2)24/10(2)16/5(1)40/13(3)42/14(2)227/79(15)雙偶氮00000015/02/017/0多偶氮0000005/005/0其他1/0001/06/22/2 (1)0010/4 (1)小計30/11(3)25/8(1)43/14(1)9/4(2)30/10(2)18/2(1)60/13(3)44/14(2)259/83(16)注：①表中上行為國外品種數(shù),下行為國內(nèi)品種數(shù),括號內(nèi)數(shù)字為國外淘汰,停產(chǎn)品種數(shù)；②表中其他結(jié)構(gòu)類型包括酞氰型,甲亞胺型,亞硝基型等。以2004年為例,酸性染料進(jìn)口量超萬噸,達(dá)到1134313噸(比2003年增加919% ) ,約占染料進(jìn)口總量1715% ,其進(jìn)口量僅低于活性染料居第二位,進(jìn)口酸性染料耗匯7423萬美元。美國酸性染料產(chǎn)量呈現(xiàn)大幅度下降，由2000年產(chǎn)量6000噸降至2003年2800噸，僅占美國染料總產(chǎn)量(未包括溶劑染料和熒光增白劑)4．54％。西歐預(yù)計2004年紡織行業(yè)消耗各類染料所占百分比例見表1。美國酸性染料在紡織上消耗比例如下：錦綸占82％，羊毛占15％，蠶絲、腈綸(改性腈綸)等占3％。全球錦綸用染料6．7～7．8萬噸，其中酸性勻染染料1．5萬噸，酸性縮絨染料2—3萬噸，金屬絡(luò)合染料3萬噸，其他染料0．3萬噸。酸性染料產(chǎn)量也創(chuàng)歷史記錄，達(dá)到4．0萬噸，約占染料總產(chǎn)量5．3％。，%，%，%，%。國外皮革行業(yè)用酸性染料品種多達(dá)158個，其中黃色10個，橙色14個，紅色14個，紫色7個，藍(lán)色16個，綠色8個，棕色67個，黑色22個(皆指在《染料索引》上登錄品種)。現(xiàn)代化提高產(chǎn)品的科技含量；（4）一輕化工業(yè)產(chǎn)品批量小、品種多的特點(diǎn)，努力做到“一錢多用，一錢多能”，是本廠具有較強(qiáng)的市場適應(yīng)力； （5）盡可能創(chuàng)造良好的勞動條件，以利于勞動工人的身心健康；酸性染料工廠的初步設(shè)計，進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，主要設(shè)備的計算和選型，畫出帶控制點(diǎn)的工藝流程圖，全廠平面圖以及各車間平面布置圖與立面圖。 新建廠的主要原料，經(jīng)上級主管部門的批準(zhǔn)，一部分向國內(nèi)廠商購買，另一部分由本廠合成，可以節(jié)省經(jīng)費(fèi)，并且能夠做到產(chǎn)品統(tǒng)一規(guī)格。2. 廠址應(yīng)有較好的交通運(yùn)輸條件。6. 應(yīng)在居民區(qū)的下風(fēng)向和江河下游，但又不受其他企業(yè)的煙氣的影響的地方建廠。10. 化工廠產(chǎn)生的廢渣要有適當(dāng)?shù)耐莸囟逊呕蛱盥瘛?4. 地質(zhì)情況要好，地耐力一般要求在147kPa()以上。 氣象地質(zhì)資料月份（1）氣溫 ℃，年最低氣溫為20℃，一月份平均溫度為1℃，七月份平均溫度為25℃。（1）工程地質(zhì)數(shù)據(jù) 地勢平坦、坡度小、土質(zhì)良好，為沖擊性粘土，地耐力均為28t/m2。 環(huán)境保護(hù)及廢物處理隨著世界特別是我國環(huán)境的明顯惡化，國民的環(huán)境保護(hù)意識逐步提高，為了我們生存環(huán)境，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護(hù)環(huán)境。