（化学工艺专业论文）年产800吨啶虫脒工艺设计.pdf

，r _ 一 郑重声明 本人的学位论文是在周彩荣教授和石晓华老师的指导下独立 完成的，学位论文没有剽窃、抄袭等违反学术道德、学术规范的侵权 行为，否则，本人愿意承担由此产生的一切法律责任和法律后果，特 此郑重声明。 学位论文作者( 签名) ：丢彩挚 旷0 二 郑州大学工程硕士论文 摘要 新烟碱类杀虫剂是继有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类杀虫剂之后 第四代杀虫剂。新烟碱类作为烟碱乙酰胆碱受体( f a c h r s ) 激动剂，对昆虫 的神经系统n a c h r s 选择性地起作用，它不仅对1 1 a c h r s 显示了高亲和性，而 且还显示了合适的物理化学特性，例如非电离性和中等的水溶性等。由于它具 有独特的杀虫机理及高效低毒的优良品质，使其迅速成为农药研发的热门。啶 虫脒作为新烟碱类中的一个应用最广泛的优良杀虫剂，它具有高效、广谱的特 性，对蚜虫、叶蝉、粉虱、蚧等害虫；菜蛾虫等鳞翅目害虫：天牛等鞘翅目害 虫；以及蓟马目害虫均有防治效果。因而广泛用于果树、茶、蔬菜、棉花、水 稻等作物防治害虫。 本设计是针对沙隆达郑州农药有限公司现有啶虫脒生产工艺和设备存在 的问题，在查阅国内外相关文献和实验室小试的基础上，遵循技术上先进、工 艺上可靠、经济上合理、系统上最优的原则上完成的。本设计首先选择了工艺 方法，通过实验室小试确定了工艺流程中各影响因素( 物料配比、反应温度、 反应时间) 的较佳条件。其次，根据所确定的工艺流程进行了年产8 0 0 吨啶虫 脒的工艺设计：以生产1 0 0 0 公斤啶虫脒为基准，对主要设备进行了物料衡算和 设各选型，再进行能量衡算对所选的标准设备进行传热面积校核，结果表明， 苄胺合成釜与啶虫脒合成釜需增设内部蛇管增加传热面积，其余设备均符合要 求。对所需要的蛇管面积也进行了计算。最后，简要说明了设备投资估算、原 材料的消耗和定额、三废的处理方案等：对建设工程、技术经济指标也进行了 简要分析。经济评价结果表明，所设计的啶虫脒生产工艺原材料单位成本比原工 艺降低了1 2 3 5 0 元，年利润总额可达9 7 8 万元，项目投产后可在三年内收回投资。 关键词：新烟碱类杀虫剂，啶虫脒，生产工艺，设计 一甍一 塑型查兰三堡堡主堡塞 a b s t r a c t n e o n i c o t i n o i di n s e c t i c i d ei st h ef o u n hg e n e r a t i o n i n s e c t i c i d ea f i e r o r g a n o 曲o s p h o 九l si n s e c t i c i d e ，c a r b 啪a t ei n s e c t i c i d e a 】1 dp ”e t l l r o i d si n s e c t i c j d e a s t h en i c o t i n i ca c e t y l c h o l i n er e c e p t o f ( n a c h r ) e x c i t a n t ，t h e r ei sas e l e c t i v i t yt h a tt h e n e o n i c o t i n o i di n s e c t i c i d ea c t so nt h e n e r v o u ss y s t e mi 认c h ro ft h ei n s e c t ，n o t o n l yi t h a sr a t h e rh i g h a 伍n 时o nn a c 腿，b u t a l s o “h a st h ea p p r o p r i a t e p h y s i c a l - c h e m i c a lp p e r t y ，s u c ha sn o ni o n i z a t i o n ，m e d i u mw a t e rs o l b i l i t ya n d s o o f lb e c a u s eo ft l l eq u a l j t i e ss u c ha s 1 eu l l i q u ei n s e c d c i d e 瑚e c h a l l j c s ，h j 曲一e 