硝基甲苯水洗工段的开题报告

毕业设计（论文）开题报告1、 选题的依据、意义和理论或实际应用方面的价值硝基甲苯的性质：黄色立体晶体，相对密度1.1038，熔点51,.7C，沸点283.5C,易燃不溶于水，易溶于乙醇，乙醚，和苯。有苦杏仁味，与水分层在下层。 硝基甲苯是生产多种精细化工品的生产中间体。工业用途广泛，由硝基甲苯，邻硝基甲苯，间硝基甲苯三种同分异构体混合组成，经过分离的三种醇品都是重要的有机化工合成原料。近年，伴随着国际，国内化学工业的不断发展三种异构体的市场需求增长强劲。同时也可以生产出很多衍生产品，特备是甲胺加氢工艺的开发成功，为间甲苯胺系列产品的开发和生产提供了条件，而且也是许多大吨位大宗产品的原料，有些是近些年来开发的新品种，随着染料，农药，香料，等越来越多的新品种问世，硝基甲苯的用途更加广泛。2、 本课题在国内外的研究现状 国内一硝基甲苯的主要生产企业有：江苏淮河化工有限公司（国营9395厂），国营375厂，吉化公司染料厂、湘潭有机化工厂、广东茂名有机化工厂总生产能力超过7乘以104次方吨。我国硝基甲苯及其衍生物的价格比西方同类产品平均低百分之30。具有极强的竞争力。国内制备硝基甲苯水洗工段一般采用2次水洗。和1次碱洗。 一次水洗是为了吸取分离后的硝基所带的酸，减少中和时碱的用量。二次水洗是为了将有机物中的碱洗掉，使产品呈中性或弱碱性，水量太少不起作用，太多了则增加损耗和能耗，故从实际情况考虑，一次水洗二次水洗均选择水量与有机物体积比为1：1。碱洗是为了中和有机物中的酸，同时除去不溶于水的副产物。目前国内洗涤工艺有两种，一种是多釜串联中和水洗，二是多喷射器喷射洗涤，洗涤后的产物分离可以采用静止分离和动态分离。以上两种方法，均有设备台数多，占地面积大，碱水耗量大，能耗高，废水排量大，工艺控制困难，工人劳动条件差等特点。3、 课题研究的内容及拟采取的方法由硝化分离器分离后的酸性硝基甲苯溢流管流出分别沿切线方向进入硝化分离器中部。酸性硝基甲苯和废酸在分离器中进行连续分层，上层为酸性硝基甲苯，流入水洗锅，硝化分离器下层的废酸进入萃取锅。由硝化分离器分离后的酸性硝基甲苯溢流至水洗锅，同时经流量计向水洗锅加水，搅拌水洗。水来源于：废水共沸塔顶冷凝液：水洗锅产生的水洗水：新鲜工业水作为补充。水洗后的硝基甲苯与废水由溢流管流出，沿切线方向进入水洗分离器中部，分离后上层废水去捕集器，下层硝基甲苯去碱洗锅中。百分之1的液碱同时经流量计由碱高位槽经流量计进入碱洗锅，使酸性硝基甲苯得到所含的酸得以搅拌中和。中和后的硝基甲苯与废水由溢流管流出，沿切线方向进入碱洗分离器中部。分离后上层废水去捕集器，下层硝基甲苯去水洗锅，再次搅拌洗涤。水洗锅物料进入水洗分离器。分离后上层废水去捕集器，下层硝基甲苯流入产品储罐，供精馏塔使用。捕集器将废水和少量硝基甲苯分离后，废水流入废水澄清罐澄清后，进入废水储罐供废水处理塔使用。硝基甲苯间断回收，进入产品储罐。4、 课题研究中的主要难点及解决的方法1. 本课题以硝基甲苯的水洗工艺及工业化流程为研究目标，在综合分析各合成工艺路线和原理的基础上，如何选择适合工业化开发的处理方法，确定工艺流程？答：需要上网查阅资料，上图书馆借有关于化工设计的相关书籍，了解硝基甲苯的水洗和回收工段所需要的设备，和工艺流程。2如何确定反应器等主要设备的类型和尺寸？答：需要上网查阅资料，上图书馆借有关反应器类型尺寸的有关书籍。3本次设计的主要难点在于物料衡算，热量衡算，对于这方面的计算我们该如何解决？答我们需要上图书馆查阅有关于化工计算，化工原理，物理化学等有关书籍，学习并解决如何计算本次设计的物料衡算和热量衡算。五、毕业设计（论文）工作进度计划 2014年11月15日 开题报告会，提交文献的原文。 2014年12月16日- 28日修改完成开题报告，28日上交至专业。 2015年4月6日- 4月30日1.完成设计说明书部分 内容包括：总论，工艺设计及计算，公用工程用量计算。2.提交译文。 2015年4月30日 中期检查报告会，提交中期工作报告。2015年5月1日-5月15日 车间的平立面布置，生产控制部分，空调部分，电气部分，建筑部分，结论，参考文献等内容。 2015年5月16日-6月11日 完成图纸绘制及设计说明书的打印装订工作。 2015年6月16日-23日 毕业答辩会6、 主要参考文献（或资料）1 陈舟. 高效液相色谱分离硝基甲苯同分异构体D. 天津.天津大学.2005.2 黄玲. 探索提高甲苯硝化反应中对硝基甲苯的收率J. 化工设计,2011,21(2):16-19.3 许雪记, 韩永忠. 一硝基甲苯生产废水处理研究进展J. 