維生素B1工藝設計網(wǎng)絡

1、維生素B1工藝設計摘 要硫胺素（維生素B1）是已經(jīng)確定的第一個B族維生素。硫胺素依賴酶作為一個與能量代謝有關的幾種酶的輔助因子,它是重要的神經(jīng)遞質的合成和生產(chǎn)，減少氧化應激防御中使用的物質，以及用于合成的戊糖核酸的前體.硫胺素腦代謝中起著核心作用。干腳氣病，周圍神經(jīng)病變，濕腳氣，水腫和乳酸性酸中毒的心肌病，和WernickeKorsakoff綜合征，其表現(xiàn)包括眼球震顫，眼肌麻痹，共濟失調(diào)演變成混亂，逆行性遺忘，認知障礙，虛構其不足的結果。嚴格硫胺素缺乏飲食的患者18天之內(nèi)顯示的嚴重枯竭的狀態(tài)。硫胺素缺乏在富裕國家中最常見的原因是不含酒精的病人要么酗酒或營養(yǎng)不良。硫胺素補充治療是有益的診斷和治療

2、的。關鍵詞：硫胺素 維生素B1 腳氣 Wernicke-Korsakoff綜合征 心肌病 神經(jīng)病AbstractThiamine (vitamin B1) was the first B vitamin to have been identified. It serves as a cofactor for several enzymes involved in energy metabolism. The thiamine-dependent enzymes are important for the biosynthesis of neurotransmitters and for the

3、 production of reducing substances used in oxidant stress defenses, as well as for the synthesis of pentoses used as nucleic acid precursors.Thiamine plays a central role in cerebral metabolism. Its deficiency results in dry beriberi, a peripheral neuropathy, wet beriberi, a car-diomyopathy with ede

4、ma and lactic acidosis, and WernickeKorsakoff syndrome, whose manifestations consist of nystagmus,ophthalmoplegia, and ataxia evolving into confusion, retrograd e amnesia, cognitive impairment, and confabulation. Patients on a strict thiamine-deficient diet display a state of severe deplet ion withi

5、n 18 days. The most common cause of thiamine deficiency in affluent countries is either alcoholism or malnutrition in nonalcoholic patients. Treatment by thiamine supplementation is beneficial for diagnostic and therapeutic purposes.Keywords: Thiamine; vitamin B1; beriberi; Wernicke-Korsakoff syndro

6、me; neuropathy; cardiomyopathy.第一章 文獻綜述 維生素是維持機體正常生命活動不可缺少的一類小分子有機化合物，由于體內(nèi)不能合成，或合成量不能滿足機體的需要,故必須不斷從食物中攝取。維生素約有20種，他們的化學結構各異，通常按照溶解性質將維生素分為脂溶性和水溶性兩大類，水溶性維生素能溶于水，其中維生素B1就屬于水溶性。維生素和其它藥物不同,他們不會因為副作用和耐藥性而不斷被淘汰和更新.同時由于人和動物肌體不能合成或者合成量不能滿足機體的需要,所以人和動物對維生素的需求是永無止境的,人們常常將維生素產(chǎn)品稱為常青產(chǎn)品或萬歲產(chǎn)品,稱維生素產(chǎn)業(yè)為永遠的朝陽產(chǎn)業(yè)。維生素B1又

7、稱硫胺素或抗神經(jīng)炎素，19世紀末荷蘭醫(yī)生艾克曼從米糠中提取制得的，是人們最早發(fā)現(xiàn)的一種維生素，由嘧啶環(huán)和噻唑環(huán)結合而成。為無色結晶體，溶于水，在酸性溶液中很穩(wěn)定，在堿性溶液中不穩(wěn)定，易被氧化和受熱破壞。維生素B1主要存在于種子的外皮和胚芽中，如米糠和麩皮中含量很豐富，在酵母菌中含量也極豐富。瘦肉、白菜和芹菜中含量也較豐富。目前所用的維生素B1都化學合成的產(chǎn)品。1.1生產(chǎn)方法1.1.1 化學合成法國內(nèi)外維生素B1工業(yè)生產(chǎn)主要有丙二腈氨甲基嘧啶路線、丙烯腈乙酰氨甲基嘧啶路線、丙烯腈甲酰氨甲基嘧啶路線幾種。國外常用丙二腈路線，此路線簡短，但原料價格貴、成本高。國內(nèi)采用后兩種路線，丙烯腈乙酰氨甲基嘧啶

8、路線條件溫和，價格便宜，是國內(nèi)普遍采用的，但成本較高，而丙烯腈甲酰氨甲基嘧啶路線是近兩年國內(nèi)工業(yè)化開發(fā)成功的最新路線，雖然路線較長，但成本較低。維生素B1的主要生產(chǎn)原料表1-1 主要原輔材料、產(chǎn)品理化性質名稱分子式理化特性燃燒爆炸性毒性毒理鄰氯苯胺琥珀色液體，有氨味，在空氣中顏色變黑，密度1.2125g/m3，沸點208.8，不溶于水，溶于酸和大多數(shù)有機溶劑。遇明火、高熱或與氧化劑接觸，有引起燃燒爆炸的危險。受高熱分解，產(chǎn)生有毒的氮氧化物和氯化物氣體。毒害品，LD50：256mgkg(小鼠經(jīng)口)。甲酸甲酯C2H4O2無色液體，具有愉快的香味。沸點31.5，熔點-99.8，蒸氣壓585.7mmH