疏c 石v e a n dl o wt o x i c 咄e t c ，n e o n i c o t i n o i di n s e c t i c i d eb e c o m e st oah o ts p o to fp e s t i c i d e r e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t a sah i 曲q 岫l 时a i l d 、v i d e s p r e a di n s e c t i c i d e i n n e o n i c 嘶n o i di n s e c t i c i d e ，a c e t a m i 埘dh a st h ec h a r a c t e r so fh i 咖e 蕊c i e n c ya n d b r o a ds p e c t f l n ，w h i c hc o u l dh 1 1a p h i d ，i e a fh o p p e lw h i t e f 坟s c a l ep e s t s ，p l m e l l i d m o t h ，1 0 n g h o mb e e t l e ，t l l r i p sp e s t s ，a n ds oo n s oa c e t a r n i p 毗i s 砸d e l yu s e dt o p r e v e n ta i t d 、r i p eo u tt h ep e s t si nf m i tt r e e ，t e a ，v e g e 诅b l e ，c o n o i l p a d d yr i c ea n d 0 t h e rc r o p s i nm i st h e s i s ，c o i l s u l t i n gt h er e l a t i v el i t e f a t u r ea n de x p e r i m e n td a t ai n l a b o r a l o 叮a 1 1 df o l l o 、v i n gt 1 ef h d a m e n to fa d v a n c e dt e c h n 0 1 0 9 y ，r e l i a b l ec r a 最， r a t i o n a le c o n o m ya n do p t i m a ls y s t e m ，m ed e s i g na i m e da tt h er e s 0 1 v a t 硒no f 也e p r o b l e mo fp r o d u c t i o n t e c h n o l o g ya n de q u i p m e m 证s a n o n d az h e n g z h o up 嘲i c i d e c o ，l l df i r s t l y ，t h et e c h n i q u ew a sc h o s e na n dt 1 1 eo p t i m a lc o n d i t i o no ft h e i n n u e n c i n gf a c t o r s ( m a t e r i a i m i x t i l r er a t i o ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n dr e a c t i o n t i m e ) i nt e c h n o l o g i c a lp r o c e s s 、v a sd e t e n n i n e da c c o r d i n gt ot h ee x p e r i m e n td a t ai n l a b o r a t o 阱t h e n ，t h et e c l l i l i c sd e s i g t lo fa n n u a lo u t p u t8 0 0t o na c e t a m i p r i dw a sp u t u pa c c o r d i n gt ot h ed e f i n i t et e c h n 0 1 0 舒c a lp r o c e s s ：b a s e do nt h ep m d u c eo f1 0 0 0 k