牛磺酸工艺设计开题报告

开题报告

年产2万吨牛磺酸项目的工艺设计学生：指导教师：

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报告内容一、课题研究的目的和意义二、工艺技术现状(附工艺流程图）三、设计任务及要求四、设计内容（工艺流程，物料计算，热量衡算，设备设计与选型，车间布置）五、可行性分析（重点解决排污问题）六、进度计划及主要参考文献一课题研究的目的和意义牛磺酸是世界公认的营养强化剂,近年来由于人们日益增长的营养需求，促使牛磺酸全球需求激增。由于生产牛磺酸存在一定的环境污染问题，为促进国内工业化生产，有必要对牛磺酸的设计和生产进行深入研究。目的

牛磺酸具有多种生理功能，是人体健康必不可少的一种营养素。我国有关部门已把牛磺酸作为营养强化剂确定为应采取措施鼓励发展的重要品种。随着人民生活水平的不断提高和食品工业的发展，需求量将不断增加。因此，充分发展牛磺酸生产和出口，对提高国民生产总值会有重要意义。意义二制备牛磺酸工艺技术现状(l)氯化一磺化法

该法以乙醇胺、盐酸、亚硫酸钠为原料,反应分氯化、磺化两步进行,经过2一氯乙胺盐酸盐中间体合成牛磺酸,反应方程式如下:牛磺酸的制备二制备牛磺酸工艺技术现状(2)乙撑亚胺法80年代初,美国联合碳化公司的K.D.Oison等人以乙醇胺经过气相催化脱水环化合成乙撑亚胺,然后用硫酸开环加成制备牛磺酸。反应方程式如下:二制备牛磺酸工艺技术现状(3)酯化一磺化法

该反应以乙醇胺、硫酸、亚硫酸钠为原料,首先硫酸与乙醇胺进行酯化反应合成中间体2一氨基乙基硫酸酯,中间体2一氨基乙基硫酸酯再与亚硫酸钠进行磺化反应合成牛磺酸。反应方程式如下：工艺路线的比较1.氯化一磺化法原料易得,但反应条件难控制,收率仅能达到48%。2.乙撑亚胺法生产牛磺酸的收率较高,最高可达84%。但由于乙撑亚胺具有剧毒性、沸点低易挥发,容易发生聚合爆炸,原料的储存和运输具有很大的困难。从可持续发展和绿色化工的观点来看,显然也不是最佳的工艺路线。3.酯化一磺化法原料易得，反应简单成本较低、产生三废少。因此以乙醇胺为原料酯化一磺化法合成牛磺酸成为当今国际上牛磺酸生产企业采用最多的一种生产方法。二制备牛磺酸工艺技术现状工艺流程二制备牛磺酸工艺技术现状将浓硫酸与乙醇胺混合液加入反应器中，加热进行酯化反应将酯化产物中和后，加入反应器，与Na2SO3溶液进行磺化反应将牛磺酸等物质的混和溶液减压蒸馏,使Na2SO4、Na2SO3析出，过滤得牛磺酸粗品将牛磺酸粗品重结晶后，得牛磺酸精品反应器

二制备牛磺酸工艺技术现状实验室酯化和磺化的收率最高分别为98%和85%，总收率83%，但在工业化生产中所报道的总收率只有59%，收率不高的主要原因是酯化是可逆反应，得到中间产物氨基硫酸酯在第二步亚硫酸钠水溶液中磺化时，会发生逆转，将中间产物水解生成乙醇胺，使收率降低，如图为本设计中酯化反应器。三设计任务及要求课题任务

试设计乙醇胺法制备年产20000吨牛磺酸，年工作时数为每年7200小时，产品流量2780kg/h,牛磺酸产品纯度为（质量分数）99.5%以上，乙醇胺转化率达到75%,在经济上更为合理。课题试设计生产方法和工艺流程，物料计算，热量衡算，设备设计与选型，车间布置，产品技术经济指标及化工厂污染处理、排放符合国家环保的要求。课题任务的具体要求根据以单乙醇胺为原料，经浓硫酸酯化，亚硫酸钠还原和分离纯化得到牛磺酸产品这一流程，设计出符合工艺设计的生产流程图；利用流程图，设计出合理的关键设备，能够满足工艺设计的指标需要；对整个生产进行物料计算，热量衡算，设备设计与选型，车间布置等符合现实中安全生产的要求；产品技术经济指标及化工厂污染处理、排放符合国家环保的要求；仔细检查整个工艺设计过程，并且完成设计论文撰写和修改。四设计内容1产品的生产方案及生产规模2生产方法和工艺流程图；3物料计算，热量衡算；4设备设计与选型；5车间布置。6产品的技术经济指标7化工厂三废的处理及排放五可行性分析1

产品的市场预测及技术经济指标；2产品的生产方案及生产规模；3工艺技术方案；4原料、辅助材料、燃料及水、电、汽的供应；5公用工程和辅助设施方案；6能耗指标及分析，节能措施综述；7工厂组织、劳动定员及劳动安全生产；8工厂“三废”的处理和排放，保护当地生态环境。六、进度计划及主要参考文献第1--2周:查阅相关文献；第3--4周:进行可行性分析和探索性实验,并制定设计方案；第5--12周:完成设计部分；第13—15周:撰写毕业论文；第16周:论文答辩；进度计划六、进度计划及主要参考文献[1]代斌,王莉,鲁建江.乙醇胺法合成牛磺酸的工艺研究[J].石河子大学学报;2004,22(6),513-516[2]滕弘霓.牛磺酸制备新工艺研究[J].山东化工，1997年第4期[3]何骏.牛磺酸的工艺路线研究[J].安徽化工,2004,(1):22～23[4]詹豪强.乙醇胺法化学合成牛磺酸[J].化学世界，1996，09：494-496.[5]杨娇.乙醇胺酯化法合成牛磺酸的研究[D].郑州大学,2010