因?yàn)楣に嚵鞒淘O(shè)計的質(zhì)量直接決定車間的生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、操作條件、安全生產(chǎn)、三廢治理、經(jīng)濟(jì)效益等一系列根本性問題。 工藝流程設(shè)計的原則（1）先進(jìn)性工藝流程的先進(jìn)性從兩個方面考慮：一方面是技術(shù)的先進(jìn)；一方面是經(jīng)濟(jì)上的合理。因?yàn)閲獾募夹g(shù)往往價格較高，技術(shù)保密性強(qiáng)，沒有實(shí)用價值。在酸性染料中，金屬絡(luò)合型染料占有相當(dāng)重要的位置(包括1：1型和1：2型金屬絡(luò)合染料，前者國內(nèi)稱作酸性絡(luò)合染料，后者國內(nèi)稱作中性染料)。表1國內(nèi)外生產(chǎn)的酸性金屬絡(luò)合染料品種數(shù) 項(xiàng)目/色譜黃橙紅紫藍(lán)綠棕黑合計 國外生產(chǎn)品種（個）302543930186044259國內(nèi)品種數(shù)（個）118144127131483其中國外停產(chǎn)淘汰品種數(shù)（個）31122232 16單偶氮酸性金屬絡(luò)合染料色譜齊全，從黃到黑的色譜我國均有生產(chǎn)，雙偶氮酸性金屬絡(luò)合染料色譜僅限于棕色和黑色，且以棕色為主，多偶氮型酸性金屬絡(luò)合染料色譜只有棕色，且品種少。進(jìn)口平均價格6544美元／噸，僅低于還原染料居第二位。（2）蒽醌型蒽醌型染料生產(chǎn)過程主要有磺化、縮合、后處理等生產(chǎn)單元。使得工廠實(shí)現(xiàn)了有需就產(chǎn)，多銷多產(chǎn)，少銷少產(chǎn)的風(fēng)格，生產(chǎn)非常靈活，產(chǎn)品轉(zhuǎn)型快的特點(diǎn)。 工藝流程設(shè)計參見工藝流程圖（1）4，4 二氨基苯磺酰苯胺重氮在三樓反應(yīng)釜（R101）中，加入水和4，4 二氨基苯磺酰苯胺,開動攪拌，打漿1小時。加畢，再加入OP10（乳化劑），在58℃保溫攪拌約1小時，重氮液透明或只有少量的懸浮物為反應(yīng)的終點(diǎn)，加入尿素消除過量的亞硝酸。該重氮化反應(yīng)的摩爾比為：氨基物：亞硝酸鈉：鹽酸=1：2．1：5．6。同樣使得亞硝酸微過量（其檢測方法：加完亞硝酸鈉經(jīng)30分鐘，測得反應(yīng)液仍能使得淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，即認(rèn)為亞硝酸鈉已微過量）。H酸稀溶液檢查潤圈無紅色潤圈為終點(diǎn)。（5）二次偶合一次偶合達(dá)到終點(diǎn)后，從二樓反應(yīng)釜（R103）中轉(zhuǎn)料到二樓另一個反應(yīng)釜（R104）中，降溫至05℃,加氫氧化鈉中和料液中大量的酸，再加入碳酸鈉水溶液，微調(diào)節(jié)pH值為910。（7）鹽析將二次偶合完成后的二次料液升溫至60℃，加入鹽酸，PH值控制在67，升溫到65℃。初始輸入量=最終輸出量e:列出輸入輸出物料平衡表。1000kg/t300d/a=H酸： 247。1000kg/t300d/a=碳酸鈉： kg/t247。1000kg/t300d/a=尿素： 1667 kg/t247。()= t/a苯胺： 247。()= t/a氫氧化鈉： 247。()= t/aY2 試劑： t/a247。()= t/a
