年產5萬噸酸性染料化工廠設計畢業(yè)設計說明書修改最新版

1、年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計畢業(yè)設計說明書修改最新版I年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計摘要本設計采用了 4, 4?-二氨基苯磺酰苯胺（簡稱DASA次重氮化，在酸性條件下與 H 一酸偶合，苯胺重氮化，與上述所得產物在堿性條件下偶合，然后再與間苯二胺偶合，合成出弱酸性黑NBHG染料合成工藝，并對工藝條件進行了研究。本設計主要包括整個弱酸性黑NB-G染料生產過程的工藝設計，合成工段和造粒工段的物料衡算、熱量衡算及設備選型，工廠布置設計。主要設計圖包括弱酸性黑 NB-G染料生產工藝流程圖、車間剖面圖、車間平面圖及全廠布置圖。關鍵詞 : 染料合成 ; 酸性染料 ; 重氮化 ; 偶合IIWith an

2、 Annual output of 50,000 tons of acid dyes chemical plantdesignABSTRACTThis design uses a 4,4 ,- diamino-benzene sulfonyl aniline (referredto as DASA) double nitride, in acidic conditions, coupled with H-acid, aniline diazotization, and the productsderived from coupling under alkaline conditions, th

3、en then coupled with m-phenylenediamine, was synthesized Black NB-G weak acid dye synthesis, and processingThe design mainly includes the entire process of urea production process design,synthesis andgranulation Section of the material balance and heat balance selection of equipment ， factory layout

4、design.Design plans include major Weak Acid Black NB-G dye production process maps,profiles workshop,workshop floor plan and palnt layout.KEY WORDS: Synthetic dyes; acid dye; diazotization; coupling; WeakAcid Black NB-G dye年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計11緒論染料主要應用于紡織工業(yè)各種纖維及其織物的染色和印花，此外還廣泛用于紙張、木材、皮革、墨水、感光材料、食品、醫(yī)藥、化

5、妝品的著色。有的染料本身又是有機顏料，或是溶劑染料，或是制造有機顏料的原料，而有機顏料廣泛用于油墨、涂料、塑料、橡膠、皮革、文教用品等的著色，還可用于制造涂料印花色漿和涂料染色色漿，以及合成纖維和合成樹脂的原液著色。所以染料與國民經濟各個部門密切相聯，與人民生活息息相關。1.1 項目依據1.1.1 課題背景及意義酸性染料主要用于羊毛、錦綸和絲綢等紡織品的印染，還用于皮革、紙張、油墨、食品、化妝品、肥皂等產品的著色，用途比較廣泛，因此它是各類染料中品種最多的一類染料。設計年產 5 萬噸酸性染料化工廠，設計深度主要是工藝部分，具體設計以擴大初步設計為主，包括確定生產流程、物料衡算及熱量衡算等計算，

6、車間平面、立面的布置設計和全廠總平面的布置設計。根據國家統計局統計， 2009 上半年， 山西、江西、安徽、寧夏、湖北省等西部省市染顏料產量增長較快， 而傳統的染顏料主要生產省市如浙江、天津、江蘇、上海、河南等地增長較少或是負增長。行業(yè)內部發(fā)展也是參差不齊， 根據調查了解， 有 70%的染顏料企業(yè)生產處于持平略低水平，經營狀況基本穩(wěn)定， 并且逐漸向好的方向發(fā)展; 有 10%的企業(yè)生產有所增長，其中以內銷為主的企業(yè)增長較多， 除出口下降外，生產數量、實現利稅等指標都有提高; 另外20%的企業(yè)經營狀況十分困難， 主要是小染料企業(yè)， 競爭優(yōu)勢較差， 基本處于停產半停產狀態(tài)， 資不抵債、處于破產邊緣。

7、全球工業(yè)分析公司發(fā)布的一份最新報告顯示，到 2010 年，世界紡織染料市場需求將年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計2快速擴大到 76 萬噸，價值57 億美元。今后的幾年內，我國酸性染料的出口仍將會以較高的速度發(fā)展, 我國已經成為世界染料生產及出口第一大國，而且硫化、分散、還原三大類染料也在世界上占有舉足輕重的地位。隨著我國染料工業(yè)的進一步發(fā)展，染料產品質量的不斷改善和提高以及新品種的不斷開發(fā)，我國染料在國際市場上的競爭力將進一步增強，出口貿易將隨之不斷擴大。我國染料產量雖然很大，但產業(yè)結構及生產布局非常不合理，生產廠點多，企業(yè)規(guī)模小，布局分散，這在很大程度上造成了我國染料工業(yè)存在多種弊端。如裝置

