毕业设计（论文）-年产500吨3-甲基吡唑生产可行性研究报告.doc

盐城工学院本科毕业论文（2011） 年产500吨3-甲基吡唑生产可行性报告一 3-甲基吡唑概述 3(5)-甲基吡唑3(5)-methylpyrazole，简称MPZ是3甲基吡唑和5甲基吡唑的统称。这两种化合物很容易互相转化，因而在产品中是共存的。MPZ是一种易燃的浅黄色液体，呈弱碱性，有特殊气味，有麻醉作用，能与水和有机溶剂混溶，易溶于醇、醚和酮。图1MPZ的用途:MPZ可用作氮肥硝化抑制剂、酸性气体吸收剂、从裂解气中分离乙炔的溶剂、贵重金属(Pd、Pt、Au、Ag)提取剂、循环水系统缓蚀剂、橡胶固化剂、软质PVC制品的加工稳定剂和阻燃剂、制备既有除草性能又有抗生素作用的农药以及果树生长激素等。最有意义的是用于氮肥的硝化抑制剂。二 项目建设的目的和意义当今世界，杂环化合物在医药、农药的研究开发中占有十分重要的地位。无论是天然的还是人工合成的杂环化合物，在医药、农药中都起着举足轻重的作用。其中吡唑类化合物因其作用谱广、药效强烈等特点而受到越来越多的关注。在医药应用上,吡唑类化合物对许多的疾病具有疗效;在农药应用上，吡唑类化合物具有杀虫、杀菌和除草活性，并且表现出高效、低毒和结构多样性。因此，吡唑类药物具有广阔的研究和开发前景。吡唑类化合物及其衍生物因其结构的可变性和其高效广谱的生物活性，在医药和农药领域有着广泛的应用。在医药领域方面，吡唑主要表现在抗菌、抗肿瘤、抗癌、抗HIV-1和抗结核等方面；在农药领域方面，吡唑主要表现在杀虫杀螨剂，杀菌剂及除草剂等方面。多年来一直引起化学、药学和生物学领域人们的兴趣和重视，尤其是近年来，是医药、农药精细化工领域研究开发的热点课题之一。 随着我国3-甲基吡唑市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外3-甲基吡唑生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。 本报告通过参考大量专利文献对3-甲基吡唑的工艺技术进展做了系统介绍，通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集，为客户提供了3-甲基吡唑产品核心技术应用现状、技术研发、工艺设备配套、高端技术应用等多方面的信息，对于企业了解3-甲基吡唑生产技术及其发展状况十分有益。 本报告市场部分从3-甲基吡唑产品的应用领域、下游产品、国内外生产现状、国内潜在生产厂家、国外生产厂家及规模、国内外产量走势、市场状况及预测、供需状况分析及预测、国内需求厂家及联系方式等诸多方面对3-甲基吡唑产品市场状况及发展方向做了详细论述，可作为3-甲基吡唑的市场销售、客户开发、产品深加工、技术发展趋势导向等的重要决策参考。三 生产现状目前全球有86家供应商，其中国内供应商在市场，现将部分供应商列表如下：供应商联系电话传真电子邮件国家产品数优势度百灵威科技有限公司400-666-7788 +86-10-82848833+86-10-82849933中国6764970上海迈瑞尔化学技术有限公司+86-(0)21-61259100(Shanghai) +86-(0)755-86170099(ShenZhen) +86-(0)10-62670440(Beijing)+86-(0)21-61259102(Shanghai) +86-(0)755-86170066(ShenZhen) +86-(0)10-62670790(Beijing); 中国4136856INTATRADE GmbH+49 3493/605464+49 3493/605470cgintatrade.de德国374860武汉华美华科技（集团）有限公司上海分公司86-21-50328103 * 801、803、804、807 M中国2367449上海百谊生物科技有限公司+86-21-6404 1636+86-21-6404 2575中国43655阿法埃莎（天津 ）化学有限公司800-810-6000, 400-610-6006,800 810 6006(Bulk Inquiry)(010) 85678601中国2712378梯希爱(上海)化成工业发展有限公司800-988-0390021-67121385中国2016975上海德默化学技术有限公司0086-21-50182335,50182336,50182337,501823380086-21-50182339 , 中国1879951北京大田丰拓化学技术有限公司86(10)60275028、60270680、6027582086 (10) 60270825中国480356安耐吉化学(Energy Chemical 40058432821中国3331655表1 经销商信息表2 产品生产规格项目规格品名3-甲基吡唑含量98.0%沸点204（lit.）