搜索
课题名称天津建厂，9300t/a一硝基甲苯生产车间硝化工段工艺设计系名称化学工程系专业名称化学工程与工艺学生姓名（6012208）指导教师李真一、课题来源及意义硝甲苯是生产多种精细化工品的生产中间体，工业用途广泛，由硝基甲苯、邻硝基甲苯、间硝基甲苯三种同分异构体混合组成（简称混硝），经过分离的三种纯品都是重要的有机化工合成原材料，其中，对硝基甲苯的含量为36%、邻硝基甲苯的含量为60%、间硝基甲苯的含量为4%，纯品具有低毒、代用品少的特点，广泛用于染料、颜料、塑料、医药、纤维以及助剂中间体等有机合成工业；近年伴随着国际、国内化学工业的不断发展，三种异构体的市场需求量增长强劲。甲苯硝化反应是有机合成中一类重要的反应，一硝基甲苯主要用于生产对甲苯胺，3-氯-4-硝基甲苯，二硝基甲苯等，也用作染料中间体及农药，医药，塑料和合成纤维助剂的中间体。近年来，硝基甲苯的下游用途不断地被进一步开发，其应用前景十分被看好，导致国际市场硝基甲苯的供应日益紧张。二、国内外发展现状目前我国一硝基甲苯的产量足以左右欧洲市场行情，导致了欧洲一些中间体生产企业日渐萎缩和停产，中间体生产重心逐渐向亚洲转移，使我国的开发，生产销售出现了良好的机遇。国内一硝基甲苯的主要生产企业有：江苏淮河化工有限公司（国营9395厂），国营375厂，四川红光化工厂(国营565厂)、湖北东方化工厂(国营525厂)、吉化公司染料厂、湘潭有机化工厂、广东茂名有机化工厂等，总生产能力超过20万吨。一硝基甲苯作为医药、农药、染料、香料的中间体，应用广泛。在国际市场上，我国一硝基甲苯及其衍生物的价格比欧洲同类产品平均低30％，具有极强的竞争力。目前，我国一硝基甲苯及其衍生物产品的产量，足以左右欧洲市场行情，也导致了欧洲一些历史悠久的中间体生产企业日趋萎缩。据统计，近10年中，西欧被迫关闭2家硝基甲苯生产厂，5年前，2,6一二氯甲苯还有1～2家企业在生产，现在已不再生产，而间氯甲苯从5年前4家厂生产减少到只有2家，间二氯苯、N-烷基苯胺也减少了多家生产厂。美国一些大公司如联合公司、氰胺公司先后退出中间体生产舞台，美国市场上的铜酞菁、2B酸等70％来自中国及东南亚国家，国内几乎不生产。随着西欧中间体生产企业相继停产，中间体的生产重心逐渐移向亚洲(主要是中国和印度)，使我国硝基甲苯及其衍生物的开发、生产、销售出现了良好的发展机遇。近年来，国内有关科研单位和生产企业对一硝基甲苯的生产工艺进行了许多研究和探讨。如甲苯的一硝化工艺，国内目前均采用釜式串联混酸硝化，江苏淮河化工有限公司在有关专家的的指导下，结合硝基苯、二硝基甲苯、三硝基甲苯生产过程中硝化流程和设备的优点，对甲苯一硝化工艺及设备进行了相关的改进，使原先设备的产品产量翻番，质量提高，单耗下降。另外随着市场对高附加值的对硝基甲苯需求量增加，国内各大型科研院所对甲苯的选择性硝化也开展了广泛的研究。江苏淮化集团有限公司曾与南京理工大学合作开展甲苯定向硝化的研究，并取得了可喜进展，但实现工业化生产还有一定的困难。国外主流技术为绝热硝化工艺，绝热硝化工艺是国外20世纪70年代发展起来一种新型硝化技术，该工艺突破了硝化反应必须在低温下恒温操作的传统观念，取消了冷却装置，节省了大量用以移除反应热的冷却水，充分利用混合热和反应热来提高反应速度，因而物料停留时间段，副反应少，并且反应后的稀酸浓缩可以循环使用，因此绝热硝化被认为清洁的有前景的硝化技术。德国PLINKE公司和瑞士BIAZZI公司已联手将他们在各自领域内的经验汇集起来以提供最先进的绝热硝化技术。PLINKE公司是一家高度专业的工程公司，自从1947年以来它就闻名于废酸浓缩工厂。PLINKE公司也是苯绝热硝化的专家，1995年它就在此领域有所建树。PLINKE公司提供工程，技术诀窍，专有和搪玻璃设备并根据需要提供交钥匙工厂。迄今PLINKE公司已成功地在此领域向全世界提供了超过500套装置。BIAZZI公司是一家高度专业的工程公司，自从1936年开始传统地活跃于炸药领域的生产并自1950年跨入芳族硝化工艺。