9、g/25，相對密度0.987/15/15，辛醇/水分配系數(shù)logKow=0.03，與醇互溶，蒸氣相對密度2.07，水中溶解度230000mg/L/25，嗅閾值5006875mg/m3。爆炸極限4.523%，閃點-19，自燃點449。吸入蒸氣會刺激鼻子，惡心，中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制，呼吸困難，嚴重時可因肺水腫而死亡。食入后會產(chǎn)生嚴重的酸毒癥，并導致腎病。LC50大鼠吸入5200mg/m3/4hr，LD50小鼠經(jīng)口675mg/kg，大鼠475mg/kg，皮膚4000mg/kg。未被IARC等機構列為致癌物質。氫氧化鈉NaOH分子量：40.01白色不透明固體，易潮解。易溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙酮，熔點

10、：318.4 沸點：1390；相對密度(水=1)2.12本品不會燃燒，遇水和水蒸氣大量放熱，形成腐蝕性溶液。與酸發(fā)生中和反應并放熱。具有強腐蝕性硝酸鈉NaNO3分子量：85.01,無色透明或白微帶黃色的菱形結晶，味微苦，易潮解；易溶于水、液氨，微溶于乙醇、甘油；熔點：306.8，沸點：380(分解) ；相對密度(水=1)2.26強氧化劑。遇可燃物著火時，能助長火勢。與易氧化物、硫黃、亞硫酸氫鈉、還原劑、強酸接觸能引起燃燒或爆炸。燃燒分解時，放出有毒的氮氧化物。受高熱分解，產(chǎn)生有毒的氮氧化物。 急性毒性：LD503236mg/kg(大鼠經(jīng)口)氨基丙腈C3H6N2分子量70.1，無色透明

11、液體，略有氨味，呈中性，易溶于水和有機溶劑，密度1.011，沸點185。純凈無水氨基丙腈很穩(wěn)定。無毒甲醇納CH3ONa分子量：54.02，白色無定形易流動粉末，無臭；溶于甲醇、乙醇；沸點：>450；相對密度(水=1)1.3；相對密度(空氣=1)1.1遇水、潮濕空氣、酸類、氧化劑、高熱及明火能引起燃燒。本品蒸氣、霧或粉塵對呼吸道有強烈刺激和腐蝕性。吸入后，可引起昏睡、中樞抑制和麻醉。對眼有強烈刺激和腐蝕性，可致失明。鹽酸HClHCl的水溶液，純品為無色有刺激性氣味的液體，工業(yè)品略帶黃色，相對密度1.187，易溶于水，有強烈的腐蝕性。熔點-114.8，沸點-84.9濃鹽酸在空氣中發(fā)煙，觸及氨

12、蒸發(fā)會生成白色云霧。其氣體對動植物有害，是極強的無機酸。鹽酸乙脒C2H6N2HCl白色或微黃色晶體,易溶于醇,不溶于丙酮,乙醚。加到堿液中,則游離析出乙脒,呈強堿性,微加熱則分解為氨和醋酸熔點164-166無小蘇打NaHCO3白色單斜晶系晶體粉末至結晶性塊狀物。相對分子量84.01，相對密度是2.162.22。微溶于水。無本品有毒，多量可引起堿中毒，大鼠口腔注射LD504300mg/kg。氯化銨NH4Cl無色立方晶體或結晶性粉末。無臭，有清涼感，略有吸濕性。相對分子量53.49，相對密度是1.526微溶于乙醇和甲醇，溶于水和甘油。無無雙氧水(35%)H2O2無色透明液體。無臭，略有特殊氣味。相

13、對分子量34.02，相對密度是1.4649。不溶于石油醚，溶于乙醇和乙醚，與水可任意混溶。無無硫酸H2SO4分子量：98.08(3.0)；與水混溶。無一級無機酸腐蝕；車間空氣中最高容許濃度為2mg/m3，口服濃硫酸1mg即可致死。氯代丁內(nèi)脂C6H7O3Cl分子量：162.57淡黃色澄明油狀液體，相對密度1.1624，不溶于水，易溶于有機溶劑無無5,6-二甲苯并咪唑C9H10N2無色針狀結晶,能溶于醇和酸，微溶于熱水，分子量146.19。熔點201-206無甲醇CH3OH無色透明液體。易燃，易揮發(fā)。有刺激性氣味。相對分子量32.04。相對密度0.7915折射率為1.3292。能與水、乙醇、乙醚、

14、丙酮、苯等混溶，也溶于氯仿。熔點-97.80，沸點64.7，閃點16、12（閉式）。其蒸氣與空氣可形成爆炸混合物，爆炸極限6.0-36.5（體積分數(shù)）。本品有毒，飲后可致盲，蒸氣刺激眼睛，也可致盲?？诜状?g/kg可導致失明。二硫化炭CS2無色液體，溶于水、乙醇、乙醚等無硫酸銨（NH4）2SO4無色斜方晶體。密度1.769溶于水不溶于乙醇。無無維生素B1易潮解，有微弱的特臭，味苦。熔點248（分解）溶于水和甘油。稍溶于乙醇，不溶于乙醚和苯無無1.1.2 微生物合成法 微生物法合成維生素B1是先分別合成嘧啶環(huán)和噻唑環(huán)結構后，再經(jīng)酶反應聚合而成。如圖2-6所示，丙氨酸（VI）與甲硫氨酸（VII）

