开题报告产50000t草酸工艺设计.doc

大学本科毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）题目年产50000t草酸工艺设计姓 名学 号班 级院（系）专 业化学工程与工艺指导教师 职 称课题性质 1. 选题背景和意义 草酸，学名己二酸，是一种最简单二元酸。草酸遍布于自然界，常以草酸盐形式存在于植物如伏牛花，牛蹄草，酢浆草和酸模草的细胞膜中，草酸的名称即由'此而来。草酸广泛用于医药工业、稀土元素精制工业、染料中间体的合成、纺织工业、皮革工业、有机合成工业和金属净化等方面。我国于1955年就已工业化台成草酸，甲酸钠法生产草酸是我国草酸生产的一种重要方法。我国草酸生产工艺主要采用甲酸钠法脱氢偶联草酸钠, 再经硫酸铅铅化、 酸化来生产草酸, 生产中大量含铅废水的排放, 对环境造成一定的污染。近年来, 随着人们对环境保护意识的不断增强, 环境污染及治理问题引起了极大重视,因此,有必要找出一种无毒、低污染的原料来代替草酸生产中的 PbSO4。 石灰水价廉易得, 反应所得的副产物为 CaSO4可以加工作为建筑材料 无污染，同时反应得到的母液 NaOH 可以返回流程,用于和 CO 反应制甲酸钠, 从而可节约原料 NaOH 的用量,降低生产成本。因此，研究草酸的生产路线，开发产量高、质量优 成本低的生产技术，提高草酸的产量和质量，具有重要意义。2. 国内的研究现状我国草酸生产发展很快 ,年产量达三十多万吨 ,而且生产厂家分布较广。草酸的生产方法 ,在我国基本采用两种方法 ,一种是硝酸氧化葡萄糖或淀粉的氧化法 。但这种方法是消耗粮食 ,目前我国人均粮食占有量并不富裕 因此用粮食生产草酸不太符合国情 。另外氧化法草酸质量差 ,达不到国家标准 。我国基本上采用另一种生产方法即用煤气或用焦炭 、烧碱和硫酸等为原料的合成法生产草酸 。而合成法又分两种工艺一种是铅化法 ,另一种就是钙化法 。铅化法生产 合成草酸 ,在草酸钠铅化过程中得到的草酸铅要经数次水洗 。每生产1 吨草酸要有10 kg的铅盐(以硫酸铅计)排至下水，一个年产万吨的草酸厂 ，一年要排1000吨的硫酸铅到下水中。另外铅化法的酸化过程有副产物硫酸钠 ,由于回收费用高 ,因此大部分中小厂则将副产物硫酸钠水溶液也排至下水中 ,每生产1吨草酸要放1.12吨的硫酸钠。另一方面铅 化法是消耗烧碱 ,每吨草酸要消耗1000 kg 的烧碱（ 以100 的烧碱计） 。我国基本都采用铅化法工艺生产合成草酸 。用钙化法工艺生产合成草酸能消除铅盐和硫酸钠对下水的污染 ,且以廉价的石灰来代替贵重的烧碱原料 ,成本可大大降低 。我们用三年多的时间对钙化法生产合成草酸的工艺进行研究 。3. 草酸的主要用途 草酸在医药、冶金、化学工程等部门有广泛应用，目前草酸的主要用于纺织，皮革工业，冶金工业及药物合成等，约占世界草酸消耗量的85%90%。在美国日本和法国草酸主要用于金属的清洗，鞣革，医药及抽提稀有金属。部门用途化学工业酯草酸酰，草酸酯，草酸盐，对苯二酚，漆片，点玉粉医药部门金霉素，土霉素，四环素，链霉素，麻黄素纺织工业纤维的清洗，漂白剂，染料媒染剂，增稠剂，固定剂皮革工业鞣革剂，脱色剂，熟皮剂，漂白剂冶金工业金属表面处理剂，稀土金属沉淀剂机械工业净化机，除垢剂等油脂工业松油醇，甘油剂硬脂酸的精制剂等 草酸的主要用途4. 草酸的生产方法及其优缺点草酸的生产方法优点缺点甲酸钠法铅化法工艺成熟，产品质量稳定，生产周期短。铅污染，且反应得到的硫酸钠能返回流程。钙化发消除铅盐及硫酸钠对地下水的污染所得副产品产物可以作为建筑材料，无污染。原料消耗高，而且固体处理难以连续化。一氧化碳氧化偶联法液相法活性高，选择性好，易回收，产品纯度高，生产污染少。对一氧化碳纯度要求高，消耗的催化剂价格昂贵，投资高。气相法与液相法相比，该方法选择性高，工艺简单，产品纯度高成本低。目前处于测试中。碳水化合物氧化法原料易得，工艺简单，操作条件温和和投资少。收率低，粮食消耗量大，生产成本高，并且尾气中含有大量氮氧化合物，毒性大。5. 草酸产品现行报价 产品名称规格含量产品报价供应商报价时间草酸99.6%2800山东济南汇丰达化工有限公司2011-6-8草酸25kg9000高邑县冀星化工有限责任公司2011-6-8草酸铌99.9%850000上海金锦乐实业有限公司2011-6-8草酸二乙酯99.5%13800上海金锦乐实业有限公司2011-6-8草酸亚锡98.5%150000上海金锦乐实业有限公司2011-6-8草酸二乙酯200KG/桶0昆山市亚龙贸易有限公司2011-6-8草酸二甲酯25KG/桶0昆山市亚龙贸易有限公司2011-6-8草酸96-995600/吨山东济南鸿鑫化工有限公司2011-6-8草酸右旋西酞普兰0.985面议武汉福鑫化工有限公司2011-6-7草酸二乙酯0上海八源化工有限公司2011-6-7草酸50KG/袋5200广州市纬峰化工有限公司2011-6-7草酸99.6%0上海昊化化工有限