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