15、反應生成3-(4-甲基-5-噻唑啉基)丙氨酸（VIII），然后經(jīng)4-甲基-5-(B-羥乙基)噻唑單磷酸（IX），由此噻唑環(huán)部分形成。嘧啶環(huán)部分則由氨甲酰磷酸（I）與B-甲基天冬氨酸(II)聚合，形成N-氨甲酰-B甲基天冬氨酸（III），轉化為甲基二氫乳清酸（IV）后，經(jīng)2-甲基-4-氨基-5-羥甲基嘧啶，由ATP轉化為單磷酸酯，再轉化為焦磷酸酯（V）。最后，噻唑環(huán)和嘧啶環(huán)兩部分在硫胺單磷酸合成酶存在下縮合形成單磷酸硫胺素(X)。 大腸桿菌和啤酒酵母均是維生素B1的產(chǎn)生菌，它們能合成2-甲基-4-氨基-5-羥基嘧啶和4-甲基-5-(B-羥乙基)噻唑。將大腸桿菌腺嘌呤或維生素B1缺陷型菌株移種于含

16、有限量維生素B1的培養(yǎng)基中，在其中生長的細胞即可解除其生物合成維生素B1的阻遏，使維生素B1高產(chǎn)。從啤酒酵母中分離的產(chǎn)生維生素B1突變型菌株，可用于生產(chǎn)富含維生素B1的啤酒。此外，Salmonella typHimerium和Streptomyces carlsberlsbergensis也能產(chǎn)生維生素B1。1.2世界維生素B1生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀應用領域的不斷擴大推動著維生素市場的持續(xù)增長，競爭激烈，維生素現(xiàn)已成為國際醫(yī)藥與保健品市場的主要大宗產(chǎn)品之一。據(jù)有關資料，20世紀末，全世界醫(yī)藥、營養(yǎng)保健品、食品、化妝品、飼料等行業(yè)每年消耗的各種維生素原料的市值已達25億美元。巨大的市場空間，吸引了不少弄

17、潮兒，也醞釀著變幻的風云。維生素用于藥品、營養(yǎng)藥品、飼料添加劑和食品添加劑，維生素產(chǎn)業(yè)的發(fā)展設計到醫(yī)藥工業(yè)、精細化工、飼料工業(yè)和食品工業(yè)等多個領域。幾十年來，國際市場對維生素的需求一直在穩(wěn)定增長，特別是近20多年來，科學研究的深入發(fā)展，使維生素的應用領域不斷擴大?，F(xiàn)在，維生素已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚尼t(yī)藥和保健產(chǎn)品，世界維生素市場中動物飼料工業(yè)所占比重最大（約占50%）,其次是食品添加劑工業(yè)（約占20%25%）和醫(yī)藥工業(yè)（約占25%30%）。據(jù)報道，全世界每年維生素的產(chǎn)銷量已達30萬t;全世界用于藥品、營養(yǎng)藥品、食品、化妝品和飼料等行業(yè)的各種維生素原料每年已達25億美元。1.3國內(nèi)維生素

18、B1生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國維生素工業(yè)起源于50年代末，當時主要以生產(chǎn)醫(yī)藥用原料為目的。進入70年代，若干種B族維生素已能自行生產(chǎn)，維生素C兩步法生產(chǎn)工藝的研究成功在國際上引起震動。80年代，我國已基本形成除生物素以外的各種維生素生產(chǎn)體系，但中間體依賴進口，產(chǎn)量和規(guī)模遠不能滿足市場需求。90年代以來，我國各種維生素及中間體的生產(chǎn)技術相繼有了突破性的進展，有效地促進了維生素的發(fā)展。維生素價格的大副下降，雖使一些不具成本優(yōu)勢的企業(yè)慘遭淘汰，但廣濟藥業(yè)（000952）等具有自主知識產(chǎn)權、技術國際領先、成本優(yōu)勢明顯的生產(chǎn)企業(yè)得卻以迅速崛起，不僅搶占了國內(nèi)市場，還在競爭激烈的國際市場站穩(wěn)腳跟、進而壟斷國際市

19、場。目前我國已成為全球最大的維生素出口國，相當一些產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質量在國際上處于領先地位。在國際維生素行業(yè)重新洗牌中，中國維生素制造商經(jīng)受了考驗，依靠靈活的經(jīng)營策略、產(chǎn)品的成本優(yōu)勢和技術上的后發(fā)優(yōu)勢，在競爭中站穩(wěn)了腳跟。在2001年維生素H投產(chǎn)成功后，中國已是全球極少數(shù)能夠生產(chǎn)全部維生素品種的國家之一。中國不少維生素品種產(chǎn)量已位居世界前列。近年來，我國維生素B1生產(chǎn)呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。生產(chǎn)企業(yè)主要集中在湖北華中制藥廠、東北制藥總廠、遼寧巴斯夫維生素公司、天津中津制藥廠、上海元森制藥有限公司、杭州民生制藥廠等。近年來，我國生產(chǎn)的維生素B1能在國際市場暢銷，主要得益于產(chǎn)品質優(yōu)價廉，市場競爭力

