年产3600吨27.5%甲醇钠.doc
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沈阳化工大学
本科毕业论文
题目:
年产3600吨27.5%甲醇钠
甲醇溶液的工艺设计
院系:
应用化学学院
专业:
应用化学
班级:
应化0902
学生姓名:
邢华宇
指导教师:
石照信
论文提交日期:
2013年6月20日
论文答辩日期:
2013年6月24日
毕业设计(论文)任务书
应用化学专业0902班学生:
邢华宇
毕业设计(论文)题目:
年产3600吨27.5%甲醇
钠甲醇溶液的工艺设计
毕业设计(论文)内容:
1.工艺流程的确立
2.物料衡算、热量衡算、设备衡算
3.设备选型
4.绘制工艺流程图、平面布置图
设备装置图
毕业设计(论文)专题部分:
配碱罐
起止时间:
2013年3月~2013年6月
指导老师:
签字年月日
教研主任:
签字年月日
学院院长:
签字年月日
摘要
本次设计的任务是年产3600吨27.5%的甲醇钠甲醇溶液的工艺设计。
甲醇钠的生产具有巨大的社会价值和商业价值。
甲醇钠主要用于生产维生素A、维生素B、长效磺胺、磺胺、嘧啶、甲氧苄氨嘧啶等药品,也可用作催化剂和分析试剂等也广泛应用于香料领域。
甲醇钠生产方法主要有两种:
一种是钠法:
钠与甲醇反应;另一种是碱法:
氢氧化钠与甲醇反应。
通过详细地查阅资料,确定用甲醇与氢氧化钠反应的方法生产甲醇钠甲醇溶液。
此种生产方法原料成本低,来源广泛,甲醇可循环使用,节省原料,产品收率高,对设备及工艺条件要求较低,适用于大规模工业生产,并实地考察了沈阳东瑞科技有限公司的甲醇钠生产车间,确定该方法可行。
甲醇钠的生产工艺流程主要包括甲碱液的配制、甲醇钠的制备及甲醇的精馏。
本次设计根据年产量3600吨的要求,结合工厂实际操作工艺流程通过对溶碱工序、精馏工序、反应工序详细的物料衡算、热量衡算及设备尺寸计算,计算出各项设备参数,并绘制了精致的工艺流程图、溶碱设备图和设备平面布置图,另外,还包括产品及原料的特性、工艺流程的叙述、厂址的选择、车间人员的安排、劳动保护及安全技术要求,环境保护及安全处理等。
关键词:
甲醇钠;甲醇;氢氧化钠;甲碱液;精馏
Abstract
Thetaskofthisdesignistheprocessdesignofanannualoutputof3600tonsof27.5%methanolsolutionofsodiummethylate.
Theproductionofsodiummethanolproductionhasgreatsocialandcommercialvalue.SodiummethylateismainlyusedfortheproductionofvitaminA,vitaminB,SDM,sulfanilamide,pyrimidine,trimethoprimandothermedicines;anditisalsousedwidelyascatalystandanalyticalreagentinspicefields.
Therearetwomaintypesofproductionmethodsofsodiummethylate.Oneissodiummethod:
sodiumreactionwithmethanol;theotheroneisalkalineprocess:
sodiumhydroxidereactionwithmethanol.
Throughdetailedaccesstoinformation,thedeterminationhasbeenmadethatmethanolsolutionofsodiummethylatewillbeproducedbythereactionofmethanolandsodiumhydroxide.Thisproductionmethodispracticablebecauseithasmanyadvantages:
thelowcostoftherawmaterial,numberofsources,thecycleuseofmethanol,lowusageofrawmaterial,thehighproductyield,therelativelylowrequirementsforequipmentandprocessconditions,theconvenienceoflarge-scaleindustrialproductionandthefeasiblepracticalsituationofthesodiummethanolproductionworkshopofShenyangDongRuiscienceandtechnologyCo.,LTD.
Theproductionprocessofsodiummethanolmainlyincludesthemixtureofmethanol solution of sodium hydroxide,thedistillationofthepreparationofsodiummethylateandthedistillationofmethanol.