闪点 200 F密度1.02 g/mL at 25 C(lit.)折射率n20/D 1.495(lit.)分子量82.1分子式结构式C4H6N2化学名3-甲基吡唑水溶解性 miscible危险类别码22-36/37/38危险性质危险品标志 WGK Germany 3Xn安全说明26-36-24/25EINECS号215-925-7包装包装四 3甲基吡唑的生产方案的选择 MPZ制备方法:1、重氮烷法 反应原理： CHCCH3+CH2N2MPZCHCH+CH3CHN2MPZ200、在粉状苛性钾存在下、重氮甲烷与丙二烯反应得MPZ，但收率不高。而重氮乙烷与乙炔反应的收率较高。3-甲基-3-乙烯基二氮杂环丙烯加热异构化，也可制得MPZ。本法由于使用重氮烷烃，很少为工业生产采用。2、水合肼法 反应原理：CHCCCH+NH2NH2H2OMPZ+H2OCH3COCH2CHO+NH2NH2MPZ实际上，这两种方法的本质是类似的，因为丁二炔水解即生成甲酰丙酮：CHCCCH+H2OCH3COCH2CHO实验室一般采用甲酰丙酮制MPZ。工业上制备3(5)-甲基吡唑(MPZ)一般采用水合肼吸收丁二炔法，这也是目前唯一工业化的MPZ制备方法。天然气裂解制乙炔的尾气中，除含有可用于合成甲醇的原料气成份外，还含有丁二炔等高级炔成份，将其作为生产MPZ原料，工艺简单、收率较高，可达98%，而且有效地利用了尾气中的丁二炔，净化了热解气。3、甲基吡唑啉脱氢法:商品MPZ含量一般要求不低于97%，国内市场价格约为30000-50000元/t不等。五 3-甲基吡唑的生产工艺3-甲基吡唑的生产工艺流程 MPZ生产工艺流程简述：在吸收塔中，高级炔混合物中丁二炔被水合肼和由反应器返回的混合物吸收，吸收压力为0.127MPa、温度为40。未被吸收的高级炔其它组份(丙二烯，丙炔，乙烯基乙炔和丁二烯)，可作为废气从吸收塔顶部排出，分离液滴后送火炬烧掉。吸收了丁二炔的液体，送反应器反应，反应温度为95100，也可为室温或120)。反应后混合物小部份返回吸收塔，用以吸收丁二炔，大部份送粗馏塔蒸馏。在粗馏塔顶排出的低沸物，送冷凝器，分离回收有用组份；含MPZ的高沸物从塔底排出，送至精馏塔精馏。在精馏塔中部，取出精制的MPZ(204馏份);低沸物从塔顶排出，经冷凝分离回收；塔底排出的残液，送去废液处理。天然气裂解制乙炔及其尾气利用的流程示意图如图1MPZ生产工艺流程如图2合成甲醇 H2、CO、CH4等乙炔提浓压缩合成MPZ 裂解气 高级炔甲烷氧化裂解 乙炔 天然气溶剂处理炭黑分离与焚烧 氧气 炭黑图2图3 MPZ生产流程简图六 物料的基本性质1、丁二炔 分子式：C4H2 分子量：50.06 外观与性状： 无色气体。 熔点()：-36 沸点()：10.3 相对密度(水=1)：0.74 爆炸上限%(V/V)：100 爆炸下限%(V/V)：1.5 溶解性：不溶于水，溶于乙醇，易溶于乙醚。 主要用途：用于有机合成。 健康危害：本品属不饱和脂肪烃类，具有单纯窒息和弱麻醉作用。 环境危害：对环境有危害，对大气可造成污染。 燃爆危险：本品易燃，具窒息性。 危险特性：是非常活泼的物质, 容易产生聚合。与空气混合能形成爆炸性混合物。遇明火、高热极易燃烧爆炸。在2 -20kPa大气压下可发生爆炸性分解。有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：泡沫、二氧化碳。泄漏应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。如无危险，就地燃烧，同时喷雾状水使周围冷却，以防其它可燃物着火。或用管路导至炉中、凹地焚之。