20、不斷增強。我國維生素B1的生產(chǎn)工藝經(jīng)多年改革，已十分成熟，具有一定優(yōu)勢。各種原料和中間體均有配套生產(chǎn)，生產(chǎn)水平不斷提高，成本不斷降低，具有價格優(yōu)勢。因而在全球市場上具有越來越重要的主導作用?，F(xiàn)在國際市場醫(yī)藥原料藥的生產(chǎn)正由發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉移，今后我國維生素B1生產(chǎn)和出口還會穩(wěn)步增加，將成為全球主要的生產(chǎn)國和出口國。第二章 工藝流程設計2.1工藝流程2.1.1以丙烯腈為原料的生產(chǎn)（1）加成、縮合、甲基化、加成 在反應罐內(nèi)投入苯、金屬鈉，攪拌，于50攝氏度以下滴加甲醇，加完后，于45-50攝氏度攪拌30分鐘，降溫至30攝氏度時，滴加甲酸乙酯與丙烯腈的混合液，保溫攪拌30-35小時,補加無水甲

21、醇即得鈉鹽。 將鈉鹽冷至5攝氏度，快速滴加硫酸二甲酯，然后在48-52攝氏度保溫攪拌2小時，調(diào)節(jié)PH至4-5，過濾，濾液用NaOH調(diào)PH7-8，在20-25攝氏度攪拌4小時，靜置，分去堿層，濾去醋酸鈉，加熱蒸盡苯，再減壓蒸餾，收集92攝氏度以上餾分，靜置分離上層物即為縮醛。 （2）環(huán)合、水解、開環(huán) 將金屬鈉加入無水甲醇中，待作用完后，降溫至15攝氏度，加一定量甲酸乙酯，然后倒入縮醛及鹽酸乙脒，降溫至12-15攝氏度，反應3小時，于15-18攝氏度反應3小時；48-50攝氏度反應3小時升溫至64攝氏度回流1小時，然后回收甲醇。回收低沸點物，再加入少量NaOH，升溫至100攝氏度，回流40分鐘，水

22、解，冷至5攝氏度，過濾，結晶烘干即得乙酰嘧啶。（3）水解、加成、縮合、環(huán)合、水解、中和 將NaOH、乙酰嘧啶投入反應罐中，攪拌、加熱，反應5小時，然后加入甲醇、二硫化碳及氨水。降溫至20攝氏度左右加入Y-氯代-乙?；家宜狨ィ缓髮⒖s合物懸于水中，加少量鹽酸，升溫至70攝氏度，保溫5分鐘，立即降溫至60攝氏度，加至檸檬酸鈉溶液中，調(diào)節(jié)至pH3-4，活性炭脫色，過濾，用NaOH中和至pH7,降溫至30攝氏度，甩干，得硫羥胺。（4）氫化 將硫羥胺加入反應罐，攪拌，滴加H2O2，反應完全后，加活性炭脫色，過濾，冷至5攝氏度，離心，濾餅用水洗至無硫酸根，再用乙醇洗，甩干，于50-70攝氏度烘干，得硝

23、酸硫胺。（5）轉化將硝酸硫胺投入熱至40攝氏度的甲醇中，然后快速加入鹽酸、氯化鈣甲醇溶液，48攝氏度保溫5小時，降至10攝氏度靜置過夜，離心，濾餅洗滌、干燥、得鹽酸硫胺粗品。（6）精制將硫胺粗品置于精制罐內(nèi)加蒸餾水、鹽酸和少量氯化鋇，加熱至50攝氏度，加活性炭脫色，過濾，濾液加入熱至65攝氏度的無水乙醇，放置過夜，甩干，干燥得精品。2.1.2采用氨基丙腈甲酰嘧啶路線首先，將計量好的氨基丙腈和甲酸甲酯投入預混釜，在低溫下滴加28%的液體甲醇鈉；然后，將預混液壓入中壓釜，通入CO，控制工藝條件，反應6h；然后，離心，濾餅進入雙錐真空干燥器烘干，得鈉代物。將鈉代物于常溫下加入純水溶解后，加入鄰氯苯胺

24、和鹽酸并混勻進行反應，溫度40左右，時間20小時；縮合反應結束即放料離心并用大量水沖洗至中性，甩干；將離心料烘干，供甲酰嘧啶工序使用。將鹽酸乙脒和液體甲醇鈉混合，于35進行游離反應，反應結束后即放料離心，并用甲醇洗滌氯化鈉濾餅。反應時間8小時。將反應物離心、洗滌即得中間體甲酰嘧啶。將-氯代-乙酰丁內(nèi)酯(簡稱氯酯)投入加有5%左右鹽酸的反應釜中，升溫至9095水解1小時，水解結束用小蘇打中和至pH7.5得氯醇溶液，供硫代硫胺縮合用。在嘧啶水解鍋中放入30%的液堿，然后投入甲酰嘧啶,升溫至115120水解1小時，水解結束后冷卻至70，壓入已加甲醇和液堿的縮合鍋內(nèi)，并繼續(xù)冷卻至30。再向縮合鍋內(nèi)加氯

