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1、大學本科畢業(yè)論文（設計）開題報告畢業(yè)論文（設計）題目年產(chǎn)50000t草酸工藝設計姓 名學 號班 級院（系）專 業(yè)化學工程與工藝指導教師 職 稱課題性質 1. 選題背景和意義 草酸，學名己二酸，是一種最簡單二元酸。草酸遍布于自然界，常以草酸鹽形式存在于植物如伏?；?，牛蹄草，酢漿草和酸模草的細胞膜中，草酸的名稱即由此而來。草酸廣泛用于醫(yī)藥工業(yè)、稀土元素精制工業(yè)、染料中間體的合成、紡織工業(yè)、皮革工業(yè)、有機合成工業(yè)和金屬凈化等方面。我國于1955年就已工業(yè)化臺成草酸，甲酸鈉法生產(chǎn)草酸是我國草酸生產(chǎn)的一種重要方法。我國草酸生產(chǎn)工藝主要采用甲酸鈉法脫氫偶聯(lián)草酸鈉, 再經(jīng)硫酸鉛鉛化、 酸化來生產(chǎn)草酸, 生產(chǎn)
2、中大量含鉛廢水的排放, 對環(huán)境造成一定的污染。近年來, 隨著人們對環(huán)境保護意識的不斷增強, 環(huán)境污染及治理問題引起了極大重視,因此,有必要找出一種無毒、低污染的原料來代替草酸生產(chǎn)中的 PbSO4。 石灰水價廉易得, 反應所得的副產(chǎn)物為 CaSO4可以加工作為建筑材料 無污染，同時反應得到的母液 NaOH 可以返回流程,用于和 CO 反應制甲酸鈉, 從而可節(jié)約原料 NaOH 的用量,降低生產(chǎn)成本。因此，研究草酸的生產(chǎn)路線，開發(fā)產(chǎn)量高、質量優(yōu) 成本低的生產(chǎn)技術，提高草酸的產(chǎn)量和質量，具有重要意義。2. 國內的研究現(xiàn)狀我國草酸生產(chǎn)發(fā)展很快 ,年產(chǎn)量達三十多萬噸 ,而且生產(chǎn)廠家分布較廣。草酸的生產(chǎn)方法
3、 ,在我國基本采用兩種方法 ,一種是硝酸氧化葡萄糖或淀粉的氧化法 。但這種方法是消耗糧食 ,目前我國人均糧食占有量并不富裕 因此用糧食生產(chǎn)草酸不太符合國情 。另外氧化法草酸質量差 ,達不到國家標準 。我國基本上采用另一種生產(chǎn)方法即用煤氣或用焦炭 、燒堿和硫酸等為原料的合成法生產(chǎn)草酸 。而合成法又分兩種工藝一種是鉛化法 ,另一種就是鈣化法 。鉛化法生產(chǎn) 合成草酸 ,在草酸鈉鉛化過程中得到的草酸鉛要經(jīng)數(shù)次水洗 。每生產(chǎn)1 噸草酸要有10 kg的鉛鹽(以硫酸鉛計)排至下水，一個年產(chǎn)萬噸的草酸廠 ，一年要排1000噸的硫酸鉛到下水中。另外鉛化法的酸化過程有副產(chǎn)物硫酸鈉 ,由于回收費用高 ,因此大部分中
4、小廠則將副產(chǎn)物硫酸鈉水溶液也排至下水中 ,每生產(chǎn)1噸草酸要放1.12噸的硫酸鈉。另一方面鉛 化法是消耗燒堿 ,每噸草酸要消耗1000 kg 的燒堿（ 以100 的燒堿計） 。我國基本都采用鉛化法工藝生產(chǎn)合成草酸 。用鈣化法工藝生產(chǎn)合成草酸能消除鉛鹽和硫酸鈉對下水的污染 ,且以廉價的石灰來代替貴重的燒堿原料 ,成本可大大降低 。我們用三年多的時間對鈣化法生產(chǎn)合成草酸的工藝進行研究 。3. 草酸的主要用途 草酸在醫(yī)藥、冶金、化學工程等部門有廣泛應用，目前草酸的主要用于紡織，皮革工業(yè)，冶金工業(yè)及藥物合成等，約占世界草酸消耗量的85%90%。在美國日本和法國草酸主要用于金屬的清洗，鞣革，醫(yī)藥及抽提稀有