8、自動化水平及勞動生產率較低; 污染源多，三廢治理水平低，對周圍環(huán)境造成嚴重污染較 ; 產品質量參差不齊、能源及原材料消耗高。目前的產業(yè)結構在很大程度上制約著我國染料工業(yè)的進一步發(fā)展和在世界市場上競爭力的提高，因此調整染料產業(yè)結構已成為我國染料工業(yè)求發(fā)展、提高競爭實力的必由之路。基于我國染料行業(yè)現有實力和發(fā)展基礎，建立該項目完全有望達到預期的效果和目的。屆時，不僅企業(yè)的綜合實力將得到進一步增強，而且對我國酸性染料的發(fā)展也有著積極的促進作用，對減少我國酸性染料進口、增加產品出口也會帶來明顯的效果。1.1.2 我國酸性染料產業(yè)概況隨著我國紡織印染工業(yè)以及皮革、紙張等非紡織品著色的發(fā)展，國內對染料的需

9、求量與日俱增。由于合成染料的環(huán)境污染問題，國外原來一些重要的生產國家和公司呈現不同程度的衰減, 這也促成我國染料工業(yè)的快速發(fā)展和染料出口迅猛增長。我國已經成為世界上染料第一生產大國，也是染料進出口貿易量最大的國家。據國家統計局和中國染料工業(yè)協會統計分析， 2009 年上半年， 染料行業(yè)的經濟運行情況與全國化工行業(yè)發(fā)展情況基本一致， 總體出現全面滑坡， 生產同比逐月下降， 雖然降幅有所收窄， 環(huán)比出現反彈， 但仍然處于低位運行態(tài)勢。1 生產下滑趨勢得到遏制2009年上半年染料行業(yè)工業(yè)總產值完成106.7 億元， 累計同比下降28.5%;產品銷售收入完成99.7 億元， 累計同比下降36.6%。染

10、料行業(yè)工業(yè)總產值與全國石化行業(yè)相比下降增加了 18 個百分點， 如此大的下滑幅度和沖擊， 在我國染料工業(yè)發(fā)展的歷史年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計3上從未有過。中國染協2009 年 6 月底組織了兩個調研組， 分別對浙江、上海、山東、河北部分生產企業(yè)進行了調研， 近一步了解企業(yè)的生產經營情況。據了解， 雖然全行業(yè)產值總體下滑， 但下滑趨勢得到遏制， 2009 年 3,5 月產值穩(wěn)步提高， 同比降幅逐月縮小， 環(huán)比逐月上升。 2009 年 1,2 月有兩個傳統節(jié)日和市場的影響， 染料生產企業(yè)90%左右停產;2009 年 3 月以后企業(yè)陸續(xù)開工， 生產負荷逐月提高; 需要關注的是2009年 6 月

11、以后又有些下滑， 企穩(wěn)回升但基礎不牢。2 經濟效益降幅有所回升2009年上半年染料行業(yè)實現利稅總額9.7 億元， 累計同比下降32.5%， 95%以上的染料企業(yè)出現利稅下降， 虧損企業(yè)有所增加 （ 主要是小型企業(yè)） ， 少數企業(yè)實現利稅與上年同期比略有增長。 2009 年 1,3 月庫存較多， 銷售不暢， 染顏料價格普遍低于去年同期水平;2009 年 4,6 月生產逐步恢復， 價格有所回升。3 生產逐月恢復增長2009年上半年染料產量合計完成 36.6萬t,累計同比下降4.8%;有機顏料產量統計為 4.01 萬 t （ 有機顏料產量統計不全， 預計實際產量8.5 萬 t 左右 ） ，累計同比下

12、降5.1%， 染顏料產量下降幅度與上年全年比明顯降幅收窄 （2008 年染顏料同比分別下降10.1%和 7.2%）。根據統計，2009年 1,6 月近70%的生產企業(yè)減產或與上年持平， 也有一些公司產品結構調整的較好， 適應市場比較快， 產量 與上年同期比保持一定增長， 如浙江閏土化工集團有限公司、內蒙古雅布賴染料有限責任公司、泰興錦雞染料有限公司、浙江舜龍化工有限公司、浙江山峪染料化工有限公司、山西臨汾染化 （ 集團 ） 有限責任公司等。4 內銷市場明顯企穩(wěn)回升2009年上半年， 國家對勞動密集型的紡織印染行業(yè)實施了很多鼓勵政策， 保證了紡織印染行業(yè)的穩(wěn)定增長。據了解，印染行業(yè)2009 年