BIAZZI公司迄今共成功地完成了300多个项目，得到世界各地用户的一致赞誉。近年来国内外研究者正在原有硝基甲苯绝热硝化基础上研究完全绝热的硝化新工艺，据报道采用该技术对硝基甲苯进行硝化得到硝化产物质量分数约为邻硝基甲苯40%；对硝基甲苯59.5%；间硝基甲苯0.5%；其中邻硝基甲苯比传统的硝化得到邻位比例高出6%,起到了调节异构体比例的作用。不过目前该技术尚处于实验室阶段，而且增加了固体催化剂的应用，导致生产成本的增加，不过该技术不仅清洁环保，而且可以在一定程度上解决困扰硝基甲苯生产界多年的异构体调节难题。三、研究本次设计硝甲苯的生产方式采用连续化生产，绝热混酸硝化方法，这种方法节约能源但腐蚀性大，混酸组成为H2SO456%,HNO327%,H2O17%。硝基苯生产工艺主要有四个工序:配混酸工序、硝化工序、后处理工序、分离工序。生产关键流程简述：在该绝热硝化工艺中，循环硫酸用泵从硫酸泵罐中抽出，同加入的硝酸混合成含有硝酸、硫酸和水的混合酸液。混合酸加入到带搅拌的串联的反应器中。甲苯进入反应器同混合酸进行反应，为保证硝酸完全转化，甲苯进料量一般大于理论量的10%。反应后从酸相中分离出来的粗硝基甲苯，经过热交换器进入洗涤器，经过洗涤除去无机酸和有机酸，并萃取回收未反应的甲苯，回收甲苯再循环到过程中重新使用。然后硝化后的硝基甲苯进入精馏结晶工序进行分离提纯。四、进度安排10月8日至14日写开题报告10月15日至21日绘制方框图10月22日至11月4日物料计算11月5日至11日热量计算11月12日至25日设备计算与选择11月26日至12月17日绘制流程草图五、建厂规划天津滨海新区，是中国天津市下辖的副省级区、国家级新区和国家综合配套改革试验区，位于天津东部沿海地区，环渤海经济圈的中心地带，是中国北方对外开放的门户、高水平的现代制造业和研发转化基地、北方国际航运中心和国际物流中心、宜居生态型新城区，被誉为“中国经济的第三增长极”。滨海新区在2005年开始被写入“十一五”规划并纳入国家发展战略，成为国家重点支持开发开放的国家级新区。2010年，滨海新区生产总值达到5030.11亿元，超过浦东新区，增速为25.1%。地理位置天津滨海新区地处华北平原北部，位于山东半岛与辽东半岛交汇点上、海河流域下游、天津市中心区的东面，渤海湾顶端，濒临渤海，北与河北省丰南县为邻，南与河北省黄骅市为界，地理坐标位于北纬38°40′至39°00′，东经117°20′至118°00′。位于天津东部沿海地区，环渤海经济圈的中心地带，总面积2270平方公里，人口248万人。气候概况由于特殊的地理位置，滨海新区属于大陆性季风气候，并具有海洋性气候特点：冬季寒冷、少雪；春季干旱多风；夏季气温高、湿度大、降水集中；秋季秋高气爽、风和日丽。全年平均气温13.0℃，高温极值40.9℃，低温极值-18.3℃。年平均降水量566.0毫米，降水随季节变化显著，冬、春季少，夏季集中。全年大风日数较多，8级以上大风日数57天。冬季多雾、夏季8-9月份容易发生风暴潮灾害。主要气象灾害有：大风、大雾、暴雨、风暴潮、扬沙暴等。天津位于中纬度欧亚大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属大陆性气候。主要气候特征是，四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪。天津年平均气温在12.0-14.5°C，市区平均气温最高为14.2°C。1月最冷，平均气温在-2°C；7月最热，平均气温在28°C。天津季风盛行，冬、春季风速最大，夏、秋季风速最小。年平均风速为2~4米/秒，多为东南风。天津平均无霜期为196~246天，最长无霜期为267天，最短无霜期为171天。在四季中，夏季和冬季大约在120-150天，春季和秋季大约在40-65天。天津年平均降水量为520~660毫米，降水日数为63~70天。