5、金屬。部門用途化學工業(yè)酯草酸酰，草酸酯，草酸鹽，對苯二酚，漆片，點玉粉醫(yī)藥部門金霉素，土霉素，四環(huán)素，鏈霉素，麻黃素紡織工業(yè)纖維的清洗，漂白劑，染料媒染劑，增稠劑，固定劑皮革工業(yè)鞣革劑，脫色劑，熟皮劑，漂白劑冶金工業(yè)金屬表面處理劑，稀土金屬沉淀劑機械工業(yè)凈化機，除垢劑等油脂工業(yè)松油醇，甘油劑硬脂酸的精制劑等 草酸的主要用途4. 草酸的生產(chǎn)方法及其優(yōu)缺點草酸的生產(chǎn)方法優(yōu)點缺點甲酸鈉法鉛化法工藝成熟，產(chǎn)品質量穩(wěn)定，生產(chǎn)周期短。鉛污染，且反應得到的硫酸鈉能返回流程。鈣化發(fā)消除鉛鹽及硫酸鈉對地下水的污染所得副產(chǎn)品產(chǎn)物可以作為建筑材料，無污染。原料消耗高，而且固體處理難以連續(xù)化。一氧化碳氧化偶聯(lián)法液相法
6、活性高，選擇性好，易回收，產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)污染少。對一氧化碳純度要求高，消耗的催化劑價格昂貴，投資高。氣相法與液相法相比，該方法選擇性高，工藝簡單，產(chǎn)品純度高成本低。目前處于測試中。碳水化合物氧化法原料易得，工藝簡單，操作條件溫和和投資少。收率低，糧食消耗量大，生產(chǎn)成本高，并且尾氣中含有大量氮氧化合物，毒性大。5. 草酸產(chǎn)品現(xiàn)行報價 產(chǎn)品名稱規(guī)格含量產(chǎn)品報價供應商報價時間草酸99.6%2800山東濟南匯豐達化工有限公司2011-6-8草酸25kg9000高邑縣冀星化工有限責任公司2011-6-8草酸鈮99.9%850000上海金錦樂實業(yè)有限公司2011-6-8草酸二乙酯99.5%13800上海
7、金錦樂實業(yè)有限公司2011-6-8草酸亞錫98.5%150000上海金錦樂實業(yè)有限公司2011-6-8草酸二乙酯200KG/桶0昆山市亞龍貿易有限公司2011-6-8草酸二甲酯25KG/桶0昆山市亞龍貿易有限公司2011-6-8草酸96-995600/噸山東濟南鴻鑫化工有限公司2011-6-8草酸右旋西酞普蘭0.985面議武漢福鑫化工有限公司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廣州市緯峰化工有限公司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
8、金貿泰化工有限公司2011-6-7草酸二乙酯0上海金貿泰化工有限公司2011-6-7草酸5000淮南市化工助劑廠2011-5-31草酸5000張家港保稅區(qū)凱斯樂化工國際貿易2011-5-31廣東廣州番禺草酸價格50KG/包5000廣州市拓羽化工有限公司無機原料2011-5-27工業(yè)草酸99.6%（國標，廠家99.6%國標4300石家莊弛正草酸化工有限公司2011-5-20工業(yè)草酸99.6%（國標，出口99.6%國標4300石家莊弛正草酸化工有限公司2011-5-20工業(yè)草酸（出口級）出口級2000石家莊弛正草酸化工有限公司2011-5-20工業(yè)草酸96%（出口級）96%出口級4000石家莊弛正
9、草酸化工有限公司2011-5-20工業(yè)級草酸99%（出口級）99%出口級4100石家莊弛正草酸化工有限公司2011-5-19草酸99.6%0廣州市信誠化工有限公司2011-5-11草酸亞鐵9000沈陽長達化工貿易有限公司2011-5-9水合草酸4300石家莊凌躍化工有限公司2011-4-23草酸4100吳江市平望藏龍氯化鈣廠2011-2-28草酸鈉AR14遼寧嘉誠精細化學品有限公司2011-1-20草酸鉀AR17遼寧嘉誠精細化學品有限公司2011-1-20草酸銨AR17遼寧嘉誠精細化學品有限公司2011-1-20 6. 前景展望 90 年代前,我國95%以上的企業(yè)都采用甲酸鈉法生產(chǎn)草酸。在 8