13、1,5 月印染布產量190億 m，同比增長 1.4%， 銷售產值 858 億元， 同比增長 5.1%， 實現利潤 24.52億元，同比增長0.44%。上半年印染行業(yè)主要經濟指標雖然增速減緩，但還是保持了正增長， 這對國內染料市場起到明顯的拉動作用。內銷需求明顯增加， 市場比較活躍， 但國際市場繼續(xù)年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計4低迷。5 西部省市增長速度加快根據國家統計局統計， 2009 年上半年， 山西、江西、安徽、寧夏、湖北省等西部省市染顏料產量增長較快， 而傳統的染顏料主要生產省市如浙江、天津、江蘇、上海、河南等地增長較少或是負增長。行業(yè)內部發(fā)展也是參差不齊， 根據調查了解， 有 70

14、%的染顏料企業(yè)生產處于持平略低水平，經營狀況基本穩(wěn)定， 并且逐漸向好的方向發(fā)展; 有 10%的企業(yè)生產有所增長，其中以內銷為主的企業(yè)增長較多， 除出口下降外，生產數量、實現利稅等指標都有提高; 另外20%的企業(yè)經營狀況十分困難， 主要是小染料企業(yè)， 競爭優(yōu)勢較差， 基本處于停產半停產狀態(tài)， 資不抵債、處于破產邊緣。近幾年來，由于我國輕紡工業(yè)的發(fā)展以及外貿出口的需要，酸性染料生產發(fā)展十分迅速， 2000年生產量已達到 28000噸左右，是1991 年的 3.44 倍。盡管我國酸性染料取得了如此大的發(fā)展，但生產的品種數還不及國外生產品種數的一半，皮革用的酸性染料尚未形成系列化，產品質量及品種檔次與

15、國外先進水平尚存在一定差距。因此，近幾年我國酸性染料的進口量逐年增長， 2000 年進口量達到 5744噸，占到國內消耗量的50%以上。2005年 1,6 月，我國酸性染料進口 5749 噸（ 占染料進口總量19.4%），耗匯4159萬美元，平均價格高達7234美元 / 噸，居各類染料之首。20 世紀 90 年代以來，歐、美、日等工業(yè)發(fā)達國家因受高昂的三廢治理費用及人工費用的影響，特別是受到我國、印度等亞洲國家或地區(qū)大量低價酸性染料的競爭，其酸性染料生產量逐漸降低，而改從我國及其它發(fā)展中國家進口。由于我國酸性染料生產的不斷發(fā)展和新品種的不斷開發(fā)，我國酸性染料出口量逐年增長，近10年出口增長率基

16、本保持在20%以上，2000年出口量達到 22800 噸，出口品種數80種以上，出口量占到當年生產量的 81%左右，達到歷史以來最高峰。2004 年我國染料出口總量按實物量計，超過22 萬噸，達到 2267.53 噸，創(chuàng)匯 49761 萬美元。其中酸性染料出口量首次突2 萬噸，達到 20698 噸，占染料出口總量9.1%， 出口量比 2003年增長15.1%，創(chuàng)匯7624.24 萬美元。我國酸性染料出口到 68個國家或地區(qū) , 出口量以韓國、美國、意大利居前三位， 2004年這三個國家從我國進口酸性染料分別約為 3800 噸、 1800噸、 1600 噸。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計520

17、09年上半年染料行業(yè)出口情況分析2009年上半年， 染顏料國際市場需求不振， 直接影響我國染顏料產品的出口， 出現了出口數量和創(chuàng)匯金額大幅度下滑的局面。1 出口下滑幅度歷史最高根據中國海關統計， 2009 年上半年， 全國染料出口數量10.64 萬 t ， 同比下降 28%， 出口創(chuàng)匯 4.66 億美元， 同比下降29%，下降幅度分別達到歷史最高。出口數量減少了 4.07 萬 t ，創(chuàng)匯減少了 1.9 億美元。各類染料出口情況見表1。由表 1 可知， 8 大類染料和有機顏料出口數量均為負增長。在各類染料中，出口數量下降比較多的有酸性染料、活性染料、還原染料和其他染料， 下降幅度都在30%以上，

18、酸性染料達到41%。出口數量最大的依然是分散染料，2009 年上半年出口 4.12 萬 t ， 占出口總量的39%。我國分散染料在國際市場占有率相對較高， 所以出口下降幅度相對小一些， 同比下降了26%，但出口創(chuàng)匯下降了36%，與出口數量比下降了 10 個百分點， 在各類染料創(chuàng)匯中下降幅度最大。出口創(chuàng)匯下降較大的有酸性染料和直接染料，年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計6活性染料和還原染料下滑較小， 出口價格相對穩(wěn)定。 2009年上半年， 有機顏料出口數量5.22 萬 t ， 與上年同比下降41%，出口創(chuàng)匯 3.13 億美元， 與上年同比下降40%。雖然有機顏料出口數量下降較多，但與出口創(chuàng)匯基本保