25、化銨，調(diào)pH為10，關閉縮合鍋的所有管口，加入二硫化碳，控溫40反應2小時后，加入全部氯醇溶液在45縮合反應6小時，縮合反應結束后，降溫至30，放料離心，母液送溶劑回收工序回收甲醇，回收的甲醇部分返回本工序套用，多余部分進入甲醇儲罐。硫代硫胺粗品甩干后,用自來水沖洗至清，再甩干得粗品(SB1縮合物)。將一批粗品全部投入稀鹽酸中，攪拌30min后，加活性炭脫色過濾，過濾液打入中和鍋內(nèi)用NaOH于30中和至中性，冷卻后放料離心，料底用大量水洗滌至清，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，用少量硫酸調(diào)pH至5，將硫代硫胺分數(shù)次加入釜內(nèi)，控溫約26；滴加雙氧水進行氧化反應，滴定后保

26、溫攪拌3-5小時；保溫結束，加入活性炭脫色2小時，離心并用水洗滌、過濾，得氧化母液；將氧化母液放入中和鍋中，加入硝酸鈉溶液，滴加液堿，溫度控制在10左右中和完即可放料離心，并用少量無水乙醇洗滌、甩干、烘干即得硝酸B1成品本工序間歇生產(chǎn)，在轉化釜中加入無水乙醇和鹽酸，開攪拌，加入硝酸硫胺，升溫至70左右，轉化反應2小時左右，降溫至20左右，放料離心，將離心得到的固體粉狀料烘干得鹽酸硫胺成品。工藝流程路線如圖2-1所示。2.2工藝流程圖第三章 工藝計算3.1 物料衡算3.1.1 鹽酸B1（YB1）轉化工序生產(chǎn)工序圖如下所示圖3-1 YB1工序生產(chǎn)工序圖327.38 36.36 337.27本工序對

27、主反應物NB1（硝酸B1）而言，轉化率100%，收率98.47%。投進去的粗品NB1含量為：NB1為96.15%，雜質0.8%，甲醇2.8%，水0.25%YB1（鹽酸B1）產(chǎn)量為500t/a，每年生產(chǎn)300天500t/a500×1000/（300×24）=69.44kg/h0.2059kmol/h則投純品NB1：0.2059÷98.47×327.38=0.209kmol/h69.45kg/h換算成粗品NB1：69.45÷96.1572.23kg/h其中雜質：72.23×0.8%0.578kg/h甲醇：72.23×2.8%2.

28、022kg/h水：72.23×0.25%0.1806kg/h轉化反應的轉化率100%，收率99.13%甲醇：NB1（粗品）900：250（質量比）甲醇含量為：甲醇99.5%，水0.5%則投甲醇：72.23260.03kg/h其中純甲醇：260.03×99.5%258.73kg/h水：260.03×0.5%1.30kg/hHCl（g）：NB15：1（摩爾比）則進HCl：0.209×51.045kmol/h1.045×36.4638.108kg/h進料質量總計：72.23+260.03+38.108370.37kg/h主反應消耗HCl（g）：0.2

29、09×2×36.46=15.24 kg/h剩余HCl（g）：38.10815.24=22.87 kg/h其中有98%放空，2%參與副反應并生成雜質放空HCl（g）：22.87×98%=22.41 kg/h主反應生成YB1：0.209×99.13%=0.207 kmol/h=0.207×337.27=69.81kg/h主反應生成硝酸：0.207×63.03=13.05kg/h此過程中NB1除了參與主反應外，剩下的和少部分HCl發(fā)生不明副反應并生成雜質雜質：370.3769.81260.031.480613.0522.87=3.13kg/

30、h離心母液質量總計：370.3713.05357.32kg/h離心分離后，粗品YB1：液體1：3.5368（質量比）則粗品YB1：357.32 ×=78.73kg/h其中YB1為91.86%，雜質0.55%，水0.36%，甲醇7.23%YB1：78.73×91.86%72.32kg/h雜質：78.73×0.55%0.433kg/h水：78.73×0.36%0.2834kg/h甲醇：78.73×7.23%5.692kg/h液體質量：357.32-78.73278.59kg/h精品YB1中甲醇和水被烘干，YB1純度為99.4%收率為96.53%表3

31、-1鹽酸B1轉化工序物料平衡表進料出料NB169.450甲醇258.73258.73HCl38.1122.41雜質0.5780.433水1.48061.4806YB1069.81硝酸013.05合計368.35368.35 3.1.2 NB1工序氧化脫色 296.42 34.02 362.44 18.02 反應過程的物料衡算各物料的質量投料比如下：粗品SB1：H2SO4（98%）：H2O2（35%）：活性炭：H2O1537.46：33：1500：55：1537.4646.59：1：45.45：1.67：46.59 圖3-2 NB1工序生產(chǎn)工序圖氧化釜內(nèi)轉化率為100%，收率99.30%中和（轉