Accordingtotherequirementoftheannualproductionof3600tonsandcombinedwiththeactualoperationprocessoffactories,thisdesignhasmadeadetailedmaterialbalanceofsolublealkaliprocess,distillationprocessandreactionprocess.Moreover,heatbalanceandequipmentsizecalculationhavealsobeentakenintoconsideration.Inthisdesign,alltheequipmentparametershavebeencalculated;andadelicatedrawoftheprocessflowdiagram,thesolublealkaliequipmentfigureandtheequipmentlayoutcanalsobefoundinthisdesign.What’smore,thisdesignincludestheintroductionsofthecharacteristicsofproductsandrawmaterials,thedescriptionofthetechnologicalprocess,theselectionofthesite,thearrangementoftheworkshopstaff,therequirementsoflaborprotectionandtechnologysecurity,environmentprotectionandsafedisposal,etc.
KeyWords:
sodiummethylate,methanol,sodiumhydroxide,Methanol solution of sodium hydroxide,distillation
目录
前言 1
第一章工艺流程选择 4
1.1原料及产品特性 4
1.2工艺流程叙述 5
第二章厂址的选择 7
第三章车间人员安排 8
第四章劳动保护及安全技术要求 9
第五章环境保护及三废处理 10
第六章物料、热量及设备尺寸计算选型 11
6.1物料衡算 11
6.1.1甲碱液配制工序 12
6.1.2反应塔工序:
连续操作 14
6.1.3甲醇精馏工序:
连续操作 18
6.2热量衡算 22
6.2.1甲碱液的配制 23
6.2.2反应工段 24
6.3设备选型 25
6.3.1贮罐的设计 25
6.3.2工艺流程中泵的选择 31
6.3.3反应塔系统 33
参考文献 45
附录 46
附录1设计一览表 46
附录2工艺流程简图 47
附录3工艺流程图 48
附录4车间布置图 48
附录5溶碱罐装配图 48
附录6英文原文复印件 49
附录7英文原文翻译 56
致谢 59
沈阳化工大学学士学位论文前言
前言
甲醇钠是一种重要的有机合成中间体。
它主要用作缩合剂和强碱性催化剂,以及甲氧基化剂。
在医药工业上用于制取维生素B1及A,磺胺嘧啶等药物。
少量用于农药生产。
也可用作处理食用脂肪和食用油(特别是处理猪油)的催化剂。
并可用作分析试剂。
【1】
本次设计是年产3600吨27.5%甲醇钠甲醇溶液的生产工艺设计。
甲醇钠的生产方法主要有两种【2】:
1.由甲醇,钠反应制备----------钠法
以金属钠和甲醇为原料进行置换反应,其方程式如下
2CH3OH+2Na→2CH3ONa+H2↑
这一生产工艺主要分四个部分:
⑴加料工序,将工业甲醇用泵输送到甲醇计量罐,将120kg金属钠投入反应釜中
⑵氮气置换工序,关闭加料和放空阀门,通入氮气至反应釜内,使压力表指数达到0.1MPa,打开放空阀卸压,重复三次后回流,放空阀保持打开状态继续通入氮气
⑶反应工序,将冷凝器通入冷却水,立即通过甲醇计量罐加入甲醇(注意甲醇加入速度),进行反应,反应5-10min后停止通入氮气。
继续加入甲醇,在2-3h内将820kg甲醇计量加入后关闭甲醇加料阀,继续反应2-3h至反应液无气泡产生
⑷调和工序,将产品加入调和贮罐,取样分析,并调和至所需浓度,装桶。
此种方法虽然操作简单,但是存在原料成本高,产生大量氢气和热量,氢气是易燃易爆且难以液化,整个工艺流程很难控制贮运也不方便,而且收率较低,危险性大等缺点。
2.由甲醇和氢氧化钠反应制备---------碱法
以氢氧化钠和甲醇为原料制取甲醇钠,其方程式为:
CH3OH+NaOH→CH3ONa+H2O
甲碱液的制备:
将固体氢氧化钠破碎,加入盛有
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- 年产 3600 27.5 甲醇