19、持同步，保證了出口單價和出口效益的穩(wěn)定。2 出口國家和地區(qū)有增有減2009年上半年， 主要出口國家和地區(qū)基本沒有變化， 與出口數量不同的是，在主要出口國家和地區(qū)中出口數量有增有減，不是全面下降。具體出口情況見表2。10 個主要出口國家和地區(qū)的出口數量為 76309t ， 占出口總量的 71.7%， 亞洲依然是我國染料主要出口的國家和地區(qū)。在國際市場需求急劇下滑的情況下，主要出口國家和地區(qū)需求普遍下降， 但是巴基斯坦和孟加拉兩個主要出口國需求不降反增， 出口量繼續(xù)保持較高的增長， 分別增長16%和 19%，而且巴基斯坦出口創(chuàng)匯也保持正增長。3 主要出口省市出現負增長2009年上半年出口量在200

20、0t 以上的有 10 個省市， 詳見表3。浙江、江蘇和上海一直是我國染料出口大省， 并一直保持正增長， 受金融危機市場萎縮的影響， 上半年也出現負增長，而且下滑幅度較大。除河北省出口數量略有增長外，其他各省的出口數量和出口創(chuàng)匯都出現了下降。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計74 有機顏料困難超過染料很多年以來， 有機顏料的生產、效益、增長速度及出口的發(fā)展都好于染料的發(fā)展。今年有機顏料出口同期比下降41%，下滑速度超過染料13 個百分點， 主要出口國家及地區(qū)、主要出口省市也同樣出現大幅度下降的局面，詳見表4、表5 。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計8由表4、表5 可知， 出口日本、印尼、越南、美國

21、和英國負增長達到40%以上， 浙江、上海和江蘇3 大重要出口省市負增長也達到30%以上，廣東、河北負增長達到60%以上，這都說明有機顏料的出口市場受到的沖擊非常嚴重。2009年上半年染料行業(yè)進口情況分析2009年上半年， 由于國內紡織市場增長不大， 加上國內染料企業(yè)地域的競爭優(yōu)勢， 全國染料進口數量和進口用匯與去年同期比出現較大的下降。 2009年上半年染料進口數量2.1 萬 t ， 與2008年同期比下降40%，減少進口 1.42 萬 t; 進口用匯金額1.71 億美元， 與 2008年同期比下降37%。各類染料進口情況見表6。在各類進口染料中， 分散染料、還原染料和硫化染料下降幅度比較大，

22、 同期比下降了50%以上。每年進口數量比較大的活性染料、酸性染料和其他染料進口數量同期比也下降了30%以上。染料主要進口國家及地區(qū)的進口數量和用匯金額也同樣出現大幅度下滑， 臺灣省、德國、瑞士、日本、西班牙、印尼等進口數量下降都在40%以上。詳見表7。 2009年上半年染料進口的省市有23 個， 與上年同期比減少3 個， 進口 1000t 以上的有 4 個省市， 進口數量分別為 : 廣東省 8504t ， 上海市 5415t ， 山東省 3284t ， 江蘇省1734t。2009年上半年有機顏料進口數量 7.8萬t,同比下降39.4%;進口用匯0.64 億美元， 同比下降37%， 進口數量和進

23、口用匯基本是同步下降。有機顏料主要進口國家和地區(qū)沒有變化， 詳見表8，只是進口數量較大的國家和地年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計9區(qū)下降幅度更大一些， 如中國臺灣、日本、韓國、德國、美國等都下降了 30%左右。進口省市有23 個，也與上年同期持平。進口數量也大幅度下降，廣東省進口 4220t ， 同比下降 38%; 上海市進口 1372t ， 同比下降 41%; 江蘇省進口941t ， 同比下降 53%。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計10眾所周知 , 染料是以紡織品印染加工為其主要消耗對象的。美國用于紡織品的染料耗量占染料總使用量60,65% , 而我國仍然高達85%左右。在西歐紡織行業(yè)消耗

24、的各類染料中，酸性染料占居第三位，占消耗總量18.9%，僅次于活性和分散染料，而高于其他類別的染料。西歐造紙行業(yè)消耗染料總量為 1.05 萬噸，其中直接染料占66.7%，堿性染料占26.3%，酸性染料占4.8%，其他占染料1.8%。美國酸性染料在紡織上消耗比例如下 : 錦綸占82%，羊毛占15%，蠶絲、腈綸 （ 改性腈綸 ） 等占 3%。全球造紙行業(yè)年耗染料總量10 萬噸 , 其中直接染料占 60% , 堿性染料占 30% ,酸性染料占 8% , 其他染料占2%。全球皮革行業(yè)用染料約 4 萬噸 , 而且以酸性染料為主。國外皮革行業(yè)用酸性染料品種多達158個, 其中黃色 10個、橙色 14個、紅

