【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ％。全球皮革行業(yè)用染料約 4 萬(wàn)噸，而且以酸性染料為主。國(guó)外皮革行業(yè)用酸性染料品種多達(dá) 158 個(gè)，其中黃色 10 個(gè)、橙色 14 個(gè)、紅色 14個(gè)、紫色 7 個(gè)、藍(lán)色 16 個(gè)、綠色 8個(gè)、棕色 67個(gè)、黑色 22 個(gè) (皆指在《染料索引》上登錄品種 )。全球錦綸用染料 6． 7～ 7． 8萬(wàn)噸，其中酸性勻染染料 1． 5萬(wàn)噸，酸性縮絨染料 2— 3萬(wàn)噸，金屬絡(luò)合染料 3萬(wàn)噸，其他染料 0． 3萬(wàn)噸。 根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布數(shù)字， 2021年我國(guó) (未包括臺(tái)灣省 )染料總產(chǎn) 量 83萬(wàn)噸，中國(guó)染料工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)為 54． 1 萬(wàn)噸，而根據(jù)作者調(diào)研統(tǒng)計(jì)，估計(jì) 2021 年我國(guó)染料產(chǎn)量約 75萬(wàn)噸。各類染料產(chǎn)量見表 3。 2021 年我國(guó)染料實(shí)際產(chǎn)量約為 75萬(wàn)噸，約占世界染料產(chǎn)量一半。酸性染料產(chǎn)量也創(chuàng)歷史記錄，達(dá)到 4． 0 萬(wàn)噸，約占染料總產(chǎn)量 5． 3％。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)酸性染料廠家有 190家，其中浙江 41家，天津 40家，江蘇 36家，河北 29家，山東 13家，遼寧 9家，河南 8 家，北京 3 家，上海 3 家，湖南 3 家，四川 2 家，安徽 2家，廣東 1家。依據(jù)《世界染料品種 — 2021 年》統(tǒng)計(jì)，全國(guó)開發(fā)生產(chǎn)的酸性染料品種 287個(gè) (其中國(guó) 外淘汰停產(chǎn)品種 34 個(gè) )。依據(jù)《世界染料品種 _000年》統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)外各色譜酸性染料品種見表 4(單位：個(gè) )： 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 15 國(guó)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(jì) 國(guó)外生產(chǎn)品種（個(gè)） 30 25 43 9 30 18 60 44 259 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 16 國(guó)內(nèi)品種數(shù)（個(gè)） 11 8 14 4 12 7 13 14 83 其中國(guó)外停產(chǎn)淘汰品種數(shù)（個(gè)） 3 1 1 2 2 2 3 2 16 在西歐紡織行業(yè)消耗的各類染料中，酸性染料占居第三位，占消耗總量 %，僅次于活性和分 散染料，而高于其它類別的染料。 西歐造紙行業(yè)消耗染料總量為 萬(wàn)噸，其中直接染料占 %，堿性染料 %，酸性染料 %，其它染料 %。 美國(guó)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%。 全球造紙行業(yè)年耗染料總量 10 萬(wàn)噸，其中直接染料占 60%，堿性染料占 30%，酸性染料占 8%，其它染料占 2%。 全球皮革行業(yè)用染料約 4 萬(wàn)噸，而且以酸性染料為主。國(guó)外皮革行業(yè)用酸性染料品種多達(dá) 158個(gè)，其中黃色 10個(gè)，橙色 14 個(gè)，紅色 14 個(gè)，紫色 7個(gè)，藍(lán)色 16個(gè)，綠 色 8個(gè)，棕色 67 個(gè)，黑色 22個(gè) (皆指在《染料索引》上登錄品種 )。 全球錦綸用染料 萬(wàn)噸，其中酸性勻染染料 萬(wàn)噸，酸性縮絨染料 23萬(wàn)噸，金屬絡(luò)合染料 3萬(wàn)噸，其它染料 。 （ 1）遵守法則，法規(guī)，貫徹黨的基本建設(shè)方針，實(shí)事求是，因地制宜 （ 2）合理利用國(guó)家資源和財(cái)產(chǎn)，最大限度的發(fā)揮硬件設(shè)施的內(nèi)在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本； （ 3）采用成熟的。先進(jìn)的工藝流程，設(shè)備，學(xué)習(xí)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，努力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化?