【正文】 據(jù) 設(shè)計(jì)條件 選廠地址：湖南省吉首市吉鳳工業(yè)園 最高氣溫： 38186。 目前我國水合肼生產(chǎn)廠家多、布點(diǎn)分散、規(guī)模小、能耗高、效益低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，與國際水平差距較大，無法參與國際競(jìng)爭及滿足國內(nèi)外市場(chǎng)需求。因此，大力發(fā)展水合肼產(chǎn)業(yè)勢(shì)在必行。IMDG CODE 8182 頁 。由 4甲基 2氨基苯并噻唑鹽酸鹽在乙二醇中與水合肼中反應(yīng)生成 4甲基 2肼基苯并噻唑，再在二甲苯溶劑中加入甲酸擴(kuò)環(huán)制得的三環(huán) 唑 (Tricy clazole)，是一 種內(nèi)吸性殺菌劑，對(duì)水稻稻瘟病有特殊的防效，防治效果優(yōu)良。 合成反應(yīng)如下 NH2CONH2+NaClO+2NaOH NH2NH2+NaCl+ Na2CO3+H2O 該反應(yīng)屬于霍夫曼酰胺降解反應(yīng)。H 2O+2NaOH → N2↑+2NaCl+3H2O 另外，氧化反應(yīng)所需的次氯酸鈉采取自行配置的方法，由燒堿與氯氣反應(yīng)所得，反應(yīng)式如下： 2NaOH+Cl2 → NaClO+NaCl+H2O 同時(shí)，在通氯過量及溫度過高時(shí)，發(fā)生如下副反應(yīng)： 3NaClO→NaClO3+2NaCl 所以整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)水合肼收率的高低取決于次鈉合成反應(yīng)和水合肼合成反應(yīng)的控制好壞。 反應(yīng)式： 2NaOH + Cl2 = NaClO + NaCl + H2O 71 NaClO的量： 100% = kg 考慮到 95%的收率，則 NaClO的量為： 247。= (3)Na2CO3: 106247。本推算從產(chǎn)品倒推原料消耗。h出 =蒸汽量 需要補(bǔ)充熱為 Q= Q出 － Q入 = 采用 (表 )生蒸汽作熱源，則蒸汽汽化熱為 H=則需蒸汽量 G G=蒸汽體積流 量 G=1/=氧化反應(yīng)管換熱面積 F 1. 換熱器型式 采用 φ1084/φ763,L=6500的套管反應(yīng)器，中心管走反應(yīng)物，夾套內(nèi)走蒸汽 2. 加熱面積 F 及環(huán)隙面積 f F=∏DH=() = f=(D2外－ D2內(nèi) ) ∏/4=( – ) ∏/4=103m2 3. 環(huán)隙蒸汽流速 W(取一根反應(yīng)管 ) W=()/(3600103)= 不滿足湍流狀的操作要求 4. 換熱面積校核 (1)套管式換熱器，傳熱系數(shù) K取 1000kcal/m2℃ △t1=25(25)=40℃ △t2= 5(10)=5℃ △tm=)/ln( 21 21 tt tt ?? ???=)5/40ln( 540?=℃ 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 23 F=Q冷 /k△tm=(500)= 考虛操作波動(dòng)，留 20%的富余量，則換熱面積選取為 冷凍鹽及水量 冷凍鹽水比重 1. 冷凍鹽水量比 Q冷 = cm△t=m[ 10(15)] m= 體積流量 V=2. 管內(nèi)流速 v 換熱器選用蛇管換熱器 盤管選 φ 38 截面積 S= 流速 v= 五層塔換熱計(jì)算 進(jìn)出五層塔物料及熱容 物料名稱 流量 t/h 溫度 ℃ 熱容 kcal/kg℃ 進(jìn)塔 精肼液 18 出塔 水合肼蒸汽 75 1 出塔 鹽渣 進(jìn)塔 蒸汽 汽化熱 H= 冷凝水 精肼液組成 N2H4 (4)精餾塔真空度 —。