25、色 14個、紫色 7個、藍色 16個、綠色8個、棕色 67個、黑色 22個（ 皆指在染料索引上登錄品種） 。全球錦綸用染料 6.7,7.8 萬噸，其中酸性勻染染料115萬噸 ,酸性縮絨染料2,3 萬噸 ,金屬絡合染料 3 萬噸 , 其他染料 0.3 萬噸。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計11按 C. I. （Colour Index） 各色譜順序號統計, 1971 年酸性染料共計品種 1720個, 1992 年 2169個, 21 年間增加品種 449個,年均增加 21.4 個, 而2000年品種為 2217個, 比 1992年（8 年間 ）增加 48 個, 年均增加 6 個, 說明新品種的增

26、加明顯見緩 , 甚至新品種增幅小于原有品種停產、淘汰的幅度。在世界染料品種 2000年上酸性染料各色譜品種結構特征見表5 （ 品種數 : 個 ）由上表可見，從酸性染料的化學結構來看，主要是單偶氮染料，國外品種為395個，占酸性染料品種總數53.9%，其次是雙偶氮染料116個（ 占品種總數15.8% ） ，蒽醌型染料61 個（ 占品種總數8.3%），多偶氮型染料60個（ 占品種總數8.2%） ，三芳甲烷型染料26 個（ 占品種總數3.6%），其他結構類型品種很少（僅占品種總數 0.2%） 。從國各色譜酸性染料按結構分類品種數類型 黃 橙 紅 紫 藍 綠 棕 黑 合79/617/60/0 1/0

27、1/0 0/0 1/0 4/0 37/8 16/6(1)395/150116/4660/1461/4226/183/113/4 2/12/053/10733/2870/0 0/0單偶氮雙偶氮多偶氮 蒽醌三芳甲吖烷0/0 0/0嗪 0/0 0/0 0/0 0/0 2/0 0/0 0/0 1/1咕噸1/0 1/0喹啉 2/1 0/0二苯胺 0/0 0/0 0/0 0/6 0/0 0/0 2/0 0/09/1 2/1 1/0 0/0 10/4(1)0/0 0/0 0/00/0 2/0 0/024/1 1/0108/10(4)橙 25/8(1) 0 0 0 25/8(1)27/18(2)5/4(1)

28、5/2 46/3016/11(3)20/5(1) 3/1 65/19(3) 36/4 44/15(3) 7/37/8(1) 5/5 0/0 1/00/0 0/01/1 0/00/0 0/058/22(1) 142/69(9) 31/15(3) 115/62(7) 164/32(3) 70/25(4)2/1(1) 0/010/3 0/0其他合計18/8(2) 2/0 30/13(3) 10/46/3(1) 45/22(3)年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計12計 (23) (2) (1) (3) (3) (2) (34)注:?表中上行數字為國外生產品種 ;?表中下行數字為國國金屬絡合染料按結構分類

29、的品種數類型 單偶氮 雙偶氮 多偶氮 其他 小計紅 43/14(1) 0 0 0 43/14(1)紫 8/4(2) 0 0 1/0 9/4(2)藍 24/10(2) 0 0 6/2 30/10(2)綠 16/5(1) 0 0 2/2 (1) 18/2(1)60/13(3)44/14(2)259/83(16)棕 40/13(3) 15/0 5/0 0黑 42/14(2) 2/0 0 0小計 227/79(15) 17/0 5/0 10/4 (1)11 (3)8144127131483(1) (1) (2) (2) (2) (3) (2) (16)黃橙紅棕黑合計國外生產品種30 25 43 9 3

30、0 18 60 44 259注:?表中上行為國外品種數, 下行為國內品種數, 括號內數字為國外淘汰, 停產品種數 ; ? 表中其他結構類型包括酞氰型, 甲亞胺型 , 亞硝基型等。單偶氮酸性金屬絡合染料色譜齊全, 從黃到黑的色譜我國均有生產 , 雙偶氮酸性金屬年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計13絡合染料色譜僅限于棕色和黑色 , 且以棕色為主, 多偶氮型酸性金屬絡合染料色譜只有棕色, 且品種少。國內雙偶氮型和多偶氮型酸性金屬絡合染料均未生產。我國酸性染料生產 , 無論品種、產品質量等方面與國外相比, 還有一定差距, 因此酸性染料進口長期以來持高不下。以 2004 年為例 , 酸性染料進口量超萬噸