，F(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(chǎng)適應(yīng)力； （ 5）盡可能創(chuàng)造良好的勞動(dòng)條件，以利于勞動(dòng)工人的身心健康； 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 17 酸性染料工廠的初步設(shè)計(jì)，進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，主要設(shè)備的計(jì)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。 本廠職工按工作性質(zhì)分為：生產(chǎn)性人員和非生產(chǎn)性人員。生產(chǎn)人員占全長(zhǎng)職工的 60％左右，非生產(chǎn)人員占全廠人員的 40％左右，在非生產(chǎn)性人員中： 38％為科研人員（兼職行政人員）， 6％為保安人員， 10％為 勤雜人員。 法定假日和星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制： 工作日 =365－設(shè)備維修日 =365－ 65 =300(天 ) 見下表： 表 11 人員配備表 序號(hào) 崗位名稱 每日班次 周工作天數(shù) 單班人數(shù) 在冊(cè)人數(shù) 1 門衛(wèi) 2 7 4 8 2 食堂 1 7 10 10 3 成品庫(kù) 2 7 3 6 4 鍋爐房 2 7 3 6 5 配電所 2 7 1 2 6 交電所 2 7 2 4 8 生產(chǎn)車間 3 7 3 10 9 原料區(qū) 2 7 3 10 10 水處理車間 3 7 3 9 11 技術(shù)員 1 5 4 6 12 車間管理員 1 5 2 4 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 18 總計(jì) 21 93 38 75 建廠依據(jù) 根據(jù)本行業(yè)發(fā)展的需求，以及國(guó)際市場(chǎng)的需求，經(jīng)河北省藁城市政府有關(guān)部門的批準(zhǔn)，新建廠的廠址擬選在河北省藁城市開發(fā)東區(qū)。 新建廠的主要原料，經(jīng)上級(jí)主管部門的批準(zhǔn)，一部分向國(guó)內(nèi)廠商購(gòu)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。 指導(dǎo)方針 （ 1）遵守國(guó)家的政策規(guī)定； （ 2）符合城市規(guī)劃和工業(yè) 布局； （ 3）利于生產(chǎn)，便于生活； （ 4）對(duì)環(huán)境不會(huì)造成威脅； （ 5）合理利用資源； （ 6）節(jié)約投資，留有余地。 選廠經(jīng)過 廠址選擇工作組（又設(shè)計(jì)部門與工業(yè)局主管組成）依據(jù)市委指示，經(jīng)過多方磋商，考慮到地勢(shì)、交通、協(xié)作等問題，作為大型的化工原料生產(chǎn)基地，廠址定在河北省藁城市開發(fā)東區(qū)的郊區(qū)。 主要理由如下： 1. 廠址應(yīng)當(dāng)靠近主要原材料供應(yīng)地區(qū)或產(chǎn)品銷售地區(qū)。 2. 廠址應(yīng)有較好的交通運(yùn)輸條件。 3. 必須有充足的水資源保證供應(yīng)，如有溫度較低的充足水資源則更好，這樣可以節(jié)省冷卻設(shè)備，節(jié)約投資，水溫一般要求在 25℃ 32℃ 以下。 4. 能可靠地獲得大量蒸汽和電力供應(yīng)。 5. 化工廠是危險(xiǎn)系數(shù)較大的精細(xì)化工廠，必須要相對(duì)的遠(yuǎn)離人口集中的市區(qū)，但有年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 19 離城市不是太遠(yuǎn)或靠近已建成投產(chǎn)的其他企業(yè)，這樣既以免有原料或者產(chǎn)品外泄，給環(huán)境造成不可挽回的破壞，又可以利用城市或原有企業(yè)的各種設(shè)施。 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。 7. 廠址面積與外形應(yīng)適應(yīng)工廠總平面布置，并有發(fā)展余地，一般要求平坦，稍能向外傾斜，有一定的坡度，以利于雨水排除。 8. 盡量不占或少占農(nóng)田。 9. 化工廠排出的污水應(yīng)盡量予以處理后，達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo) 準(zhǔn)。 10. 化工廠產(chǎn)生的廢渣要有適當(dāng)?shù)耐莸囟逊呕蛱盥瘛? 11. 廠址應(yīng)不受洪水淹沒，地下水位最好在 4米以下或低于地下建筑物的深度。 12. 