精品毕业设计3000ta乌洛托品车间工艺初步设计定.docx
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精品毕业设计3000ta乌洛托品车间工艺初步设计定
3000t/a乌洛托品车间工艺初步设计
设计者:
指导老师:
(讲师)
摘要:
本次设计为年产3000吨乌洛托品生产工艺设计。
乌洛托品,又名六亚甲基四胺,主要用作树脂和塑料的固化剂、氨基塑料的催化剂和发泡剂、橡胶硫化的促进剂、纺织品的防缩剂等。
六亚甲基四胺是有机合成的原料,在医药工业中用来生产氯霉素。
六亚甲基四胺可用作泌尿系统的消毒剂,对革兰氏阴性细菌有效。
其20%的溶液可用于治疗腋臭、汗脚、体癣等。
它与氢氧化钠和苯酚钠混合,可做防毒面具中的光气吸收剂。
并用于制造农药杀虫剂。
六亚甲基四胺与发烟硝酸作用,可制得爆炸性极强的旋风炸药,简称RDX。
六亚甲基四胺还可作为测定铋、铟、锰、钴、钍、铂、锂、铜、铀、铍、碲、溴化物、碘化物等的试剂和色谱分析试剂等。
本设计所采用的工艺路线为:
由甲醛和氨缩合制得。
将甲醛溶液置于反应器中,通氨,在碱性溶液中进行反应,反应温度保持在50-70℃,料液经冷却进入液膜真空蒸发器,于60-80℃下蒸发,使其浓度从24%提高到38%-42%,然后将反应液过滤,经真空蒸发结晶,干燥即得成品乌洛托品。
关键词:
甲醛;乌洛托品;工艺路线;流程;收率
ATechnologyDesignFor3000TonsUrotropineProducedperYear
Author:
LiuWenqingInstructor:
ZhangXiuyun(Lecturer)
Abstract:
Thedesignfortheannualproductioncapacityof3000tonsUrotropineproductionprocessdesign.Urotropine,alsoknownashexamethylenetetramine,mainlyusedforplasticresinandcuringagent,catalystandamino-plasticfoam,rubbervulcanizationpromotingagent,anti-shrinkingagentfortextiles.Hexamethylenetetramineistheorganicsynthesisofrawmaterials,usedinthepharmaceuticalindustryintheproductionofchloramphenicol.Hexamethylenetetramineurinarysystemcanbeusedasadisinfectanteffectiveagainstgram-negativebacteria.20%ofthesolutioncanbeusedforthetreatmentofarmpitodor,sweatfeet,suchastineacorporis.Phenolwithsodiumhydroxideandsodiummixtureofgasmaskscanbeabsorbentphosgene.Andpesticidesusedinthemanufactureofpesticides.Hexamethylenetetraminenitrateandtheroleofsmokecanbeobtainedhighlyexplosivewhirlwindofexplosives,referredtoasRDX.Hexamethylenetetraminecanbemeasuredasbismuth,indium,manganese,cobalt,thorium,platinum,lithium,copper,uranium,beryllium,tellurium,bromide,iodideandotherreagentsandreagents,suchaschromatography.
Usedinthedesignprocessrouteis:
fromthecondensationofformaldehydeandammoniaobtained.Willbeplacedinformaldehydesolutionreactor,passammoniainalkalinesolutiontothereactiontemperaturemaintainedat50-70℃,thecoolingliquidintotheliquidmembranebyavacuumevaporator,evaporationinthenext60-80℃toconcentrationfrom24%to38%-42%,andthenreactionsolutionisfilteredbyvacuumevaporationofthecrystallizationofaproductthatisUrotropinedry.
Keywords:
Formaldehyde;Urotropine;Technolo-gicalroute;Process;Yiel
第1章引言
乌洛托品,又称六亚甲基四胺,性状为白色结晶粉末或无色有光泽的晶体,几乎无臭味,对皮肤有刺激作用。
在空气中燃烧为无色火焰,在263℃时升华并部分分解。
可溶于水、乙醇、氯仿、不溶于乙醚。
溶于水时易分解为甲醛与氨。
六亚甲基四胺主要用作树脂和塑料的固化剂、氨基塑料的催化剂和发泡剂、橡胶硫化的促进剂(促进剂H)、纺织品的防缩剂等。