31、, 達到1134313噸(比 2003年增加 919% ) , 約占染料進口總量1715% ,其進口量僅低于活性染料居第二位, 進口酸性染料耗匯7423 萬美元。進口平均價格 6544 美元 / 噸, 僅低于還原染料居第二位。1.1.3 國際酸性染料需求概況關于全球酸性染料產量缺乏具體的報導數字，估計全球產量在13,14 萬噸(1999 年全球消耗酸性染料12 萬噸，占消耗染料總量18(6,) 。我國是世界上酸性染料產量最大的國家，其次是西歐，產量約 3 萬噸 ( 包括德國、西班牙、法國、比利時、瑞士、英國等) ，西歐酸性染料進口量約 2(2 萬噸，出口量約 1(3 萬噸。美國酸性染料產量呈現

32、大幅度下降，由 2000 年產量 6000 噸降至 2003 年 2800 噸，僅占美國染料總產量( 未包括溶劑染料和熒光增白劑 )4(54, 。美國 2003 年進口酸性染料 4930 噸，花費 3760 萬美元，進口平均價格為 7626(8 美形噸 ; 出口酸性染料1650噸，創(chuàng)收金額1620萬美元，出口平均價格為 9818(2 美形噸。在亞洲，我國臺灣省酸性染料產量約 6000 噸，韓國約4500 噸，印度尼西亞約 3000 噸，日本約2000 噸。此外，俄羅斯和東歐諸國以及南美、拉丁美洲國家也有一定產量。西歐預計 2004 年紡織行業(yè)消耗各類染料所占百分比例見表1。在西歐紡織行業(yè)消耗的

33、各類染料中，酸性染料居第三位，占消耗總量18(9, ，僅次于活性和分散染料，而高于其他類別的染料。西歐造紙行業(yè)消耗染料總量為1(05 萬噸，其中直接染料占 66(7, ，堿性染料占 26(3, ，酸性染料占 4(8, ，其他占染料 1(8, 。美國酸性染料應用見表2( 占酸性染料消耗總量,) 。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計14美國酸性染料在紡織上消耗比例如下 : 錦綸占 82, ，羊毛占 15, ，蠶絲、腈綸( 改性腈綸 ) 等占 3, 。全球造紙行業(yè)年耗染料總量10 萬噸，其中直接染料占 60, ，堿性染料占 30, ，酸性染料占 8, ，其他染料占 2, 。全球皮革行業(yè)用染料約 4 萬

34、噸，而且以酸性染料為主。國外皮革行業(yè)用酸性染料品種多達158 個，其中黃色10個、橙色 14個、紅色 14個、紫色 7個、藍色 16個、綠色 8個、棕色 67個、黑色 22 個( 皆指在染料索引上登錄品種 ) 。全球錦綸用染料6(7,7(8 萬噸，其中酸性勻染染料1(5 萬噸，酸性縮絨染料2 3 萬噸，金屬絡合染料3 萬噸，其他染料 0(3 萬噸。根據國家統計局公布數字， 2004年我國 (未包括臺灣省)染料總產量83萬噸，中國染料工業(yè)協會統計為 54(1 萬噸，而根據作者調研統計，估計2004 年我國染料產量約 75 萬噸。各類染料產量見表3。2004年我國染料實際產量約為 75萬噸，約占世

35、界染料產量一半。酸性染料產量也創(chuàng)歷史記錄，達到 4（0 萬噸，約占染料總產量5（3, 。國內生產酸性染料廠家有 190 家，其中浙江41 家，天津 40 家，江蘇 36 家，河北 29 家，山東 13 家，遼寧 9 家，河南 8 家，北京 3 家，上海 3 家，湖南 3 家，四川 2 家，安徽 2 家，廣東1 家。依據世界染料品種 2000 年統計，全國開發(fā)生產的酸性染料品種 287 個（ 其中國外淘汰停產品種 34 個） 。依據世界染料品種_000年統計，國內外各色譜酸性染料品種見表4（ 單位 : 個 ）:年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計15國內外生產的酸性金屬絡合染料品種數年產 5 萬噸酸

36、性染料化工廠設計16在西歐紡織行業(yè)消耗的各類染料中，酸性染料占居第三位，占消耗總量18.9%，僅次于活性和分散染料，而高于其它類別的染料。西歐造紙行業(yè)消耗染料總量為 1.05 萬噸，其中直接染料占66.7%，堿性染料26.3%，酸性染料4.8%，其它染料1.8%。美國酸性染料在紡織上消耗比例如下 : 錦綸占82%，羊毛占15%，蠶絲、腈綸（ 改性腈綸 ） 等占3%。全球造紙行業(yè)年耗染料總量10 萬噸，其中直接染料占60%，堿性染料占30%，酸性染料占8%，其它染料占2%。全球皮革行業(yè)用染料約 4 萬噸，而且以酸性染料為主。國外皮革行業(yè)用酸性染料品種多達158 個，其中黃色10 個，橙色 14