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、卤素接触。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。2、水合肼分 子 式：N2H4H2O 分 子 量：50.06冰点：-51.7 熔点：-40 沸点：118.5 相对密度(水=1)：1.032(21/4，指21的水合肼与4的水的密度比) 蒸汽压：72.8 比 重：1.03（21） 表面张力(25)：74.0mN/m 折光指数：1.4284 生成热：-242.71kJ/mol 闪点(开杯法)：72.8 水合肼又称水合联氨，具有强碱性和吸湿性。纯品为无色透明的油状液体，有淡氨味，在湿空气中冒烟，具有强碱性和吸湿性。肼于1875年被合成，至今已有100多年历史。自第二次世界大战末，德国人将之用于火箭推进剂，其工业化生产的历史也已有半个多世纪。工业上一般应用含量为40%-80%的水合肼水溶液或肼的盐。水合肼液体以二聚物形式存在，与水和乙醇混溶，不溶于乙醚和氯仿；它能侵蚀玻璃、橡胶、皮革、软木等，在高温下分解成N2、NH3和H2；水合肼还原性极强，与卤素、HNO3、KMnO4等激烈反应，在空气中可吸收CO2，产生烟雾。水合肼及其衍生物产品在许多工业应用中得到广泛的使用，用作还原剂、抗氧剂，用于农化产品和医药产品中生物活性中间体的合成等。化工原料专家说，我国国内的水合肼市场近来一直偏紧，供需缺口较大，致使水合肼价格不断上涨。随着国内工程塑料、农药、医药等领域的发展，预计今后水合肼市场仍将保持稳步增长的态势。相关的数据显示：全球水合肼的生产发展较快，这是影响水合肼价格的因素之一。水合肼的工业生产方法主要有尿素法、氨氧化法、甲酮连氮法、过氧化氢法等。美国奥林公司、德国拜耳公司、法国阿托公司、日本三菱瓦斯化学公司等是主要的水合肼生产企业，所以水合肼价格是考虑很多方面的因素的。这些水合肼生产厂家采用甲酮连氮法、过氧化氢法等先进生产方法。而尿素法现在国外已基本淘汰，但我国有企业还在应用。 专家对水合肼价格分析：我国水合肼生产企业很多，有重庆化医大塚化学有限公司、四川宜宾天原股份有限公司、湖南株化集团、上海向阳化工厂、巨化集团公司、北京化工厂等20余家。经过多年的市场整合，现在还在生产并有产品供应市场的企业有4家。 发展中国家需求大增也是使得水合肼价格上涨的因素之一，因为近年来我国水合肼的市场需求不断上升，需求拉动了生产，生产能力和产量也不断提高。2010年，我国水合肼产能为6.5万吨，产量为4.5万吨，水合肼价格的市场需求量为4.9万吨。七 每吨产品消耗及主要设备7.1 生产每吨3-甲基吡唑产品原料消耗 表3 生产每吨3-甲基吡唑产品原料消耗原料名称消耗量 （吨）价格（元/吨）丁二炔0.61水合肼0.61200007.2 生产每吨3-甲基吡唑产品的动力消耗表4生产每吨3-甲基吡唑产品的动力消耗名称规格消耗（/T）成本（元/吨）备注蒸汽0.4MPa201400厂内锅炉房冷却水河水190160冷却水深冻盐水18250来自冷冻岗位电380V150KW130合计19407.3 主要设备表5生产3-甲基吡唑的主要设备序号名称规格型号数量材料备注1反应釜3000L2Q235内衬搪瓷2冷凝器20m24Q235组合件3气相色谱工作站HRGC4000B1附带工作站4空压机3m31组合件5贮槽20m35Q235R6分水槽8m317气体吸收塔60040001Q235R8粗馏塔100050001板式塔9精馏塔80030001板式塔10缓冲罐5m31Q235R11循环泵IH80-65-160A35.5KW12引风机Y5-474-12.4#15.5KW八 项目建设条件8.1建厂条件8.1.1低压配电系统及无功补偿(1)低压配电系统采用TN-C-S系统，即三相四线制加重复接地系统。(2)在低压侧设置电容补偿，并采用带自动控制的电力电容器屏，以确保补偿后功率因数在0.9以上。(3)本工程的电力计量采用高压供电低压计量的方式，在低压配电室设置计量装置。8.1.2结构处理 本工程建构筑物抗震设计按六度设防。 根据工艺生产车间需要，本项目车间结构设计选型如下： 甲烷裂解车间、反应车间及原料仓库、产品仓库采用钢筋混凝土框架结构，柱下独立基础，天然地基。原料贮罐区、循环水装置等采用现浇钢筋混凝土结构。