32、鹽）釜內(nèi)轉化率為100%，收率95.08%洗滌離心收率為98.75%故總收率為99.30%×95.08%×98.75%93.24%投純品SB1：0.209÷93.24%kmol/h0.2242×296.4266.46kg/h換算成粗品SB1為 66.46×69.38kg/h其中雜質69.3866.462.92kg/h則H2SO4（98%）：69.38×1.489kg/h其中純H2SO4：1.489×0.981.459kg/hH2O：1.489-1.4590.03kg/hH2O2（35%）：69.38×67.68kg

33、/h其中純H2O2：67.68×35%23.69kg/hH2O：67.68×65%43.99kg/h活性炭：66.46×2.382kg/hH2O：66.46kg/h投料質量總計：66.46×21.48967.682.382204.47kg/h氧化物：0.2242×99.3%0.2226kmol/h0.2226×362.4480.69kg/h主反應產(chǎn)生水：18.02×0.2226×28.0225kg/h活性炭和H2SO4不變，分別為2.382和1.459kg/h反應后物料組成為水:0.03+43.99+66.46+8

34、.0225=118.5kg/h氧化物:80.69kg/hH2SO4:1.489kg/h雜質:204.46-80.69-118.5-1.489-2.382=1.399kg/h表3-2氧化脫色工序物料平衡表進料出料H2SO41.4591.459H2O223.690SB166.460水110.48118.5雜質0.723.55氧化物080.69活性炭2.3822.382合計205.19205.193.1.3 （硫代硫胺）工序由上工序計算得出粗品SB1產(chǎn)量為69.38/h（其中雜質2.92/h，純SB166.46/h）。圖3-3 SB1生產(chǎn)工序圖(1)氯酯水解氯酯 -氯代-乙酰丙醇162.566 18

35、.016 136.572 44.01水解反應投料比如下：水：氯酯（96%）：鹽酸（30%）：粗品SB1= 1000：1050： 200： 1537.46= 5：5.25：1：7.6873水：69.38×=45.13/h氯酯（96%）：69.38×=47.38/h其中氯酯：47.38×96%=45.48/h 水：47.38×4%=1.895/h鹽酸（30%）：69.38×=9.025/h其中HCl：9.025×30%=2.708/h 水：9.025×70%=6.318/h投料總計：45.1347.389.025=101.54/

36、h其中水：45.131.895+6.318=53.34/h本工序轉化率=收率=92.49%，而且沒有副反應發(fā)生主反應消耗氯酯：45.48×92.49%=42.06/h=42.06÷162.566=0.2587kmol/h主反應消耗水：18.02×0.2587=4.662/h生成氯醇：136.572×0.2587=35.33/h生成CO2：44.01×0.2587=11.38/h剩下氯酯：45.4842.06=3.42/h剩下水：53.344.662=48.678/h剩下HCl：2.708/h表3-3氯酯水解工序物料平衡表進料出料氯酯45.483

37、.42HCl2.7082.708水53.3448.678氯醇035.33CO2011.392合計101.53101.53（2）甲酰嘧啶水解 166.19 40 138.18 68.01甲酰嘧啶含量為99.82%,雜質為0.18%.投料比如下:甲酰嘧啶(純品):液堿(30%):粗品SB1= 988.98: 1500: 1537.46= 1: 1.5167: 1.5546 甲酰嘧啶(純品):×1=44.63/h則甲酰嘧啶（99.82%）:44.63÷99.82%=44.71/h 雜質:44.7144.63=0.08kg/h液堿(30%): ×1.5167=67.69/

38、h其中NaOH:67.69×30%=20.307/h 水:67.69×70%=47.383/h水解反應過程中嘧啶的轉化率=收率=98.03%消耗嘧啶:44.63×98.03%=43.75/h=43.75÷166.19=0.2633kmol/h剩下嘧啶:44.6343.75 =0.88/h消耗NaOH:40×0.2633=10.532/h剩下NaOH:20.30710.532=9.775/h水不變,仍然為47.383/h生成甲酸鈉:68.01×0.2633=17.907/h甲酸鈉生成水解物:138.18×0.2633=36.3

39、8/h表3-4甲酰嘧啶水解物料平衡表進料出料甲酰嘧啶44.630.88NaOH20.3079.775水47.38347.383雜質0.080.08水解物036.38甲酸鈉017.907合計112.4112.43.1.4 嘧啶工序 圖3-4嘧啶工序流程圖嘧啶產(chǎn)量為44.63kg/h，純度為99.82%，則嘧啶：44.63×99.82%=44.55kg/h，雜質：44.6344.55=0.08kg/h （1）游離反應 鹽酸乙脒 乙脒9.55 54.02 58.09 32.04 58.44 反應過程的物料衡算投料比為 甲醇鈉（28%）：鹽酸乙脒（99%）：嘧啶（99.82%）=1250：6

40、30：988.98甲醇鈉（28%）：×1250=56.409kg/h其中CH3ONa：56.409×28%=15.79kg/h CH3OH：56.409×72 %=40.61 kg/h鹽酸乙脒（99%）：×630=28.43kg/h其中鹽酸乙脒：28.43×99 %=28.14 kg/h 雜質：28.4328.14=0.29 kg/h鹽酸乙脒的轉化率=收率=95.86%則主反應消耗鹽酸乙脒：28.14× 95.86%=26.98kg/h=26.98÷94.55=0.2854kmol/h反應完后剩下鹽酸乙脒：28.4326.9