37、個，紅色 14 個，紫色 7 個，藍色 16個，綠色 8 個，棕色 67 個，黑色 22 個（ 皆指在染料索引上登錄品種 ） 。全球錦綸用染料6.7-7.8 萬噸，其中酸性勻染染料1.5 萬噸，酸性縮絨染料2-3 萬噸，金屬絡合染料3 萬噸，其它染料0.3 萬噸。1.2 設計原則(1) 遵守法則，法規(guī)，貫徹黨的基本建設方針，實事求是，因地制宜(2) 合理利用國家資源和財產，最大限度的發(fā)揮硬件設施的內在潛力，節(jié)約土地，減少投資，降低成本;(3) 采用成熟的。先進的工藝流程，設備，學習先進的生產技術，努力實現自動化?，F代化提高產品的科技含量;(4) 一輕化工業(yè)產品批量小、品種多的特點，努力做到“一

38、錢多用，一錢多能”，是本廠具有較強的市場適應力 ;(5) 盡可能創(chuàng)造良好的勞動條件，以利于勞動工人的身心健康;年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計171.3 設計任務酸性染料工廠的初步設計，進行物料衡算和熱量衡算，主要設備的計算和選型，畫出帶控制點的工藝流程圖，全廠平面圖以及各車間平面布置圖與立面圖。1.4 廠制概況1.4.1 工廠組織本廠職工按工作性質分為 : 生產性人員和非生產性人員。生產人員占全長職工的 60, 左右，非生產人員占全廠人員的 40, 左右，在非生產性人員中 :38, 為科研人員 ( 兼職行政人員 ) ， 6, 為保安人員， 10, 為勤雜人員。 1.4.2 工作制度法定假日和

39、星期假日采用輪換倒班制度，連續(xù)工作制 : 工作日 =365, 設備維修日 =365,65 =300( 天) 1.4.3 人員配備見下表 :表 1-1 人員配備表序號 1 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12崗位名稱 門衛(wèi) 食堂 成品庫 鍋爐房 配電所 交電所 生產車間 原料區(qū) 水處理車間 技術員 車間管理員每日班次2 1 2 2 2 2 3 2 3 1 1周工作天數7 7 7 7 7 7 7 7 7 5 5單班人數4 10 3 3 1 2 3 3 3 4 2在冊人數8 10 6 6 2 4 10 10 9 6 4年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計18總計 21 93 38 751.5 廠

40、址選擇1.5.1 建廠依據根據本行業(yè)發(fā)展的需求，以及國際市場的需求，經河北省藁城市政府有關部門的批準，新建廠的廠址擬選在河北省藁城市開發(fā)東區(qū)。新建廠的主要原料，經上級主管部門的批準，一部分向國內廠商購買，另一部分由本廠合成，可以節(jié)省經費，并且能夠做到產品統一規(guī)格。1.5.2 指導方針(1) 遵守國家的政策規(guī)定;(2) 符合城市規(guī)劃和工業(yè)布局 ;(3) 利于生產，便于生活;(4) 對環(huán)境不會造成威脅;(5) 合理利用資源;(6) 節(jié)約投資，留有余地。1.5.3 選廠經過廠址選擇工作組( 又設計部門與工業(yè)局主管組成 ) 依據市委指示，經過多方磋商，考慮到地勢、交通、協作等問題，作為大型的化工原料生

41、產基地，廠址定在河北省藁城市開發(fā)東區(qū)的郊區(qū)。主要理由如下 :1. 廠址應當靠近主要原材料供應地區(qū)或產品銷售地區(qū)。2. 廠址應有較好的交通運輸條件。3. 必須有充足的水資源保證供應，如有溫度較低的充足水資源則更好，這樣可以節(jié)省冷卻設備，節(jié)約投資，水溫一般要求在25?-32? 以下。4. 能可靠地獲得大量蒸汽和電力供應。5. 化工廠是危險系數較大的精細化工廠，必須要相對的遠離人口集中的市區(qū)，但有年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計19離城市不是太遠或靠近已建成投產的其他企業(yè)，這樣既以免有原料或者產品外泄，給環(huán)境造成不可挽回的破壞，又可以利用城市或原有企業(yè)的各種設施。6. 應在居民區(qū)的下風向和江河下游，