8.1.3 土建工程量及主要建构筑物一览表 本工程总建筑物面积为：3480m2。 主要建筑物、构筑物一览表：表6 建、构筑物一览表序号 单项名称面积（m2）层高（M）檐口标高（M）结构形式1甲烷裂解车间500二层1000钢 筋 砼 框 架2反应车间1200二层1000钢 筋 砼 框架 3污水处理820 二层1000钢 筋 砼 框 架 4原料仓库480500500钢 筋 砼 构 架5产品仓库480500500钢 筋 砼 框 架8.1.4 生活福利设施 本项目需建相应的福利设施，如职工活动中心,休息处,急救站、办公楼、食堂等设施。8.2厂址方案 选择在盐城市沿海化工园区内。九 环境保护、劳动保护和安全卫生应遵循的标准规范、规定：化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 化计发（1997）426号 自动化仪表选型规定 HG20507-92分散型控制系统工程设计规定 HG/T20573-95爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范 GB50058-92石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范 SH3063-999.1 环境保护措施 中华人民共和国环境保护法规定:“一切企业、事业单位的选址、设计、建设和生产都必须充分注意防止对环境的污染和破坏。在进行新建、改建和扩建工程时，必须提出对环境影响的报告书，经环境保护部门和其他有关部门审查批准后才能进行设计:其中防止污染和其他公害的设施，必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产;各项有害物质的排放必须符合国家规定的标准。”本项目在建设中严格执行“三同时”制度，实行环境保护目标责任制，加强检查和监控工作，委托资格部门采取有效技术措施做好环境预评价，严格按照项目的环保设计要求实施工程。本工艺所产生的一定量的废水、废气和废渣的产生，必须经一定的环保治理，以确保实现废物达标排放。9.1.1废水污染源情况及治理工艺（1）废水水质与水量废水处理实行清污分流制，各单体建筑物内排放，分别排入厂区清污水管道系统。有机废水经过分水槽静置分层提取后，同冷却循环水、锅炉排污水及其它废水混合后进入污水处理设施处理。机器设备冷却水可循环利用，减少废水排放量。（2）水处理目标与要求经过处理，要求达到污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准，COD100mg/LBOD5 20mg/LHCOOH100mg/lpH=6-99.1.2废气污染情况锅炉煤气采用水膜除尘加碱液脱硫的方式进行治理，其除尘处理效率为93%，脱硫效率为60%。也可采用旋流板湿式加碱脱硫、高效文丘里水膜除尘装置锅炉烟气烟尘。对燃煤废气处理后，烟尘浓度200mg/Nm3,SO2浓度900mg/Nm3，可以满足锅炉大气污染物排放标准（GB13271-2001）的排放标准。图4污水处理流程9.1.3废渣污染情况 废渣的主要来源是锅炉煤渣、生产过程中产生的蒸馏残渣、抽虑滤饼、废水处理中产生的活性炭渣和污泥，以及生活垃圾等。锅炉煤渣用于铺路，生产过程中产生的蒸馏残渣、污泥和活性炭渣交有资质单位集中处置，生活圾由环卫部门集中统一处置。9.2劳动保护与安全卫生本项目生产过程中对易燃、易挥发、有害物料的跑、冒、流、漏现象采用以下安全卫生防护措施。采用密封的操作系统：全部设备采用机械密封，使设备管道均处于良好的密封状态。物料输送用无泄漏的磁力泵和空压，并利用位差分层布置工艺流程，减少不必要的输送管道与设备，把有可能泄露点源降至最低点。采用敞开式厂房布置：生产厂房敞开式框架结构，控制室设置根据工艺图确定，使操作环境达到工业卫生标准要求。设置安全监测系统：按照规定，在可能泄露部位设置安全监测系统。配备人身保护应急系统：主要配备安全防护面罩，化学防护等劳动保护用品。十 劳动定员10.1企业人员类别 项目实施和经营管理所需的人员，必须分类确定。按国家有关规定，我国工业人员分为四类:(l)工人:在基本车间和辅助车间(或附属、辅助生产单位)中直接从事工业性生产的工人及厂外运输、厂房建筑物修理的人员。