i l o 日a ma c e t a m i p r i d ，m a s sb a l a n c ew a sc o m p l e t e da n dt h em a i ne q “p m e n t s 、e r e s e l e c t e d ，t h e ne n e r g ya c c o u 眦i n gw a sp u tu pt oc o r r e c tt h eh e a t t r a n s f e ra r e a0 f e q u i p m e n t s a sar e s u l t ，b e n z ”锄i n es y n t l l e s i sr e a c t o ra n da c e t a m i p 订ds y n t l l e s i s r e a c t o rn e e da d di m e r c o i lt oi n c r e a s eh e a t t r a n s f e ra r e a ，o t h e re q l l i p m e n t sa r e ， 郑州大学工程硕士论文 s a t l s f a c t o r y ih en e e d e dh e a t 。t m n s f e ra r e ao fi n t e r - c o i lw a sc a l c u l a t c dt o o a tl a s t ， t h ee q u i p m e n ti n v e s m l e n tw a se s t i m a t e d ，t h ef a t e dc o n s 啪p 石o no ft a wm a t e r i a l ，t h e p r o c e s s i n gm e t h o do ft h r e ew a s t e sa n d t h et e c h n o l o g ye c o n o m i ci n d i c a t o r sw e r ea n a l y s e d a c c o r d i n gt ot h et e c h - e c o n o m ya s s e s s m e n t ，t h er a wm a t e r i a lu n i tc o s to fo u rd e s i g n a b o u tt h ea c e 协m i p dp r o d u c t i o nt c c h n 0 1 0 9 yr e d u c e s1 2 3 5 0y u a n l a nf o 咖e r t e c h n o l o g y ，a n da n n u a lp r o f i tc a i lg e tt o9 7 8 0t h o u s a n d ”a n t h ei n v e s t m e n t 晰1 lb e g o tb a c ki n3y e a r sa n e rp u n i n gi n t op r o d u c 五o n k e y w o r d s ： n e o n i c o t i n o i di n s e c t i c i 岵a c e t a m i p r i d ；p r o d u c “o nt e c h n o l o g ) t ；d e s i g l l 3 郑州大学工程硕士论文 第一章前言 1 1 啶虫脒产品的综述【1 1 1 j 1 1 1 啶虫脒物化性质 产品名称：啶虫脒 化学名称：n 一【( 6 一氯3 一吡啶) 甲基卜- n 一氰基- n 一甲基乙脒 商品名称：啶虫脒、农家盼、莫蚜灵 英文名称：a c e t a m i p r i d 分子式：c l h l i n 4 相对摩尔质量：2 2 2 6 8 物理化学性质：纯品啶虫脒为白色结晶，熔点为l 叭一1 0 2 ，蒸气压 2 0 0 0 m 球g ( 4 ) 健康危害 椐生理学家的研究报告，啶虫脒有较高的毒性选择性，它对人体和其它 哺乳动物低毒。 ( 5 )泄露应急处理 如啶虫脒原油发生泄露应及时用大量水冲洗，并保证现场通风。 2 6 4 生产安全技术规定 2 6 4 1 生产安全控制要求 2 6 41 1 苄胺合成脱溶岗位 ( 1 ) 在盐水突然停供的情况下，应停止滴加2 氯5 氯甲基吡啶。 ( 2 ) 赶气及脱溶时要注意釜内料液情况，缓慢升温，防止冲料。 ( 3 ) 2 一氯一5 氯甲基吡啶，腐蚀性很强，能严重灼伤皮肤和刺激眼睛，使用 时应注意安全。 ( 4 ) 运行设备要经常巡检，发现异常要及时处理。 2 6 4 1 2 啶虫脒合成结晶岗位 ( 1 ) 在盐水突然停供的情况下，应停止滴加苄胺。 ( 2 ) 岗位原材料大都能燃烧，并在一定条件下发生爆炸，使用时应注意安全。 ( 3 ) 运行设备( 特别是电葫芦) 要经常巡检，发现异常要及时处理。 2 64 2 机电设备的安全技术规定 ( 1 ) 车间内电气设备符合q _ 2 级防火防爆要求。车间所有机电设备应装有接 地装置，其接地电阻应不大于5 欧姆，室外机电设备应有避雨罩，设备运转部 位应设有防护罩。 ( 2 ) 车间内一切含有乙醇、一甲胺等易燃气体、可燃气体的设备管道( 金属 管道及非金属管道) 应设有导除静电的接地装置，金属管道的静电接地电阻不 大于5 0 欧姆，非金属管道的静电接地电阻不大于5 欧姆。 ( 3 ) 车间内电器、仪表设备发生故障，应由电工、仪表工处理，操作人员不 得私自拆卸。 郑州大学工程硕士论文 ( 4 ) 车间检修时应严格按照“化工企业安全管理制度”中的“安全检修”章 节有关规定执行。 ( 5 ) 车间设备、管路须动火时，应将其中物料处理干净，含有乙醇、一甲胺、 等易燃物品的没备管路应使用蒸汽冲净，经安全检查，按规定办理动火手续后 方可动火。 264 3 生产装置和厂房的防爆等级和安全注意事项 ( 1 ) 防爆等级：1 i a 级 ( 2 ) 啶虫脒生产车间为甲类火灾危险车间。车间内必须道路平坦畅通，照明 充足，厂房建筑通风采暖等均应符合“建筑设计防火规范”中有关规定。 ( 3 ) 车间内应保持设备清洁，原材料物料堆放整齐，环境卫生良好，达到文 明生产。 ( 4 ) 车间内禁止明火需明火作业时要严格办理动火手续。车间内应放置足 够适用的消防器材。 ( 5 ) 车间内的防火防爆要求应符合“化工企业安全管理制度”中“防火与防 爆”章节的有关规定。 2 64 4 安全生产的基本要求： ( 1 ) 严禁岗位操作人员在工作时间打盹、睡觉、打闹及脱岗、串岗； ( 2 ) 操作人员进班前应按规定穿戴好防护用品，操作中取放物料时，应戴好 胶皮手套、眼睛，必要时应戴防毒面具。 ( 3 ) 操作人员应熟知本岗位各种物料的物化性质，安全防护知识，消防器材 的使用方法及急性中毒，化学灼伤的分厂急救办法。 ( 4 ) 加强巡回检查，发现不安全因素立即采取措施并逐级上报以便及时采取 措施处理同时填好原始记录。 ( 5 ) 机械设备的联轴器、皮带轮、靠背轮等转动危险部位均应有防护罩，对 正在运行的机器，除规定准许操作部分外其他部位一律不准触动。 ( 6 ) 开启机器和设备前，应事先作好联系和检查。无问题时方可开启。 ( 7 ) 属于电器方面的作业，一律由电工进行。 ( 8 ) 带电设备，遇到突然停电时，必须首先切断电源，然后进行检查和修理。 ( 9 ) 操作者必须了解电器开关所在地，必须首先切断电源后，进行检查和修 郑州大学工程硕士论文 理o ( 1 0 ) 在正常生产情况下，不准用铁锤随便敲击设备及管道，未经办理动火手 续，不准动火，以防发生火灾。 2 645 设备及检修的安全注意事项 ( 1 ) 检修前，车间必编制项目齐全、内容详细、责任明确、措施具体的检修 计划； ( 2 ) 检修单位的负责人要对检修中的安全全面负责，对参加检修的人员交任 务，交安全措施，凡是有二人以上的检修项目，必须确定一个人负责安全： ( 3 ) 检修负责人在检修前要组织参加人员，做好检修机具准备，做到机具齐 全，安全可靠； ( 4 ) 检修前负责人要准备好必须的防护器材，并向参加人员进行安全教育； ( 5 ) 检修易燃、易爆、有毒、可腐蚀性物质的设备，要清洗置换和分析检查， 由设备所属车间负责进行，无能力分析检验的车间，由环保处协助： ( 6 ) 易燃、易爆、有毒、具有腐蚀性物质的管道和蒸汽管道检修时必须切断 出入口、阀门，并加设盲板： ( 7 ) 凡是机电转动设备检修，必须切断电源，并要悬挂“禁止合闸”警告牌： ( 8 ) 凡是槽罐、设备管道检修要在已切断物料管道阀门上挂设“禁止启动” 的警告牌： ( 9 ) 检修时，使用 艋时用的行灯必须用低压的3 6 v ，槽罐、装置沟通，潮湿 场所内1 2 v ，绝缘要良好，使用的电机工具要有可靠的接地： ( 1 0 ) 罐内作业3 0 