41、8=1.45kg/h主反應消耗CH3ONa：54.02×0.2854=15.417kg/h反應完以后剩下CH3ONa：15.7915.417=0.373kg/h生成乙脒：58.09×0.2854=16.58kg/h生成CH3OH：32.04×0.2854=9.144kg/h反應完以后剩下CH3OH：40.619.144=49.75kg/h生成NaCl：58.44×0.2854=16.68kg/h表3-5游離反應物料平衡表進料出料鹽酸乙脒28.141.45雜質0.290.29CH3ONa15.790.373CH3OH：40.6149.75乙脒016.58N

42、aCl016.68合計84.8384.83b.離心洗滌洗滌用甲醇（99.5 %）：嘧啶（99.82%）=1500：988.98甲醇（99.5 %）：×1500=67.69 kg/h其中甲醇:67.69×99.5%=67.35kg/h 水:67.6967.35=0.34kg/h 投料總質量為:56.40928.43+67.69=152.53kg/h經(jīng)過洗滌離心后, 乙脒全部進入液體中,各物質含量如下:乙脒12.24 %,甲醇86.07 %,鹽酸乙脒0.86 %, CH3ONa:0.28 %, NaCl:0.55%液體質量為:16.58÷12.24 %=135.46

43、kg/h其中乙脒:16.58kg/h 甲醇:135.46×86.07%=116.59kg/h鹽酸乙脒: 135.46×0.86%=1.165 kg/h CH3ONa: 135.46×0.28%= 0.2709kg/h NaCl: 135.46×0.55%= 0.745kg/h固體廢棄物質量為:152.53135.46=17.07kg/h（2）環(huán)和烯胺 乙脒 甲酰嘧啶 鄰氯苯胺 235.67 58.09 166.19 127.57 反應過程的物料衡算所投物料為上個工序離心出來的液體,除此之外還要投 烯胺,投料比為烯胺(99.75%):嘧啶（99.82%）=

44、1519.48:988.98烯胺(99.75%): 1519.48×44.63÷988.98=68.57 kg/h其中烯胺:68.57×99.75 %=68.40 kg/h 雜質:68.5768.40=0.17 kg/h進料質量總計:135.4668.57=204.03kg/h本工序烯胺轉化率100 %,收率92.36 %。乙脒轉化率100 %，收率93.94 %以烯胺為基準計算表3-6環(huán)和工序物料平衡表進料出料乙脒16.580甲醇116.59116.59鹽酸乙脒1.1650CH3ONa0.27090.2709NaCl0.7450.745烯胺68.40雜質0.17

45、96.66嘧啶044.55鄰氯苯胺034.19合計203.92203.92主反應消耗烯胺：68.40×92.36%=63.17kg/h =63.17÷235.67=0.268kmol/h主反應消耗乙脒：0.268×58.09=89.86kg/h生成嘧啶：166.19×0.268=44.54kg/h生成鄰氯苯胺：127.57×0.268=34.19 kg/h甲醇、CH3ONa、NaCl的質量均不改變，分別為116.59、0.2709、0.745 kg/h則雜質為203.9244.5434.19116.590.27090.745=96.66 kg/

46、hb.離心離心后嘧啶全部留在固體中，含量為99.82%則嘧啶（99.82%）：44.54÷99.82 %=44.62 kg/h其中嘧啶256.56 kg/h，雜質44.6244.54=0.08 kg/h液體質量為204.0344.62=159.41kg/h其中甲醇回收率為99.00 %，即116.59×99.00 %=115.4kg/h鄰氯苯胺回收率為99.50 %，即34.19×99.50 %=34.02 kg/h3.1.5 烯胺工序圖3-5烯胺工序工藝流程圖鈉代物 鄰氯苯胺 烯胺148.1 127.57 36.46 235.67 58.44 18.02烯胺(9

47、9.75%)產(chǎn)量為68.57kg/h其中烯胺:68.57×99.75 %=68.40 kg/h 雜質:68.5768.40=0.17 kg/h投料比為 鹽酸（30%）：鄰氯苯胺（99.5 %）：純水:鈉代物（99.73 %）：烯胺(99.75%)=800：900：2000：1033.68：1519.48 鹽酸（30%）：×800=36.10kg/h 其中HCl：36,10×30%=10.83 kg/h 水：36.10×70%=25.27kg/h鄰氯苯胺（99.5 %）：68.57÷1519.48×900=40.61 kg/h其中鄰氯苯

48、胺：40.61×99.5 %=40.41kg/h 雜質：40.6140.41=0.20 kg/h純水：×2000=90.25 kg/h鈉代物（99.73 %）：×1033.68=46.65kg/h其中鈉代物：46.65×99.73 %=46.52 kg/h 雜質：46.6546.52=0.13 kg/h投料質量合計：36.1040.6190.2546.65=213.61 kg/h其中水：25.2790.25=115.52kg/h雜質：0.200.13=0.33 kg/h（1）縮合反應a. 反應過程的物料衡算 鄰氯苯胺轉化率100 %，收率91.62 %。