工业水处理,2004,24(5):13-16.4 Liu Min-Hsien, Chen Ken-Fag, Chen Cheng et al. Solvent effect on electrophilic and radical substitution of toluene mononitration reactionsJ. Journal of Theoretical and Computational Chemistry, 2008, 7(5):965-976.5 Jorge Freire de Queiroz, Jos Walkimar de M.Carneiro, Ado A.Sabino. Electrophilic aromatic nitration:understanding its mechanism and substituent effectsJ.Journal of Organic Chemistry,2006,71(16):6192-6203.6 Gracy Elias, Bruce J.Mincher, Stephen P.Mezyk et al. Toluene nitration in irradiated nitric acid and nitrite solutionsJ. Radiation Physics and Chemistry, 80(2011):554-560.7 Raghunath Halder, Adeniyi Lawal, Reddy Damavarapu. Nitration of toluene in a microreactorJ. Catalysis Today, 125(2007):74-80.8 Wolfgang Ferstl, Thorsten Klahn, Wenka Schweikert et al. Inline analysis in microreaction technology:a suitable tool for process screening and optimizationJ. Chemical Engineering and Technology. 2007,30(3):370-378.9 刘丽荣, 吕春绪, 李霞. 甲苯区域选择性硝化的研究进展J. 火炸药学报, 2006, 29(1): 32-35.10 梅光泉, 熊知行, 郑寿荣. 芳香族化合物的催化硝化研究进展J. 宜春学院学报, 2007, 29(2): 23-26.11 钱华, 叶志文, 吕春绪. HZSM-5催化下N2O5对甲苯的绿色硝化J. 火炸药学报, 2006, 29(5): 9-11.12 R.J.Kalbas, M.Ghiaci, A.R.Massah. Highly selective vapor phase nitration of toluene to 4-nitro toluene using modified and unmodified H3PO4/ZSM-5J. Applied Catalysis A:General, 353(2009):1-8.13 I.Sreedhar, K.Suresh Kumar Reddy, M.Ramakrishna et al. Studies on para-selectivity and yield enhancement in zeolite catalyzed toluene nitrationJ. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 86(2008):219-227.14 Seong-Su Kim, Thomas J.Pinnavaia, Reddy Damavara. Improved regioselective mononitration of toluene over ZSM-5 zeolite catalystsJ. Journal of Catalysis, 253(2008):289-294.15 刘丽荣, 吕春绪, 李霞. 固体超强酸ZrO2-TiO2/SO42-催化下甲苯的区域选择性硝化J. 火炸药学报, 2006,29(2):1-316 奚立民, 任其龙. 纳米固体超强酸TiO2/SO42-的制备及其催化甲苯选择性硝化J. 化学研究与应用, 2007, 19(1):24-28.17 谢长红, 张凌云, 袁晶等. 稀土固体超强酸SO42-/TiO2-La3+催化硝化甲苯的研究J. 化学研究与应用, 2006, 18(9):1052-1056.18 Joanna Adamiak, Dorota Kalinowska-Alichnewicz, Pawel Maksimowski et al. Characterization of a novel solid catalyst,H3PO4/MoO3/SiO2,and its application in toluene nitrationJ. Journal of Molecular Catalysis A:Chemical351(2011):62-69.19 李小青, 杜晓华, 徐振元. 三氟甲磺酸盐催化甲苯硝化反应的研究J. 有机化学, 2006, 26(8): 1111-1114.20 刘丽荣, 吕春绪, 李霞. 固体铌酸催化下甲苯的硝化J. 应用化