10、0 年代末自90 年代初,興建了許多小型草酸廠, 幾乎都采用碳水化合物硝酸氧化法。這兩種方法都存在一些問題,前者需要消耗大量硫酸、燒堿,含鉛廢水污染嚴重; 后者消耗大量硫酸、硝酸,氮氧化物尾氣污染嚴重,生產(chǎn)工藝在國外正在逐步淘汰。一氧化碳氣相偶聯(lián)法雖有一定進展,但離工業(yè)生產(chǎn)還有一定距離。因此,我國草酸工業(yè)整體水平依然不高。利用石油加工產(chǎn)品如烯烴、炔烴、醇類及醛類氧化法生產(chǎn)草酸具有獨特的優(yōu)點, 但我國在這方面的研究和開發(fā)工作還做得較少, 現(xiàn)階段還較難推廣。采用一氧化碳氣相偶聯(lián)法將一氧化碳轉變?yōu)椴菟?不僅原料易得、經(jīng)濟、少污染,而且可以利用各種廢氣如黃磷爐、電石爐、高爐、轉爐尾氣,其中間體草酸酯既
11、可用于生成草酸、草酰胺,還可用作乙二醇、 染料中間體等的合成原料。該法前景廣闊, 特別是在云南、貴州等地近年已建成大量的黃磷電爐、電石爐,有較好的基礎條件, 應積極跟進,盡快實現(xiàn)工業(yè)化。今后, 若以二氧化碳為原料合成草酸等各種有機物并實現(xiàn)工業(yè)化, 不僅將引起革命性的變革,而且對減少大氣污染、 資源利用等將開辟廣闊的空間。 就我國目前的情況而言, 一方面要集中主要力量研究、開發(fā)草酸生產(chǎn)的各種新技術、 新工藝,對現(xiàn)有企業(yè)進行技術改造,從而降低消耗、減少污染; 另一方面要通過政府從宏觀上控制和穩(wěn)定生產(chǎn)規(guī)模,采用經(jīng)濟和環(huán)保等手段鼓勵和引導企業(yè)采用新工藝技術,鼓勵使用石油加工產(chǎn)品、 含一氧化碳或二氧化碳
12、的工業(yè)排放尾氣等為原料生產(chǎn)草酸, 從而提高我國草酸工業(yè)的整體水平。 7. 本設計的主要結構 第一部分：引言 第二部分：化工計算 第三部分: 主要設備的選擇及計算 第四部分：工藝設備一覽表 第五部分：工藝流程敘述 第六部分：工藝流程圖及主體設備結構圖參考文獻:1 王振中.化工原理（上、下）M.化學工業(yè)出版社，1985.2 陳幾棠.化工設備設計全書M.上?？茖W出版社，1985.3 任曉光等.化工原理課程設計指導M.化學工業(yè)出版社，2009.4 汪鎮(zhèn)安.化工工藝設計手冊M.化學工業(yè)出版社，2003.5 劉光啟等.化工物性圖算手冊M.化學工業(yè)出版社，2002.6 董大勤.化工設備機械基礎M.化學工業(yè)出
13、版社，2009.7 劉家琪.傳質分離工程M.高等教育出版社，2005.8 梁國棟等.工程制圖M.機械工業(yè)出版社，2003.9 李安民,李一兵,耿書元,宋培中. 鈣化法制備草酸的最佳工藝條件J.煤化工, 2006.10 李新柱,趙艷麗. 一氧化碳生產(chǎn)草酸J. 化學工業(yè), 2007,(05) .13 王俏,郭延紅. 高粱稈制取草酸新工藝研究J. 河南工業(yè)大學學報(自然科學版), 2005,(03) . 14 李憶平,唐宏科,陳均志. 玉米淀粉制取草酸的工藝研究J. 西北輕工業(yè)學院學報, 2000,(02) . 15 王光榮,曾和平. 用花生殼制取草酸的研究J. 化學試劑, 2008,(01) .16 亢永斌,宋培中. 甲酸鈉鈣化法合成草酸生產(chǎn)工藝的研究J. 山西化工, 2002,(02) . 17 李鳳飛. 葡萄糖氧化制草酸J. 精細化工中間體, 2008,(03) .18 崔小明. 草酸的生產(chǎn)應用及市場前景J. 化工生產(chǎn)與技術, 2000,(01) .19 王俏,張理平,宋延衛(wèi),孫小燕. 木屑氧化法制取草酸工藝的改進J. 延安大學學報(自然科學版), 2003,(02) . 學生簽名：_王 辰_ 2011 年 3 月 12日指導教師意見 指導教師簽名：_ 年 月 日開題指導小組意見 組長簽名：_ 年 月 日
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