年产3000吨维生素B1工艺设计

年产3000吨维生素B1 1引言 维生素B1又称硫胺素或抗神经炎素。为无色结晶体，溶于水，在酸性溶液中很稳定，在碱性溶液中不稳定，易被氧化和受热破坏。维生素B1主要存在于种子的外皮和胚芽中，如米糠和麸皮中含量很丰富，在酵母菌中含量也极丰富。瘦肉、白菜和芹菜中含量也较丰富。目前所用的维生素B1都是化学合成的产品。在体内，维生素B1以辅酶形式参与糖的分解代谢，有保护神经系统的作用;还能促进肠胃蠕动，增加食欲。 维生素B1缺乏时，可纪起多种神经炎症，如脚气病菌。维生素B1缺乏所引起的多发性神经炎，患者的周围神经末梢有发炎和退化现象，并伴有四肢麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿等症状。18,19世纪脚气病在中国、日本，尤其在东南亚一带广为流先，当时每年约有几十万人死于脚气病。中国古代医书中早有治疗脚气病的记载，中国名医孙思邈已知用谷皮治疗脚气病。在现代医学上，维生素B1制剂治疗脚气病和多种神经炎症有显著疗效。 2 工艺概述 工艺流程路线如图1-1，首先，将计量好的氨基丙腈和甲酸甲酯投入预混釜，在低温下滴加28%的液体甲醇钠;然后，将预混液压入中压釜，通入CO，控制工艺条件，反应6h;最后，降温压入中转罐，离心，滤饼进入双锥真空干燥器烘干，得钠代物。将钠代物于常温下加入纯水溶解后，加入邻氯苯胺和盐酸并混匀进行反应，温度40?左右，时间20小时;缩合反应结束即放料离心并用大量水冲洗至中性，甩干;将离心料烘干，供甲酰嘧啶工序使用将盐酸乙脒和液体甲醇钠混合，于35?进行游离反应，反应结束后即放料离心，并用甲醇洗涤氯化钠滤饼。反应时间8小时。将反应物离心、洗涤即得中间体甲酰嘧啶。将γ-氯代-γ-乙酰丁内酯(简称氯酯)投入加有5%左右盐酸的反应釜中，升温至90?95?水解1小时，水解结束用小苏打中和至pH7.5得氯醇溶液，供硫代硫胺缩合用。在嘧啶水解锅中放入30%的液碱，然后投入甲酰嘧啶,升温至115?120?水解1小时，水解结束后冷却至70?，压入已加甲醇和液碱的缩合锅内，并继续冷却至30?。再向缩合锅内加氯化铵，调pH为10，关闭缩合锅的所有管口，加入二硫化碳，控温40?反应2小时后，加入全部氯醇溶液在45?缩合反应6小时，缩合反应结束后，降温至30?，放料离心，母液送溶剂回收工序回收甲醇，回收的甲醇部分返回本工序套用，多余部分进入甲醇储罐。硫代硫胺粗品甩干后,用自来水冲洗至清，再甩干得粗品(SB缩合物)。1 1 将一批粗品全部投入稀盐酸中，搅拌30min后，加活性炭脱色过滤，过滤液打入中和锅内用NaOH于30?中和至中性，冷却后放料离心，料底用大量水洗涤至清，甩干、出料、分析合格后交硝酸硫胺工序使用。在氧化釜中加水，用少量硫酸调pH至5，将硫代硫胺分数次加入釜内，控温约26?;滴加双氧水进行氧化反应，滴定后保温搅拌3-5小时;保温结束，加入活性炭脱色2小时，离心并用水洗涤、过滤，得氧化母液;将氧化母液放入中和锅中，加入硝酸钠溶液，滴加液碱，温度控制在10?左右中和完即可放料离心，并用少量无水乙醇洗涤、甩干、烘干即得硝酸B成品本工序间歇生产，在转化釜1 中加入无水乙醇和盐酸，开搅拌，加入硝酸硫胺，升温至70?左右，转化反应2小时左右，降温至20?左右，放料离心，将离心得到的固体粉状料烘干得盐酸硫胺成品 生产工艺流程示意图 氨基丙甲酰化离心烘干 离心烘干缩合钠代物 洗涤离心环合烯胺 水解环合甲酰嘧啶硫代硫胺 离心，洗涤中和氧化脱色 烘干硝酸硫胺成品硝酸硫胺 图1-1 烘干离心转化盐酸硫胺成品 3 工艺计算 2 合理的计算是优化设计的灵魂，本设计中进行了详细的物料衡算、能量衡算，并对一些数据进行了多次计算校核，为工艺设备的选型和工程施工提供了可靠、科学的依据。 为了更充分、清晰表达计算思路，计算多在表格中进行，在说明书中对其中的部分组分进行了计算举例。 4 设备计算与选型 对在工具书中无法找到的不锈钢反应釜进行了详细的计算通过概算完成了塘玻璃反应釜、计量罐、离心泵、储罐、离心机的选型 通过设备的计算和选型，为后期设备布置准备了充分的资料。在设备定位和车间布局设计中，在缺乏经验的前提下，广泛的查阅了相关资料，严格按照国家有关法规，遵循相关化工厂设计原则。 水、电、气消耗指标见表1-1。建筑指标见表1-2。 表1-1 车间消耗水)电)汽及经济技术指标 类型 日消耗量 水 17573 kg/h 电 300 kw?h 表1-2 建筑指标 主要建筑指标 数量 1992m? 车间占地面积 480 m? 车间周围绿化面积 900 m? 车间建筑面积 1080m? 预留地 3 35.8% 建筑系数 5 图纸绘制与设计成果 绘制完成工艺流程图3张,全厂总平面图1张,车间设备平面图5张,车间立面图2张。书写设计说明书1份。 6 结论 本次设计是在参考江苏兄弟维生素有限公司维生素B1生产工艺基础上，通过工艺计算，采用图纸的表达，并辅以文字说明所设计出的较为完整、合理、先进、可行的生产车间。 在整个厂区的设计中，充分考虑废水、废气、废渣的循环综合利用，这样有利于降低成本，减少污染，仔细对比，选择节约原材料，能源及水源的工艺和设备。施工和生产中排放的“三废”严格按国家规定进行处理，达到允许排放方可向外排放。 由于自身知识水平有限，加之实践经验的不足，设计中不乏有许多错漏，恳请老师悉心指教。 参考文献化工类毕业设计题目 作者QQ 1371345877 4 5 6 7 8 9 参考文献 [1] 姚玉英(《化工原理》(天津大学化工原理教研室编[M](天津:天津科技出版社，1999( [2] 陈均志(《化工原理实验及课程设计》[M](西安:陕西人民出版社，2002( [3] 周镇江(《轻化工工厂设计概论》[M](北京:中国轻工业出版社，1994( [4] 左识之(《精细化工反应器及车间工艺设计》[M](上海:华东理工大学出版社，1996( [5](陆振东.《化工工艺设计》.北京:化学工业出版社，1994 [6] 王保国(《化工设计》[M](北京:化学工业出版社，2001( 10 [7].黄英.《化工过程设计》.西安:西北大学出版社，2004 [8]王正平.《精细化学反应设备分析与设计》.北京:化学工业出版社.2004 [9黄璐.《化工设计》.北京:化学工业出版社.2000 [10]汪镇安.《化工工艺设计手册》.北京:化学工业出版社.2003 [11]时钧.《化学工程手册》.北京:化学工业出版社.1989 11