廠址盡量不選在 7度以上的地震區(qū)， 9度以上不能建廠。 13. 化工廠的高層建筑物及地下管道較多，在下沉 Ⅱ 級(jí)以上大孔性黃土上不宜建廠。 14. 地質(zhì)情況要好，地耐力一般要求在 147kPa()以上。若小于 98 kPa()則不能建廠。 15. 在具有喀斯特地貌的地區(qū)，土崩地段和地下有淤泥或流沙處不宜建廠，已采礦坑上面亦不宜建廠。 16. 有用礦藏的上部地面一般不宜建廠。 氣象地質(zhì)資料 月份 （ 1）氣溫 年最高溫度為 ℃ ，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℃ 。 （ 2）相對(duì)溫度 全年七月份平均為 60%，約平均為 40%。 （ 3）降水量 年降雨量平均為 1000mm 左右，最少有 750mm，最多為 1400mm,雨量集中在夏末秋初，年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 20 最大降雪量 88mm。 （ 4） 風(fēng) 主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，夏季為東南風(fēng)或東風(fēng)，平均風(fēng)速為 。 （ 1）工程地質(zhì)數(shù)據(jù) 地勢(shì)平坦、坡度小、土質(zhì)良好，為沖擊性粘土，地耐力均為 28t/m2。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、鉆探確定地下沒有文物、古墓葬、古文化。據(jù)鉆探資料該地區(qū)不屬于地震區(qū)，海拔高度380420m。 （ 2）水文資料 廠址標(biāo)高 45m，無洪水淹沒的危險(xiǎn)，地下水位在多米以下，并且水位標(biāo)高多年不變。 環(huán)境保護(hù)及廢物處理 隨著世界特別是我國(guó)環(huán)境的明顯惡化，國(guó)民的環(huán)境保護(hù)意識(shí)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。對(duì)污染源、廢水、廢氣、廢渣、噪音粉塵煙等的具體防止和處理方法主要依據(jù)《環(huán)境保護(hù)法》及相應(yīng)的可行性研究、環(huán)保報(bào)告和初審意見來確定。 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 21 2 工藝設(shè)計(jì) 工藝流程設(shè)計(jì)的重要性 （ 1）工藝流程設(shè)計(jì)是工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。工藝流程設(shè)計(jì)是工廠設(shè)計(jì)中最主要的內(nèi)容，是工藝設(shè)計(jì)的核心。因?yàn)楣に嚵鞒淘O(shè)計(jì)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。 （ 2）工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算、設(shè)備選型的基礎(chǔ)。從哲學(xué)角度來說，工藝流程設(shè)計(jì)是定性分析工作階段，物料衡算是定量計(jì)算階段。一般來說，先定性后定量，所以，工藝流程設(shè)計(jì)是物料衡算的前提和基礎(chǔ)。 工藝流程設(shè)計(jì)的原則 （ 1）先進(jìn)性 工 藝流程的先進(jìn)性從兩個(gè)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。兩方面同等重要，缺一不可。 （ 2）可靠性 所設(shè)計(jì)的工藝流程必須可靠即經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室、工業(yè)小試、中試，證明技術(shù)是成熟的，生產(chǎn)安全可靠，才可以設(shè)計(jì)選用。 （ 3）結(jié)合國(guó)情，因地制宜 工藝流程的選擇從技術(shù)角度來說，應(yīng)盡量采用新工藝、新技術(shù)，單從具體情況考慮，并不必選擇國(guó)外的先進(jìn)的技術(shù)。因?yàn)閲?guó)外的技術(shù)往往價(jià)格較高，技術(shù)保密性強(qiáng)，沒有實(shí)用價(jià)值。所以，結(jié)合實(shí)際，選擇自己易于掌握和改進(jìn)的技術(shù)要方便、實(shí)用。 年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 22 工藝流程選擇分析與研究 鑒于現(xiàn)代工業(yè)生 產(chǎn)能力與實(shí)際需要之間的差距，我國(guó)近幾年來紡織業(yè)等大量需用染料行業(yè)的崛起，以及近幾年來我國(guó)酸性染料進(jìn)出口的需求，我國(guó)大型酸性染料生產(chǎn)裝置以引進(jìn)技術(shù)為主，中型和小型酸性染料生產(chǎn)裝置以國(guó)產(chǎn)化技術(shù)為主。