分钟前取样分析，有害气体含量和氧的含量经检验台乎标准 时，方可进入作业，同时有人监护； ( 1 1 ) 从事有毒有害系统检修和事故抢修，要各好防护器具以便急用： ( 1 2 ) 车间内电器、仪表设各发生故障时，应由电工仪表工处理，检修时要严格 遵守“电器安全规程”： ( 1 3 ) 车间内设备、管道须动火时，应将其中的物料处理干净，含有乙醇等易 燃易爆液体的设备管路应事先进行蒸汽吹净，经安全检查后，按照化工企业 安全管理制度”中的有关规定，办理动火手续后方可动火； ( 1 4 ) 车间内电气设备应符合q 一2 级防火防爆要求，车间内所有机电设备应 郑州大学工程硕士论文 装有接地装置，其接地电阻应5q ，室外机电设备应有避雨罩，设备运转部 位应设有防护罩： ( 】5 ) 车间一切含有甲醇等易燃液体的设备、管道( 金属管道及非金属管道) 应设有导除静电的接地装置，金属管道设备的单线静电接地电阻5q ，非金 属管道的静电接地电阻5q 。 2 7 生产制度 考虑装置的小修、大修，采用年开工时间1 0 个月，每月开工2 8 天。 全装置全部采用间歇操作方式。 全装置采用四班二运转，每班1 2 小时工作制。 2 8 原料、产品的物理化学性质及技术指标【2 6 - 2 7 i 2 8 。l 生产啶虫脒采用的主要原料及技术指标 生产啶虫脒的原材料主要有：2 氯。5 氯甲基吡啶、一甲胺、氯仿( 溶剂) 、 乙醇( 溶莉) 、n 氰基乙亚胺酸乙酯、烧碱( 3 0 ) ，其化学名称、分子式、 结构式、物化性质、来源( 原料路线确定) ，用途等资料来源于化工辞典、 有机化工原料及中间体、有机化学等获得。 设计时各种原材料质量标准如下表2 。7 。 表2 7 原材料质量标准 序号 原料及中间产执行标准 必须控制的项 品名称、分子式的名称、代号目名称及指标 1 外观：无色透明 氯仿工业氯仿 c h c l tg b 4 1 18 母2 密度：1 4 8 9 0 9 ，c m 3 馏程：6 1 6 2 3 一甲胺 g b 9 0 l l 8 8 外观：无色透明 c h 3 n h 2 液化纯品 4 乙酯外观：无色透明 c 3 h s n 2 0 q s n d 0 2 一0 2 1 2 2 0 0 0 含量：9 9 5 外观：无色透明 乙醇工业无水乙醇 含量：9 95 c 2 h 5 0 h g b 6 7 8 母0 含水：0 5 62 氯一5 氯甲基毗啶含量：9 5 c 6 h 3 c 1 2 n q s m ) 0 2 0 21 1 2 0 0 0 外观：无色或淡黄色 注：q s n d 0 2 0 2 1 2 - 2 0 0 0 为沙隆达郑州农药有限公司企业标准 郑州大学工程硕士论文 2 8 2 原料及产品的主要物化性质 ( 1 ) 氯仿： 分子式：( w ( _ ，分子量：m = 1 1 9 3 7 ，密度簖o = 1 4 8 9 8 9 c m 3 ，凝固点： 6 35 ， 沸点：6 1 6 2 。 微溶于水，能与醇、醚、石油醚、四氯化碳、 卤烃、苯等多种有机溶剂混溶，并能溶解蜡、脂肪、橡胶、树脂等，液体氯仿 接触皮肤有很强的脱脂作用，易引起皮炎。氯仿蒸汽对眼粘膜有较强的刺激作 用，最终导致死亡，本品在高温和光作用下易产生剧毒光气，因此，应贮存在 阴凉、干燥、避光、隔热的地方。 ( 2 ) 一甲胺： 分子式：( h 3 m 屯，分子量：m = 3 10 6 ，熔点9 3 5 ，沸点- 6 3 ，无色气 体，有强烈的氨气味，易溶于水、醇和醚。对人体呼吸系统、皮肤、眼睛均有 刺激作用，一甲胺可与空气形成混合性爆炸气体，爆炸极限4 9 5 一2 0 7 5 ( v v ) ，在空气中遇火能燃烧，一甲胺发生火灾可用水灭火，工业一甲胺为液 体或4 0 水溶液，通常盛于密封容器中，放置于阴凉之处贮存。液化一甲胺在 常温下，压力为o 2 o 4 m p a ，同乙醇有很好的互溶性。 ( 3 ) 乙酯( n 氰基乙亚胺酸乙酯) ： 结构式： n c n c h ：世一。c ，h ； 分子式：c 5 风2 0 ，分子量：m = 11 2 1 3 ，密度：o = 0 9 5 9 忙m 3 ，沸点：18 0 ，为无色或淡黄色液体，不溶于水，易溶于氯仿、d m f 等有机溶剂，有强 烈的蒜臭味，在高温下易分解，通常盛于密封容器中，放置于阴凉之处贮存。 ( 4 ) 无水乙醇： 结构式：( w 3 ( w 2 0 ，分子式：m = 4 6 0 7