靛蓝原料羟基乙腈的清洁生产工艺实践应用与研究

【摘要】：人类使用靛蓝作为染料已经有三千多年的历史。目前国内主要采用苯胺、氯乙酸、氢氧化亚铁与氢氧化钾为原料合成靛蓝。由于工艺的限制,生产过程中废渣、废水问题难以避免,环境污染严重,对我国靛蓝的生产与发展行程很大的限制。随着环境保护的理念逐步深入人心,推行靛蓝规模化及生产工艺清洁化已势在必行。本课题研究依托重庆市化工行业龙头企业—泰丰泰兴化工公司现有的6000吨/年的靛蓝生产能力,对项目清洁生产工艺进行了技术革新和流程优化,达到实现重要原料羟基乙腈的自行生产,这项工艺可以实现简化生产流程,省略长途运输,大幅降低装置投资和生产成本,有利于进一步降低靛蓝产品成本,增强盈利能力,促进项目工艺技术的提升、促进市场占有率,进一步提高市场竞争力。本文从项目现有产品配套升级入手,根据羟基乙腈项目的资源条件、技术方案、物料平衡、工艺优化、节能环保等方面,确定靛蓝生产原料羟基乙腈工艺,进而实现对靛蓝生产工艺的改造。本文获得主要结论有:1)所优化实施的羟基乙腈生产工艺符合国家产业政策,符合化工产品链的需求,产品经济效益显著,盈利能力强,同时有利于促进企业下游产业的技术进步和行业竞争力的提升。2)原料氢氰酸采用安氏法反应技术,在国内同行业中处于领先水平,氨转化率达70%。羟基乙腈生产工艺采用稀氢氰酸气体与甲醛一步法转化工艺技术,采取的生产技术具有规模化、自动化的优势,整体技术水平国内领先、国际先进。3)在节能减排方面,生产技术充分利用化学反应热,化工尾气通过先进的回收装置产生蒸汽,用于生产上;富余蒸汽用于制冷,大幅度降低了用电量,装置工艺能耗处于同行业先进水平。装置资源综合利用水平高,实现循环经济,符合国家发展资源节约型产业的政策导向。4)废气通过燃烧处理可达标排放;采用先进工艺和成熟的处理技术,生产上无工艺废水排放;固体废弃物均回收利用。此工艺路线的优点在于用羟基乙腈作为靛蓝合成原料,并将靛蓝合成阶段所形成的混合的废弃液体一概回收循环利用,可大大降低靛蓝加工阶段形成的废水、废气、废渣等有害物质对环境的污染。在我国,这项工艺为靛蓝的生产开辟了清洁生产工艺,大大增强了靛蓝产品在国际市场的竞争力,具有显著的技术、经济、环保效益。 【关键词】：靛蓝 羟基乙腈 工艺设计 清洁生产
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ226.6
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 靛蓝的应用及生产现状9-10
• 1.2 靛蓝合成工艺10-17
• 1.2.1 邻硝基苯基丙酸法合成靛蓝11
• 1.2.2 β-苯胺乙醇法合成靛蓝11-12
• 1.2.3 均二苯硫脲法12
• 1.2.4 苯基甘氨酸-邻甲酸法12-14
• 1.2.5 苯基甘氨酸法14-15
• 1.2.6 生物合成靛蓝15-17
• 1.3 羟基乙腈合成方法17-18
• 1.4 研究意义和研究内容18-20
• 1.4.1 研究意义18
• 1.4.2 研究内容18-20
• 第二章 产品规模及方案20-23
• 2.1 产品方案20-21
• 2.1.1 装置生产规模20
• 2.1.2 原辅材料、动力消耗量20-21
• 2.2 产品、副产品及原料品种规格、质量指标21-23
• 2.2.1 产品21
• 2.2.2 副产品21-22
• 2.2.3 原料22-23
• 第三章 羟基乙腈工艺技术方案23-39
• 3.1 羟基乙腈合成理论基础23-28
• 3.1.1 氰化氢的合成原理23-24
• 3.1.2 合成羟基乙腈热力学与动力学24-27
• 3.1.3 设计与生产过程中应注意的问题27-28
• 3.2 工艺流程和消耗定额研究28-32
• 3.2.1 工艺流程简述28-30
• 3.2.2 物料平衡计算30-32
• 3.3 主要设备32-34
• 3.3.1 主要设备的选择32-33
• 3.3.2 主要设备一览表33-34
• 3.4 自控技术设计34-37
• 3.4.1 自动化水平34-35
• 3.4.2 控制室设置设计35
• 3.4.3.环境特征及仪表选型35-37
• 3.4.4 动力供应37
• 3.5 安全措施37-39
• 3.5.1 化学腐蚀和化学灼烧防范措施38
• 3.5.2 其他危害防范措施38-39
• 第四章 羟基乙腈生产工艺节能措施及能耗计算39-42
• 4.1 产品实物能耗总量39
• 4.2 可采取的节能措施计算39-41
• 4.2.1 热能利用39-40
• 4.2.2 节电措施40
• 4.2.3 节水措施40-41
• 4.2.4 其他节能措施41
• 4.3 节能效果评价41-42
• 第五章 羟基乙腈的污染预防42-46
• 5.1 羟基乙腈生产中可能的污染源42-43
• 5.1.1 废气42-43
• 5.1.2 废渣43
• 5.1.3 废水43
• 5.1.4 噪声43
• 5.2 治理措施43-46
• 5.2.1 废气治理措施43-44
• 5.2.2 固体废物处理措施44
• 5.2.3 噪声治理措施44-46
• 第六章 结论与建议46-47
• 6.1 主要结论46
• 6.2 建议46-47
• 参考文献47-50
• 致谢50

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