其中含氨、含氮?dú)?3～ 4 公斤。 堿 及鹽渣 按傳統(tǒng)的尿素法水合肼工藝，經(jīng)五層塔排放的廢渣量比較大，資源浪費(fèi)大，本設(shè)計(jì)工藝中采用冷凍析堿工藝，將大部分純堿回收，從而減少了五層塔排放的渣打量?！?計(jì) (1)收入的熱量 ①進(jìn)料帶入的熱量 QF=cmΔt=1031=②回流帶入的熱量（回流液溫度 50℃ ） QR=RGDCRtR=11031(501)=③ Q收 = QF+QR =(2)支出的熱量 ① 塔頂蒸汽帶出的熱量 QD=GD(R+1)Hv=103(1+1) =② 塔底產(chǎn)品帶走的熱量 Qw=GwCwtw=103(800)= ③ Q支 = QD +Qw =(3)凈支出熱量即需蒸汽補(bǔ)充熱量 QB=(Q支 Q入 )=則 GB=QB/HB=塔頂冷凝器冷卻水消耗量 Gc 塔頂冷卻水進(jìn)口溫度 25℃ ，出口 40℃ ， 水蒸氣進(jìn)口 75℃ ，出口 50℃ ，需移走的熱量： Q=MH+cmΔt=103[+1(7550)]=冷卻水量 Gc=(4025)=所以，精餾塔的參數(shù)為：理論板數(shù)： 22塊；塔徑為： ，塔高： 五層塔蒸發(fā)器 總的蒸發(fā)面積為 ，去 30%的富余量，總面積為 ，選 Φ480500， ，則每臺(tái)的蒸發(fā)面積為 ，共需用 ，即選用一臺(tái)蒸發(fā)設(shè)備。 氧化反應(yīng)管 氧化反應(yīng)管的小時(shí)流量仍為 ，一天流入為 ，比重為 ，用一支氧化反應(yīng)管，則每支流入量為 ，所占體積為 ，選Φ 108 4/Φ76 3， L=6500。10H2O結(jié)晶熱 操作方式：四小時(shí)冷一槽，每槽冷凍二小時(shí)的物料量 放熱 25℃冷卻到 5 ℃放熱 Q1=cm△t=103[25(5)]= Q2=m△H=[(103103)/286)]= Q放 = Q1 + Q2 = 所需冷量，冷損考虛 10% Q冷 =Q放 = 換熱面積 F= Q放 /k△t 對(duì)于帶攪拌器的有結(jié)垢產(chǎn)生的換熱器給熱系數(shù)取 460～ 710 kcal/ m2f (NH2)2 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 17 Q=Q39。 經(jīng)五層塔蒸發(fā)，水合肼 絕大部分蒸發(fā)出來，少量的水合肼殘留在固體之中。7 H2O 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 12 2% = 折含量為 %的商品 MgSO4循環(huán)水進(jìn)入塔頂冷凝器然后再從塔頂冷凝器出去。酮連氮法明顯優(yōu)于拉西法，其合成收率接近理論值，能耗約為拉西法的 1／ 3。 3,4,5三甲氧基苯甲酸甲酯與水合肼反應(yīng)生成的 3,4,5三甲氧基苯甲酰肼是一種重要的醫(yī)藥中間體，主要用于生產(chǎn)抗菌增效素 TMP， TMP 是一種新型口服光譜抗菌藥物，為二氫葉酸還原酶抑制劑。 容器必須密封。根據(jù)《中華人民共和國反傾銷條例 》第四十八條規(guī)定，商務(wù)部決定自 2021 年 6 月 17 日起，對(duì)原產(chǎn)于日本、韓國、美國和法國的進(jìn)口水合肼所適用的反傾銷措施進(jìn)行期終復(fù)審調(diào)查。除此之外，國內(nèi)還有一些中小型企業(yè)依托附近的氯堿企業(yè)或者尿素生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)水合肼，生產(chǎn)規(guī)模大都在 萬噸 /年之間。水合肼具有強(qiáng)堿性和吸濕性。生產(chǎn)過程為原料配備、氧化合成、氧化液析堿、精肼液蒸發(fā)、水合肼精溜，以及三廢處理等過程。