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1、年产 5 万吨酸性染料化工厂设计一、课题研究意义设计年产 5 万吨酸性染料化工厂，设计深度主要是工艺部分，具体设计以扩大初步设计为主，包括确定生产流程、物料衡算及热量衡算等计算，车间平面、立面的布置设计和全厂总平面的布置设计。染料主要应用于纺织工业各种纤维及其织物的染色和印花，此外还广泛用于纸张、木材、皮革、墨水、感光材料、食品、医药、化妆品的着色。有的染料本身又是有机颜料，或是溶剂染料，或是制造有机颜料的原料，而有机颜料广泛用于油墨、涂料、塑料、橡胶、皮革、文教用品等的着色，还可用于制造涂料印花色浆和涂料染色色浆，以及合成纤维和合成树脂的原液着色。所以染料与国民经济各个部门密切相联，与人民生
2、活息息相关。根据国家统计局统计， 2009 上半年， 山西、江西、安徽、宁夏、湖北省等西部省市染颜料产量增长较快， 而传统的染颜料主要生产省市如浙江、天津、江苏、上海、河南等地增长较少或是负增长。 行业内部发展也是参差不齐， 根据调查了解， 有 70%的染颜料企业生产处于持平略低水平， 经营状况基本稳定， 并且逐渐向好的方向发展； 有10%的企业生产有所增长， 其中以内销为主的企业增长较多， 除出口下降外，生产数量、实现利税等指标都有提高； 另外 20%的企业经营状况十分困难， 主要是小染料企业， 竞争优势较差， 基本处于停产半停产状态， 资不抵债、处于破产边缘。我国染料产量虽然很大，但产业结
3、构及生产布局非常不合理，生产厂点多，企业规模小，布局分散，这在很大程度上造成了我国染料工业存在多种弊端。如装置自动化水平及劳动生产率较低；污染源多，三废治理水平低，对周围环境造成严重污染较；产品质量参差不齐、能源及原材料消耗高。目前的产业结构在很大程度上制约着我国染料工业的进一步发展和在世界市场上竞争力的提高，因此调整染料产业结构已成为我国染料工业求发展、提高竞争实力的必由之路。基于我国染料行业现有实力和发展基础，建立该项目完全有望达到预期的效果和目的。届时，不仅企业的综合实力将得到进一步增强，而且对我国酸性染料的发展也有着1积极的促进作用，对减少我国酸性染料进口、增加产品出口也会带来明显的效
4、果。二、. 设计原始依据资料根据本行业发展的需求，以及国际市场的需求，经河北省藁城市政府有关部门的批准，新建厂的厂址拟选在河北省藁城市开发东区。新建厂的主要原料，经上级主管部门的批准，一部分向国内厂商购买，另一部分由本厂合成，可以节省经费，并且能够做到产品统一规格。1. 产品：弱酸性黑 NB G染料2. 产量： 5 万吨/ 年3. 动力供应：本地区电网供电4. 工作制度：三班制 , 每年生产 300 天三、选题的依据（理论依据、技术依据）鉴于现代工业生产能力与实际需要之间的差距，我国近几年来纺织业等大量需用染料行业的崛起，以及近几年来我国酸性染料进出口的需求，我国大型酸性染料生产装置以引进技术
5、为主， 中型和小型酸性染料生产装置以国产化技术为主。 拟设计年产 5 万吨酸性染料化工厂，现代酸性染料的工业化生产技术比较先进，但是还有更多的新技术可以应用到新的生产线上，对染性燃料的改性合成机理及其应用方面进行了研究 , 以及拉动我国酸性染料市场开发 , 适应环保事业发展要求 , 推动社会经济发展。在酸性染料中，金属络合型染料占有相当重要的位置 ( 包括 1：1 型和 1：2 型金属络合染料，前者国内称作酸性络合染料，后者国内称作中性染料 ) 。国果扣除国外淘汰停产品种 16 个，实际国内生产的酸外生产的金属络合型染料 259 个，占酸性染料品种数性金属络合染料只有 67 个品种属于国外生产
6、品种， 355，国内开发研究，曾生产和现生产的酸性金属约占国外酸性金属络合染料品种数 26。国内外生络合染料 83 个，占国内酸性染料品种数 28。 9，如产的酸性金属络合染料品种数见表 1。表 1 国内外生产的酸性金属络合染料品种数项目/ 色谱黄橙红紫蓝绿棕黑合计国外生产品种（个）3025439301860442592国内品种数（个）118144127131483其中国外停产淘汰3112223216品种数（个）单偶氮酸性金属络合染料色谱齐全，从黄到黑的色谱我国均有生产，双偶氮酸性金属络合染料色谱仅限于棕色和黑色，且以棕色为主，多偶氮型酸性金属络合染料色谱只有棕色，且品种少。国内双偶氮型和多偶