公司三部2011-6-7草酸二乙酯98%0上海昊化化工有限公司三部2011-6-7草酸二乙酯0上海金贸泰化工有限公司2011-6-7草酸二乙酯0上海金贸泰化工有限公司2011-6-7草酸5000淮南市化工助剂厂2011-5-31草酸5000张家港保税区凯斯乐化工国际贸易2011-5-31广东广州番禺草酸价格50KG/包5000广州市拓羽化工有限公司无机原料2011-5-27工业草酸99.6%（国标，厂家99.6%国标4300石家庄弛正草酸化工有限公司2011-5-20工业草酸99.6%（国标，出口99.6%国标4300石家庄弛正草酸化工有限公司2011-5-20工业草酸（出口级）出口级2000石家庄弛正草酸化工有限公司2011-5-20工业草酸96%（出口级）96%出口级4000石家庄弛正草酸化工有限公司2011-5-20工业级草酸99%（出口级）99%出口级4100石家庄弛正草酸化工有限公司2011-5-19草酸99.6%0广州市信诚化工有限公司2011-5-11草酸亚铁9000沈阳长达化工贸易有限公司2011-5-9水合草酸4300石家庄凌跃化工有限公司2011-4-23草酸4100吴江市平望藏龙氯化钙厂2011-2-28草酸钠AR14辽宁嘉诚精细化学品有限公司2011-1-20草酸钾AR17辽宁嘉诚精细化学品有限公司2011-1-20草酸铵AR17辽宁嘉诚精细化学品有限公司2011-1-20 6. 前景展望 90 年代前,我国95%以上的企业都采用甲酸钠法生产草酸。在 80 年代末自90 年代初,兴建了许多小型草酸厂, 几乎都采用碳水化合物硝酸氧化法。这两种方法都存在一些问题,前者需要消耗大量硫酸、烧碱,含铅废水污染严重; 后者消耗大量硫酸、硝酸,氮氧化物尾气污染严重,生产工艺在国外正在逐步淘汰。一氧化碳气相偶联法虽有一定进展,但离工业生产还有一定距离。因此,我国草酸工业整体水平依然不高。利用石油加工产品如烯烃、炔烃、醇类及醛类氧化法生产草酸具有独特的优点, 但我国在这方面的研究和开发工作还做得较少, 现阶段还较难推广。采用一氧化碳气相偶联法将一氧化碳转变为草酸,不仅原料易得、经济、少污染,而且可以利用各种废气如黄磷炉、电石炉、高炉、转炉尾气,其中间体草酸酯既可用于生成草酸、草酰胺,还可用作乙二醇、 染料中间体等的合成原料。该法前景广阔, 特别是在云南、贵州等地近年已建成大量的黄磷电炉、电石炉,有较好的基础条件, 应积极跟进,尽快实现工业化。今后, 若以二氧化碳为原料合成草酸等各种有机物并实现工业化, 不仅将引起革命性的变革,而且对减少大气污染、 资源利用等将开辟广阔的空间。 就我国目前的情况而言, 一方面要集中主要力量研究、开发草酸生产的各种新技术、 新工艺,对现有企业进行技术改造,从而降低消耗、减少污染; 另一方面要通过政府从宏观上控制和稳定生产规模,采用经济和环保等手段鼓励和引导企业采用新工艺技术,鼓励使用石油加工产品、 含一氧化碳或二氧化碳的工业排放尾气等为原料生产草酸, 从而提高我国草酸工业的整体水平。 7. 本设计的主要结构 第一部分：引言 第二部分：化工计算 第三部分: 主要设备的选择及计算 第四部分：工艺设备一览表 第五部分：工艺流程叙述 第六部分：工艺流程图及主体设备结构图参考文献:1 王振中.化工原理（上、下）M.化学工业出版社，1985.2 陈几棠.化工设备设计全书M.上海科学出版社，1985.3 任晓光等.化工原理课程设计指导M.化学工业出版社，2009.4 汪镇安.化工工艺设计手册M.化学工业出版社，2003.5 刘光启等.化工物性图算手册M.化学工业出版社，2002.6 董大勤.化工设备机械基础M.化学工业出版社，2009.7 刘家琪.传质分离工程M.高等教育出版社，2005.8 梁国栋等.工程制图M.机械工业出版社，2003.9 李安民,李一兵,耿书元,宋培中. 钙化法制备草酸的最佳工艺条件J.煤化工, 2006.10 李新柱,赵艳丽. 一氧化碳生产草酸J. 化学工业, 2007,(05) .13 王俏,郭延红. 高粱秆制取草酸新工艺研究J. 河南工业大学学报(自然科学版), 2005,(03) . 14 李忆平,唐宏科,陈均志. 玉米淀粉制取草酸的工艺研究J. 西北轻工业学院学报, 2000,(02) . 15 王光荣,曾和平. 用花生壳制取草酸的研究J. 化学试剂, 2008,(01) .16 亢永斌,宋培中. 甲酸钠钙化法合成草酸生产工艺的研究J. 山西化工, 2002,(02) . 17 李凤飞. 葡萄糖氧化制草酸J. 精细化工中间体, 2008,(03) .18 崔小明. 草酸的生产应用及市场前景J. 化工生产与技术, 2000,(01) .19 王俏,张理平,宋延卫,孙小燕. 木屑氧化法制取草酸工艺的改进J. 延安大学学报(自然科学版), 2003,(02) . 学生签名：_王 辰_ 2011 年 3 月 12日指导教师意见 指导教师签名：_ 年 月 日开题指导小组意见 组长签名：_ 年 月 日