在地区分布上，山地多于平原，沿海多于内地。在季节分布上，6、7、8三个月降水量占全年的75%左右。天津日照时间较长，年日照时数为2500~2900小时。交通陆路交通铁路：天津不仅处于京沪铁路、津山铁路两大传统铁路干线的交汇处，还是京沪高速铁路、京津城际铁路、津秦客运专线、津保客运专线等高速铁路的交汇处，是北京通往东北和上海方向的重要铁路枢纽。公路：天津公路网是以国道和部分市级干线为骨架，以放射状公路为主的网络系统，以外环线沟通各条放射公路的联系。通过天津的国道主干线有4条：京津塘高速公路、京福一级汽车专用公路、拉丹高速公路和拉丹高速公路津唐支线；国道5条：京哈、京塘、津同、津榆公路和山广公路。市级干线有：津围、津北、津沽、津岐、津汉、津静、金钟、津霸、津永、津杨、津涞、津港等公路。全市公路通车里程为4243公里。高速公路143.85公里，二级以上高等级公路1273.8公里。全市拥有载货汽车73736辆、387665吨位；客运汽车1557部、52359座位；年货运量1.95亿吨，客运量1500万人次。水路交通天津港是世界等级最高、中国最大的人工深水港、吞吐量世界第五的综合性港口，位于滨海新区。服务和辐射京津冀及中西部地区的14个省市自治区，总面积近500万平方公里，占全国面积的52%，是蒙古国等内陆国家的主要出海口，航线通达世界180多个国家和地区的500多个港口。天津港集团投资600亿元的天津填海造陆工程承担继续开发的30平方公里东疆港区、13平方公里南疆港区和120平方公里的临港产业区。天津在渤海西岸的盐碱滩涂上建成的吞吐量两亿吨的第二港口天津南港于2011年08月31日开港试通航，也称天津港的南港区。空中交通天津滨海国际机场位于东丽区，距天津市中心13公里，距天津港30公里，距北京134公里，南至津北公路，西至东外环路东500米，北至津汉公路及京津高速公路，东至京津塘高速公路，是国内干线机场、国际定期航班机场、国家一类航空口岸，中国主要的航空货运中心之一。地理位置优越，具有较强的铁路、高速公路、轨道等综合交通优势，基础设施完善，市政能源配套齐全。滨海国际机场代理国内外客货运包机业务，提供一条龙服务，为各航空公司提供地面代理业务。机场基地航空公司有中国国际航空公司天津分公司、天津航空有限责任公司、奥凯航空有限公司、厦门航空有限公司、银河国际货运有限公司。2010年6月1日天津航空获批扩大经营范围，将经营国内干线航空及国际航空市场。六、主要参考文献[1]化工原理•天津大学•天津•天津科学技术出版社•1990[2]化工过程及设备设计•华南理工大学•广州•华南理工大学出版社•1986[3]化工工程制图•魏崇关•北京•化学工业出版社1992[4]《甲苯选择性硝化制备对一硝基甲苯工艺的探讨》——张慧田[5]《硝基甲苯现状》——阚美秀，刘吉平[6]《甲苯一硝化生产工艺的改进》——董云选题是否合适：是□否□课题能否实现：能□不能□指导教师（签字）年月日选题是否合适：是□否□课题能否实现：能□不能□审题小组组长（签字）年月日-高氯酸对阿胶进行湿法消化后,用导数火焰原子吸收光谱技术测定阿胶中的铜、“中药三大宝,人参、鹿茸和阿胶。”阿胶的药用已有两千多年的悠久历史,历代宫①马作峰.论疲劳源于肝脏[J].广西中医药,2008,31(1):31.①史丽萍,马东明,解丽芳等.力竭性运动对小鼠肝脏超微结构及肝糖原、肌糖元含量的影响[J].辽宁中医杂志,①王辉武,吴行明,邓开蓉.《内经》“肝者罢极之本”的临床价值[J].成都中医药大学学报,1997,20(2):9.①杨维益,陈家旭,王天芳等.运动性疲劳与中医肝脏的关系[J].北京中医药大学学报.1996,19(1):8.1运动性疲劳与肝脏①张俊明.“高效强力饮”增强运动机能的临床[J]．中国运动医学杂志，1989，8（2）：10117种水解蛋白氨基酸。总含量在56.73%～82.03%。霍光华②采用硝酸-硫酸消化法和18（4）：372-374.1995,206．2②林华,吕国枫,官德正