在設(shè)計(jì)中，對(duì)原料配備、氧化合成、氧化液析件堿、精肼液蒸發(fā)、水合肼精溜以及后處理工序進(jìn)行了物料衡算和能量衡算，為設(shè)備的選型和設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，并確定了單位產(chǎn)品的原材料消耗。水合肼是一種無色透明油狀液體，有淡氨味，在濕空氣中冒煙，具有強(qiáng)堿性和吸濕性。這些 ADC 企業(yè)主要集中在河北、河南、江蘇、浙江和福建等地。繼續(xù)實(shí)施反傾銷措施。裝卸時(shí)要輕拿輕放 ,防止包裝破損。由水合肼合成的阿普唑侖，又名三唑安寧，用于焦慮不安、頑固性失眠及癲癇，其作用與地西泮相似，但安眠、鎮(zhèn)靜作用較地西泮強(qiáng) 35 倍，且具有抗抑郁作用、抗驚厥和肌松作用。雙氧水法是酮連氮法的改進(jìn)，即采用雙氧水替代次氯酸鈉作為氧化劑，從而避免了次氯酸鈉作為氧化劑帶來的副產(chǎn)大量鹽的問題，是一種清潔生產(chǎn)工藝，目前國外重要的水合肼生產(chǎn)商多采用此法。 從塔頂冷凝器出來的水蒸氣先到緩沖槽，再由水噴射泵轉(zhuǎn)入循環(huán)水槽中。7H2O為 :247。根據(jù)其它單位的生產(chǎn)測(cè)定，無冷凍析堿的水合肼生產(chǎn)工藝中，五層塔的洗液中含碳酸鈉 135g/l 時(shí)，洗液中帶有 4g/l 的水合肼，推算出 100g 總固量帶水合肼 。Q6== 冷凍鹽水 10 ℃ ―― 10℃ △t1 = 20 ℃ 次 鈉 20 ℃ ―― 10℃ △t2 = 10℃ △tm =(△t1― △t2)/ln(△t1/△t2) = ℃ 帶攪拌器的蛇管換熱器， k取值范圍為 396—610kcal/m2H 2O (l)= － 根據(jù)蓋斯定律得： △H正 =[()+()+()]－ [()+2(113)+()] =－ △H副 1=[3()+3()+()] － [3()+2(113)+()] =－ △H副 2=[2()+()]－ [+2(113)] = +設(shè)次鈉液中的次氯酸鈉有 10%的量分解和發(fā)生上述三個(gè)反應(yīng)以外的副反應(yīng)，根據(jù)主反應(yīng)式得主反應(yīng)消耗次鈉 (剩余次鈉 )，消耗尿素 kg。h 精餾 塔 精餾塔結(jié)構(gòu)計(jì)算 設(shè)計(jì)條件 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 26 (1)設(shè)計(jì)水合肼二元混合物連續(xù)操作的精餾塔。 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 31 第 5 章 環(huán)境污染及治理 水合肼生產(chǎn)過程中有廢水、廢氣、廢渣產(chǎn)生。 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 32 五層塔排放的是以氯化鈉為主的鹽堿渣，因含有少量的肼，不能直接利用而且回收價(jià)值又不大，所以用水沖洗至地溝，與精餾塔的廢水一同進(jìn)入污水處理池，用漂白乳氧化掉廢水中的水合肼，然后廢水經(jīng)自然沉降后排放。 二是來自氧化反應(yīng)管內(nèi)氧化反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣， 主要是含氮?dú)?、含氨的水蒸汽，每小時(shí)約 6 公斤。 (3)成品水合肼 40%，廢水含水合肼 %。h出 = Q3+ Q4= 取熱損失為為總支出的 8% 則實(shí)際去出 熱 Q出 = Q39?！? 