六亚甲基四胺是有机合成的原料,在医药工业中用来生产氯霉素。
六亚甲基四胺可用作泌尿系统的消毒剂,其本身无抗菌作用,内服后遇酸性尿分解产生甲醛而起杀菌作用,用于轻度尿路感染,对革兰氏阴性细菌有效;其20%的溶液可用于治疗腋臭、汗脚、体癣等。
它与氢氧化钠和苯酚钠混合,可做防毒面具中的光气吸收剂。
并用于制造农药杀虫剂。
六亚甲基四胺与发烟硝酸作用,可制得爆炸性极强的旋风炸药,简称RDX。
六亚甲基四胺可作为测定铋、铟、锰、钴、钍、铂、镁产、锂、铜、铀、铍、碲、溴化物、碘化物等的试剂和色谱分析试剂等。
另外,乌洛托品还是一种常用的缓蚀剂,用于减缓金属材料的腐蚀。
由此可以看出,乌洛托品在工业、医药行业中起着非常重要的作用。
本次设计按照设计任务书的要求,依据车间设计的基本理论,经过大量查阅工艺文献、化工工具数,经过一步一步计算而完成,由于时间和知识水平所限,还有就是理论知识和实践经验的欠缺,其中难免有很多瑕疵,希望老师能够给予指正。
设计者:
刘文清
2009年5月13日
第2章乌洛托品的概况
2.1乌洛托品的性质
(1)产品名称:
中文名:
乌洛托品
俗名:
四氮六甲环 六胺 胺仿
化学名:
六亚甲基四胺
英文名:
hexamethylenetetramine
英文名称2:
Urotropine
(2)化学结构式、分子式及分子量:
①化学结构式:
②分子式:
③分子量:
140.18
(3)理化性质:
外观与性状:
白色细粒状结晶,味初甜后苦。
熔点(℃):
263(升华)
相对密度(水=1):
1.27
燃烧热(kJ/mol):
239.7
溶解性:
溶于水、乙醇、氯仿、四氯化碳,不溶于乙醚、石油醚、芳烃
(4)质量指标:
2.2乌洛托品的生产工艺与行业现状
乌洛托品的研究在我国起步较晚,1956年开始工业化生产,1975年产量突破l万t,1997年国内有70多个生产厂家,装置能力为3.5万t/a,实际年产约2万t。
随着塑料工业、橡胶工业的发展,特别是矿山开采业的发展,对乌洛托品需求量不断增加,在“九五”末,国内需求量达到3.5万t/a,目前的装置能力可满足国内需求。
由于发达国家塑料产量的增长,促进了乌洛托品的消费,在国际市场上仍很紧俏,是一种很好的出口创汇产品。
为了使我国在乌洛托品的国际市场上占有一定地位,应当进一步对现有装置进行技术改造,提高生产能力,同时适当扩建一批先进的生产装置,提高出口能力,以便获得更大的经济效益和社会效益。
2.3工艺设计思想
乌洛托品的工业制造方法分为液相法和气相法,所用原料是甲醛气(或甲醛水溶液)、氨气(或液氨)。
所以,在合成氨厂、甲醇厂生产乌洛托品有原料易得、成本低的优势。
本次合成工艺设计以成熟的工艺路线为基础,将合格的甲醛水溶液和氨气送入反应釜中,反应热由冷却器移除,然后将反应生成的乌洛托品料液引入汽化器,使部分水汽化,料液被浓缩至乌洛托品含量约为38%后送入结晶器中,乌洛托品被进一步冷却结晶后送入离心机,在此分离出乌洛托品晶体,湿乌洛托品在干燥器中用热风干燥,最终收率约为79.36%。
本工艺具有技术路线成熟、技术难度小、控制简单、操作工段少等特点。
以中间体为原料可以在较小的投资和建厂规模的条件下,大量合成乌洛托品。
2.4工艺设计任务书
一、课题名称
3000t/a乌洛托品车间工艺初步设计
二、工艺条件
生产能力:
3000吨/年
年工作日:
300天
原料:
甲醛
主要设备:
反应釜,原料储罐,原料计量罐,离心机,换热器,离心泵,干燥器等
操作压力:
反应为常压,蒸发锅保持-0.06Mpa以下
操作温度:
-5至110℃
控温方式:
反应釜夹套换热
三、设计的主要任务
1、确定合成路线,设计工艺流程,绘制工艺流程图;
2、根据年生产任务和年工作日进行物料衡算;
3、根据年生产任务和年工作日进行能量衡算;
4、根据物料、能量衡算的数据及操作条件进行设备选型及其计算;
5、根据计算的有关数据及相关标准设计设备布局;
6、绘制设备布局图。
四、主要符号说明
D:
反应釜F:
储罐E:
换热器L:
离心机J:
离心泵
五、参考文献
见开题报告
附:
计划进度
发题:
2008年4月1日
文献调研:
1周
工艺路线的确定:
1周
物料衡算:
2周
能量恒算:
2周
设备选型及相关计算:
2周
绘图:
1周
撰写设计说明书:
1周
答辩、评分:
1
第3章工艺流程设计与工艺流程
3.1合成路线
3.2工艺设计
本设计的生产工艺的操作方式采用的是间歇操作,整个工艺总体上分为三个工段,包括反应、浓缩、结晶、干燥等一系列单元过程。
流程图框表示单元过程及单元反应,以箭头表示物料和载能介质流向,该设计的生产工艺流程框图见下图:
3.3工艺流程图
[见附录四]
第4章物料衡算
4.1物料衡算依据
设计任务
1、设计项目:
3000t/a乌洛托品车间工艺初步设计
2、产品名称:
乌洛托品
3、产品规格:
纯度99.4%
4、工作日:
300天/年
5、年生产能力:
年产3000吨乌洛托品
6、收率:
79.36%
基准:
物料衡算以天计算,物料单位为千克。
4.2部分生产原料的性质
表4—1反应原料用量表
物料名称
分子式
分子量
相对密度
纯度
含水量
杂质含量
性状
甲醛
HCHO
30.03
1.083
36.5%
63.5%
0
溶液
氨气
NH3
17.031
0.7081g/L
99%
0
1.0%
气体
4.3物料衡算
4.3.1反应岗位
(1)化学
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