又由于原料廠外運(yùn)輸損失率為1%,則酸性染料工廠的原料年外購量：4，4 二氨基苯磺酰苯胺： 247。()=鹽酸： t/a247。()= OP10： 247。()= 水： 247。使得亞硝酸微過量（其檢測方法：加完亞硝酸鈉經(jīng)約30分鐘，測得反應(yīng)液仍能使得淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)，即認(rèn)為亞硝酸鈉已微過量）。將5噸的亞硝酸鈉（配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的溶液）快速地加入到上述苯胺的漿液中，在滴加過程中，控制溫度在36℃，pH值為12。用1小時將（2）步驟溶解的H酸溶液通過分布板，加入到4，4 二氨基苯磺酰苯胺的重氮液中，在10℃保溫攪拌5小時后，再在10℃攪拌5小時以上，H酸稀溶液檢查潤圈無紅色潤圈為終點(diǎn)。進(jìn)行薄層層析分析，以雙偶氮染料消失為終點(diǎn)。(7):確定衡算范圍,并進(jìn)行深入計算:①: 對硝基苯胺重氮化反應(yīng)釜:每一批進(jìn)（出）料量為:原料名稱密度（kg/m3）質(zhì)量（噸)體積（m3）4，4 二氨基苯磺酰苯胺（固體）固體體積可忽略亞硝酸鈉溶液30%142910鹽酸31%114930尿素固體體積可忽略水10002020合計進(jìn)（出）料量1120 ②: 苯胺重氮化反應(yīng)釜:每一批進(jìn)（出）料量為:原料名稱密度（kg/m3）質(zhì)量（噸)體積（m3）苯胺（液體）102710亞硝酸鈉溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%）14295鹽酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)31%）114930尿素固體體積可忽略水10001010合計進(jìn)（出）料量1062③:H酸溶解釜:每一批進(jìn)（出）料量為:原料名稱密度（kg/m3）質(zhì)量（噸)體積（m3）H酸（固體）4固體體積可忽略Y2試劑（油狀液）889水10001010合計進(jìn)（出）料量1217④:一次偶合反應(yīng)釜:每一批進(jìn)（出）料量為:進(jìn)料名稱密度（kg/m3）質(zhì)量（噸)體積（m3）DASA重氮液1120H酸溶解液1217合計進(jìn)（出）料量1160⑤: 二次偶合反應(yīng)釜:每一批進(jìn)（出）料量為:進(jìn)料名稱密度（kg/m3）質(zhì)量（噸)體積（m3）一次偶合料液1160苯胺重氮化反應(yīng)液1062氫氧化鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%）142915碳酸鈉（質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%）11115合計進(jìn)（出）料量4762 : 三次偶合反應(yīng)釜:每一批進(jìn)（出）料量為:進(jìn)料名稱密度（kg/m3）質(zhì)量（噸)體積（m3）二次偶合料液1214間苯二胺106220水10001010腸衣用鹽（固體）5固體體積可忽略合計進(jìn)（出）料量3276（一）熱量衡算的基本原理化工生產(chǎn)過程往往伴隨著能量的變化，尤其是反應(yīng)過程，為維持在一定溫度下進(jìn)行反應(yīng)，常有熱量的加入或放出。熱量計算與設(shè)備計算的關(guān)系非常密切，因此經(jīng)常將熱量放在設(shè)備工藝計算內(nèi)同時進(jìn)行。式中為裝填系數(shù)，一般由經(jīng)驗(yàn)確定，也可以根據(jù)反應(yīng)物料的性質(zhì)不同而選擇；對于沸騰或氣泡的物料，可取小的系數(shù)，；。圍繞干燥器作物料衡算，得出: 空氣消耗量: 再圍繞干燥器作熱量衡算: 由于干燥器不補(bǔ)充熱量，故物料蒸發(fā)所需熱量 由已知參數(shù)，因此求要采用用試差法。見表37 罐的選型表37 罐的選型設(shè)備位號設(shè)備名稱材質(zhì)規(guī)格壓力內(nèi)徑高厚（m