49、鈉代物轉化率100 %，收率92.40 %以鄰氯苯胺為基準計算主反應消耗鄰氯苯胺：40.41×91.62 %=37.02 kg/h =37.02÷127.57= 0.29kmol/h主反應消耗鈉代物：0.29×148.10=42.95kg/h主反應消耗HCl：0.29×36.46=10.57 kg/h生成烯胺：0.29×235.67=68.34 kg/h生成NaCl：0.29×58.44=16.95kg/h生成水：0.29×18.02= 5.226kg/h反應完以后剩下水：115.525.226=120.75 kg/h反應完

50、以后剩下HCl：10.8310.57=0.26kg/h則雜質：213.6168.3416.95120.750.26=7.31kg/hb.離心固體中各物質含量如下：烯胺97.17%，水1.96%，NaCl：0.15%，HCl：0.03%，雜質0.69%烯胺全部留在固體中，則固體質量為68.40÷97.17%=70.39 kg/h表3-7縮合反應物料平衡表進料出料HCl10.830.26鄰氯苯胺40.413.39水115.52120.75鈉代物46.520雜質0.337.31烯胺068.34NaCl016.95合計213.61213.613.1.6.鈉代工序60.05 70.10 54.

51、02 28.01 32.04 148.10鈉代物（99.73 %）產(chǎn)量為46.65 kg/h其中鈉代物：46.65×99.73 %=46.52kg/h，雜質：46.6546.52=0.13 kg/h圖3-6 鈉代工序工藝流程圖（1）預混投料比為甲醇鈉（28 %）：氨基丙腈（98.5%）：甲酸甲酯（98.5%）：鈉代物（99.73%）=1450：550：500：1033.68甲醇鈉（28 %）：×1450= 65.26kg/h其中甲醇鈉：65.26×28 %=18.28 kg/h 甲醇：65.26×72 %=46.99 kg/h氨基丙腈（98.5%）：&#

52、215;550=24.75 kg/h其中氨基丙腈：24.75×98.50%=24.38 kg/h 雜質：24.7524.38=0.37 kg/h甲酸甲酯（98.5%）：×500=22.50 kg/h其中甲酸甲酯：22.50×98.50 %=22.16 kg/h 雜質：22.5022.16=0.34 kg/h投料中雜質合計：0.370.34=0.71 kg/h（2）酰化反應a. 反應過程的物料衡算所進的物料除了預混釜中的全部物料外，還需要通入CO，投料比如下CO：鈉代物（99.73%）=1200：1033.68則通CO：×1200=54.01 kg/h中壓

53、釜中進料總計：65.2624.7522.5054.01=166.52 kg/h氨基丙腈轉化率100 %，收率90.07 %。甲醇鈉轉化率=收率=92.62 %體系中CH3OH和CO繼續(xù)發(fā)生反應生成甲酸甲酯，反應方程式為剩余的氨基丙腈等均發(fā)生副反應，生成了雜質。以氨基丙腈為基準進行計主反應消耗氨基丙腈：24.38×90.07%=21.96 kg/h =21.96÷70.10=0.3133kmol/h主反應消耗甲酸甲酯：0.3133×60.05=18.81 kg/h主反應消耗甲醇鈉：0.3133×54.02=16.92 kg/h主反應消耗CO：0.3133&

54、#215;28.01=8.776 kg/h主反應后剩下甲酸甲酯：22.1618.81=3.35 kg/h主反應后剩下CO：54.018.776=45.23 kg/h主反應后剩下甲醇鈉：18.2816.92=1.36 kg/h主反應生成CH3OH：2×0.3133×32.04=20.08 kg/h主反應生成鈉代物：0.3133×148.10=46.40 kg/h主反應后剩下CH3OH：46.9920.08=67.07 kg/h體系中CH3OH和CO繼續(xù)發(fā)生反應生成甲酸甲酯，反應方程式為CH3OH過量，且過量的CH3OH不再發(fā)生任何副反應，以CO為基準計算消耗CH3O

55、H：×32.04=51.74 kg/h生成甲酸甲酯：×60.05=96.97 kg/h最終剩下甲酸甲酯：22.1618.81+96.97=100.32 kg/h最終剩下CH3OH：46.99+20.0851.74 =15.33 kg/h則雜質：166.5246.401.36100.3215.33 =3.11 kg/h表3-8?；磻锪掀胶獗磉M料出料甲醇鈉18.281.36氨基丙腈24.382.42甲酸甲酯22.16100.32雜質0.713.11CO54.0145.23甲醇46.9915.33鈉代物046.40合計166.53166.53b.離心鈉代物全部留在固體中，固體中各物質含量為鈉代：97.30%，甲酸甲酯：2.21%，甲醇：0.49%則固體質量為：46.40÷97.30%=47.69 kg/h其中鈉代：46.40kg/h甲酸甲酯：47.69×2.21%=1.054 kg/h甲醇：47.69×0.49%=0.2337 kg/h液體質量為：166.5247.69=118.83 kg/h3.2 能量衡算3.2.1烯胺工