其中，又可按其参与生产过程的性质，分为生产工人和辅助工人。 现代化生产中，有些人员的分类已经无法按现有的概念分类，而是按实际工作岗位划分。(2)技术人员:在企业中担负工艺技术工作，从事技术管理，负责生产正常运行的人员。包括工艺技术人员和专门维护技术性较强设备的人员。(3)管理人员:在企业各职能机构及在各基本车间与辅助车间(或附属、辅助生产单位)从事行政、人事、生产、经济管理和政治工作人员。(4)服务人员:服务于职工生活或间接服务于生产的人员。10.2定员的确定 劳动定员，亦称企业定员或人员编制。企业劳动定员是在一定的生产技术组织条件下，为保证企业生产经营活动正常进行，按一定素质要求，对企业各类人员所预先规定的限额。 一般要求是:一要正确处理好直接生产人员和非生产人员(包括技术、管理和服务)之间的比例。非生产人员一般不超过职工总数的18%;二要正确处理好基本生产工人和辅助工人之间的比例。由于行业性质不同，企业具体情况复杂，所以编制定员原则上应强调统一性与灵活性相结合。 企业劳动定员主要取决于企业生产规模和生产能力；设备类型和数量；生产工艺的自动化程度；组织结构的设置和分工以及企业工作制度。 本项目劳动定员试行连续化生产车间或岗位实行四班三运转，八小时工作制，包装岗位实行二班制，管理和维修实行白班八小时工作制。总计118人，其中管理人员8人，生产操作人员及其他110人，各车间与部门定员详见劳动定员表7。表7 劳动定员表序号部门或名称每班人数 班次定员备注1管理人员8182三化车间84323反应车间124484催化剂车间74285其他212合计118十一 项目进度2014.01-2012.01 技术改造方案的专家论证，做好征地、三通一平、委托设计、环评、主要非标设备招投标。2014.03-2014.09 根据工艺流程，进行工艺设计和编制工艺说明书2014.10-2014.12 定购设备，工程土建，设备安装，工艺管道安装。2015.01-2015.02 通过GMP检查并调试开车，投入生产十二 投资估算和资金筹措 项目总投资包括建设投资，建设期借款利息和流动资金。建设投资主要包括固定资产投资、无形资产投资、递延资产投资、固定资产投资方向调节税等。项目总投资1000万元，企业自筹900万元，申请补助100万元，分项投资如下：1、 项目总投资：1000万元（1）固定资产投资 固定资产投资是指项目按拟订建设规模、产品方案、建设内容进行建设所需的费用，它包括建筑工程费、设备购置费、安装工程费、工程建设其他费用和基本预备费用。（2）建设工程 建设工程是指各种建筑物、构筑物的建造工程。这部分工程必须通过施工活动才能实现，是建设项目投资的主要部分。各种房屋(如厂房、仓库、宿舍等)、建筑物、各种管道(如蒸汽、压缩空气、煤气、给水及排水等管道)、输电线路和电讯导线的敷设工程。有些部门把管线工程作为安装工程的一部分。设备基础、塔体底座、支架、工作台、梯子等建筑工程，散热塔、排烟排气排污设施。为施工而进行的建筑场地的布置，原有建筑物和障碍物的拆除，平整土地以及建筑场地完工后的清理和绿化工作等。（3）设备购置 设备购置是指设备、工具、器具及生产家具购置，它是依据工艺技术要求所确定的。设备购置费包括生产设备购置费，辅助设备购置费，可能一些还需进口。标准设备：是指按国家规定的产品标准定型生产的设备，包括通用和专用设备。非标准设备：是指国家尚无定型标准，各制造厂不能批量生产，必须先行设计或采用通用设计后，委托制造厂或施工企业加工制作。工具、器具及生产家具购置费：为生产服务和科学管理配备的不需安装的工具、器具、仪表、仪器等。如生产用的切削工具、磨具、夹具、钳工和锻工工具、各种工作台、工作柜；行政用复印设备、打印复印机等。2、资金来源及落实情况 （万元）资金来源自筹银行贷款其它落实情况9001003、申请使用基金金额申请补助资金100万元，用于该项目的实施。4、投资概算项目投资（万元）备注土建180设备500材料及安装250产品质量分析中心50一台气相色谱及相关配套设备技术服务20合计10005、资金使用计划时间资金（万元）内容2014年1月20技术服务2014年3月500设备费和分析仪器2014年10月430土建、材料各安装2015年1月50设备和技术服务费十三 财务测算和经济分析3-甲基吡唑生产成本估算1、原料及动力成本 原料及动力成本为：28419.