7、氮型酸性金属络合染料均未生产。我国酸性染料生产，无论品种、产品质量等方面与国外相比，还有一定差距，因此酸性染料进口长期以来持高不下。以 2004 年为例，酸性染料进口量超万吨，达到113433 吨( 比 2003 年增加 99) ，约占染料进口总量 175，其进口量仅低于活性染料居第二位，进口酸性染料耗汇 7423 万美元。进口平均价格 6544 美元吨，仅低于还原染料居第二位。用磺酰基取代二氨基 N苯甲酰苯胺中甲酰基制成的二氨基一N一苯磺酰苯胺是一只很好的二氨基化合物，可用来制造无致癌活性的环保型酸性染料和环保型直接染料 。弱酸性黑 NB G(CI 酸性黑 234)染料是以 4，4 二氨基苯
8、磺酰苯胺为原料合成的环保型酸性染料，它是一支牢度优良的黑色酸性染料，可用于羊毛、丝绸、棉和粘胶的染色，也可以用于皮革染色；对纤维素纤维有直接性，也能作为环保型直接染料用于棉、粘胶等的染色，可用来取代含致癌芳香胺结构的CI 直接黑 38。四、方案选择结构式NH 2NH2OHH2NN NSO2NHN NN NNaO3SSO3Na合成 CI 酸性黑 234 染料的合成工艺条件见下表。工序I 偶合II 偶合III 偶合时间（ h）10223温度（）8-106-1012-15PH值3-49-109-10该产品已工业化生产，染料应用性能良好，经使用各项技术指标达到了国外同类产品水平，满足了用户需求。五、设
9、计工作中面临的技术难点和拟采取的解决方法加大我国酸性染料的技术革新，开拓下游产品研发和应用力度是当前我国酸性染料发展的必然趋势。当前国内酸性染料产品供过于求，且酸性染料的应用消费仍主要局限于传统领域。要扭转这种形势，加大酸性染料产品的技术革新，推动酸性下游产品的研发和应用，促进消费增长，提升我国酸性染料在国际市场中的竞争地位，无疑是最好的解决途径。为此行业要加大宣传力度，从阻燃、环保和节约能源的角度呼吁立法，推进先进酸性染料产品尽快进入国际市场市场。持续提升技术水平，目前国内酸性染料生产技术还存在一定的缺陷，尤其是在高技术酸性染料和生产“三废”治理等环节上还有待提高和改进。同时国内酸性染料产业
10、规模偏小，成本高，在当前煤、电、油、气等原料高涨的情况下，企业利润空间已被挤压至最小，迫切需要采用先进的生产技术，扩大生产规模，降低成本，提高产品竞争力和企业效益。由于酸性染料生产存在污水排放量大等严重的环境问题， 本设计从尽量减少污水的排放量和节省原材料及能源消耗等，从而做到尽可能的去降低成本，使得本设计在技术上处于我国酸性染料的领先水平。六、已进行的设计工作基础和已具备的科学研究条件。大学期间学习的关于化学工程类的知识可以完成本设计；在图书馆、数据库已经进行了相关的资料的收集工作；查找到了气象条件，确定了厂址。七、设计阶段的进度（起讫日期）和要求，预期结果以及创新点。4周 次设计任务及要求
11、3-5查阅课题的相关资料6-7分析课题的可行性，论证设计方案8-9工艺计算10-11绘制图纸12编写设计说明书八、13完成图纸及说明书，准备毕业答辩参考文献1 曾之平、王扶明 化工工艺学 . 北京 化学工业出版社 .2004.7.2 崔恩选 工业化学 . 北京 高等教育出版社 .1989.9.3 周镇江 轻化工工厂设计概论 中国轻工业出版社 20054 徐新华、杨岳平 化工环境工程概论 化学工业出版社 20025 宋航、付超 化工技术经济化学工业出版社 20026 化学工艺出版社组织编著中国化工产品大全 20047 宋小平、韩长日 精细有机化工产品 实用生产技术（上下卷） 中国石化出版社200
12、18 宋小平 染料制造技术 科学技术文献出版社 20019 化工百科全书（第八卷） . 北京：化学工业出版社10 有机化工原料大全（第二版 下）. 北京：化学工业出版社11 周镇江 . 轻化工工厂设计概论 . 北京：中国轻工业出版社， 2004.712 王凯 虞军 . 搅拌设备 . 北京：化学工业出版社， 2003.813 朱有庭 曲文海 于敷 . 化工设备设计手册 . 北京：化学工业出版社， 2005.614 姚玉英 . 化工原理（上 下） . 天津：天津大学出版社15 汤善浦 朱思明 . 化工设备机械基础 . 上海：华东理工大学出版 2004.1216 吴宗泽 罗圣国 . 机械设计课程设计手册 . 北京：高等教育出版社。5