取 500kcal/ m2 按析堿后的精肼液組成得出 1000kg 精肼液蒸干后，固體總量為 218kg，從而得殘留水合肼量為： 218/100= 則蒸發(fā)出的水合肼量為： = 即 1000kg 精肼液蒸發(fā)后可得含水合肼 的蒸汽量為： ，其中： 水合肼 水 747kg (五層塔蒸發(fā)造成的水合肼?lián)p耗 %) 精餾物料衡算 根據(jù)各生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)控制指標(biāo)，精餾過程中廢水中的水合肼含量為 ，以 1000kg水合肼蒸氣為計(jì)算基準(zhǔn) 設(shè)精餾塔頂廢水量為 P，塔底產(chǎn)品為 W，則總物料衡算式為： P+W=1000 對(duì)水合肼組分的衡算為： 100001 P+40%W=1000 得： P= W= （精餾過程中的水合肼?lián)p耗 %，廢水中的水合肼含量為 %） 吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 15 推算 物料衡算生產(chǎn) 50t水合肼產(chǎn)品消耗的原料。H 2O:1000%=29kg (2)NaCl:247。 水合肼生產(chǎn)過程物料衡算 次氯酸鈉配置物料衡算 原料 1． NaOH(30%)溶液組成 NaOH 30%、 NaCl 5%、 Na2CO3 1% Fe2O3 %、 H2O % 2．干燥氯氣（含氯 95%）組成 Cl2 95% H2O % 其他 氣體 % 物料衡算 設(shè)生成 100kg次氯酸鈉溶液，含有效氯 %，同時(shí)考慮次氯酸鈉分解，收率定為 95%。（ 4） 本階段主要副反應(yīng)有 : 4MgSO吉首大學(xué)本科生畢業(yè) 設(shè)計(jì) 7 (NH2)2CO+2NaOH → 2NH3↑+Na2CO3 (NH2)2CO+3NaClO+2NaOH → N2↑+3NaCl+2H2O+Na2CO3 (NH2)2 目前國內(nèi)主要采用尿素法 (Schestator 法 )工藝。 在農(nóng)藥上的應(yīng)用 由水合肼合成硫酸肼后，再與硫氰銨反應(yīng)得到雙硫脲，再在鹽酸中閉環(huán)而得2氨基 5巰基 1,3,4噻二唑，最后與甲醛縮合而制得的葉枯寧，又名葉青雙，是一種安全高效的內(nèi)吸性殺菌劑，用于防治早、中、晚稻秧田和本田的白葉枯病，具有優(yōu)良的預(yù)防和治療效果，持效期在 15 天以上。 UN 。 近年來國內(nèi)水合肼市場(chǎng)供需缺口較大，致使價(jià)格不斷上漲，隨著國內(nèi)工程塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥的迅速發(fā)展及鍋爐除氧劑需求的不斷增長，水合肼需求仍將保持增長勢(shì)頭，加之由于我國反傾銷措施的實(shí)施，國外產(chǎn)品 進(jìn)入我國的準(zhǔn)入門檻變高，水合肼(80％ )價(jià)格一直處于較高的狀態(tài)，自 2021 年以來一直保持在 2 萬元／噸左右。 我國水合肼的生產(chǎn)絕大多數(shù)采用改性尿素法生產(chǎn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格除國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的含水合肼 40％、 80％ 兩種外，還根據(jù)用戶要求生產(chǎn) 35％、 55％、 60％、 85％ 等非國標(biāo)要求的不同規(guī)格的商品水合肼。水合肼液體以二聚物形式存在，與水和乙醇混溶，不溶于乙醚和氯仿；它能侵蝕玻璃、橡膠、皮革、軟木等，在高溫下分解成 N NH3 和 H2；水合肼還原性極強(qiáng)，與鹵素、 HNO KMnO4 等激烈反應(yīng)，在空氣中可吸收 CO2 產(chǎn)生煙霧。在生產(chǎn)過程中采用了 堿