擬設(shè)計(jì)年產(chǎn)5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠，現(xiàn)代酸性染料的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)比較先進(jìn)，但是還有更多的新技術(shù)可以應(yīng)用到新的生產(chǎn)線上，對(duì)染性燃料的改性合成機(jī)理及其應(yīng)用方面進(jìn)行了研究 ,以及拉動(dòng)我國(guó)酸性染料市場(chǎng)開發(fā) ,適應(yīng)環(huán)保事業(yè)發(fā)展要求 ,推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。 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(guó)內(nèi)稱作酸性絡(luò)合染料，后者國(guó)內(nèi)稱作中性染料 )。國(guó)果扣除國(guó)外淘汰停產(chǎn)品種 16 個(gè)，實(shí)際國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的酸外生產(chǎn)的金屬絡(luò)合型染料 259 個(gè)，占酸性染料品種數(shù)性金屬絡(luò)合染料只有 67 個(gè)品種屬于國(guó)外生產(chǎn)品種， 35． 5％，國(guó)內(nèi)開發(fā)研究，曾生產(chǎn)和現(xiàn)生產(chǎn)的酸性金屬約占國(guó)外酸性金屬絡(luò)合染料品種數(shù) 26％。國(guó)內(nèi)外生絡(luò)合染料 83 個(gè)，占國(guó)內(nèi)酸性染料品種數(shù) 28。 9％，如產(chǎn)的酸性金屬絡(luò)合染料品種數(shù)見表 1。 表 1 國(guó)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(jì) 國(guó)外生產(chǎn)品種（個(gè)） 30 25 43 9 30 18 60 44 259 國(guó)內(nèi)品種數(shù)（個(gè)） 11 8 14 4 12 7 13 14 83 其中國(guó)外停產(chǎn)淘汰品種數(shù)（個(gè)） 3 1 1 2 2 2 3 2 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(guó)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)合染料色年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸酸性染料化工廠 設(shè)計(jì) 23 譜只有棕色，且品種少。國(guó)內(nèi)雙偶氮型和多偶氮型酸性金屬絡(luò)合染料均未生產(chǎn)。 我國(guó)酸性染料生產(chǎn)，無論品種、產(chǎn)品質(zhì)量等方面與國(guó)外相比，還有一定差距，因此酸性染料進(jìn)口長(zhǎng)期以來持高不下。以 2021 年為例， 酸性染料進(jìn)口量超萬(wàn)噸，達(dá)到11343． 3 噸 (比 2021年增加 9． 9％ )，約占染料進(jìn)口總量 17． 5％，其進(jìn)口量?jī)H低于活性染料居第二位，進(jìn)口酸性染料耗匯 7423 萬(wàn)美元。進(jìn)口平均價(jià)格 6544美元／噸，僅低于還原染料居第二位。 目前，酸性染料是各類染料中品種最多的一類染料，比其它類染料更具有品種多、批量小的特點(diǎn)。目前我國(guó)生產(chǎn)的酸性染料品種已超過百種， 經(jīng)常生產(chǎn)的品種有 80 多種。涉及八種色譜共 41只酸性染料品種，主要包括： （ 1）偶氮型 偶氮型染料生產(chǎn)過程均包括重氮化、偶合、后處理等生產(chǎn)單元。 （ 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。 （ 3）三芳甲烷型 三芳甲烷型染料生產(chǎn)過程一般包括縮合、氧化、后處理等生產(chǎn)單元。 酸性染料的這三種化學(xué)結(jié)構(gòu)類型的染料品種幾乎占到所有酸性染料品種的 95%左右，并涵蓋了所有的色譜，而且所涉及的偶氮型結(jié)構(gòu)種類居多。鑒于同類化學(xué)結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程基本相似的特點(diǎn)，所以利用設(shè)計(jì)一個(gè)車間，從而可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)這一類型的 酸性染料，這樣就達(dá)到了一個(gè)車間多種產(chǎn)品的目的。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)