42、但又不受其他企業(yè)的煙氣的影響的地方建廠。7. 廠址面積與外形應適應工廠總平面布置，并有發(fā)展余地，一般要求平坦，稍能向外傾斜，有一定的坡度，以利于雨水排除。8. 盡量不占或少占農田。9. 化工廠排出的污水應盡量予以處理后，達到國家規(guī)定的排放標準。10. 化工廠產生的廢渣要有適當的洼地堆放或填埋。11. 廠址應不受洪水淹沒，地下水位最好在4 米以下或低于地下建筑物的深度。12. 廠址盡量不選在7 度以上的地震區(qū)， 9 度以上不能建廠。13. 化工廠的高層建筑物及地下管道較多，在下沉?級以上大孔性黃土上不宜建廠。14. 地質情況要好，地耐力一般要求在147kPa(1.5kgf/cm2) 以上。若小于

43、98kPa(1.0kgf/cm2) 則不能建廠。15. 在具有喀斯特地貌的地區(qū)，土崩地段和地下有淤泥或流沙處不宜建廠，已采礦坑上面亦不宜建廠。16. 有用礦藏的上部地面一般不宜建廠。1.6 氣象地質資料月份1.6.1 氣象資料(1) 氣溫年最高溫度為 41.5? ，年最低氣溫為 -20? ，一月份平均溫度為1?，七月份平均溫度為 25?。(2) 相對溫度全年七月份平均為60%，約平均為40%。(3) 降水量年降雨量平均為1000mmE右，最少有750mm最多為1400mm雨量集中在夏末 秋初，年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計20最大降雪量88mm。(4) 風主導風向為西北風，夏季為東南風或東風

44、，平均風速為 2.5m/s 。1.6.2 地質資料(1) 工程地質數據地勢平坦、坡度小、土質良好，為沖擊性粘土，地耐力均為 28t/m2 。經現場勘測、鉆探確定地下沒有文物、古墓葬、古文化。據鉆探資料該地區(qū)不屬于地震區(qū)，海拔高度380-420m。(2) 水文資料廠址標高45ml無洪水淹沒的危險，地下水位在多米以下，并且水位標高多年 不變。1.7 環(huán)境保護及廢物處理隨著世界特別是我國環(huán)境的明顯惡化，國民的環(huán)境保護意識逐步提高，為了我們生存環(huán)境，為了我們自己，為了我們的子孫后代，必須保護環(huán)境。對污染源、廢水、廢氣、廢渣、噪音粉塵煙等的具體防止和處理方法主要依據環(huán)境保護法及相應的可行性研究、環(huán)保報告

45、和初審意見來確定。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計212 工藝設計2.1 工藝流程設計2.1.1 工藝流程設計的重要性(1) 工藝流程設計是工藝設計的基礎。工藝流程設計是工廠設計中最主要的內容，是工藝設計的核心。因為工藝流程設計的質量直接決定車間的生產產品質量、生產 能力、操作條件、安全生產、三廢治理、經濟效益等一系列根本性問題。(2) 工藝流程設計是物料衡算、設備選型的基礎。從哲學角度來說，工藝流程設計是定性分析工作階段，物料衡算是定量計算階段。一般來說，先定性后定量，所以，工藝流程設計是物料衡算的前提和基礎。2.1.2 工藝流程設計的原則(1) 先進性工藝流程的先進性從兩個方面考慮: 一方

46、面是技術的先進; 一方面是經濟上的合理。兩方面同等重要，缺一不可。(2) 可靠性所設計的工藝流程必須可靠即經過實驗室、工業(yè)小試、中試，證明技術是成熟的，生產安全可靠，才可以設計選用。(3) 結合國情，因地制宜工藝流程的選擇從技術角度來說，應盡量采用新工藝、新技術，單從具體情況考慮，并不必選擇國外的先進的技術。因為國外的技術往往價格較高，技術保密性強，沒有實用價值。所以，結合實際，選擇自己易于掌握和改進的技術要方便、實用。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計222.1.3 工藝流程選擇分析與研究鑒于現代工業(yè)生產能力與實際需要之間的差距，我國近幾年來紡織業(yè)等大量需用染料行業(yè)的崛起，以及近幾年來我國酸性

47、染料進出口的需求，我國大型酸性染料生產裝置以引進技術為主，中型和小型酸性染料生產裝置以國產化技術為主。擬設計年產 5 萬噸酸性染料化工廠，現代酸性染料的工業(yè)化生產技術比較先進，但是還有更多的新技術可以應用到新的生產線上，對染性燃料的改性合成機理及其應用方面進行了研究, 以及拉動我國酸性染料市場開發(fā) , 適應環(huán)保事業(yè)發(fā)展要求, 推動社會經濟發(fā)展。在酸性染料中，金屬絡合型染料占有相當重要的位置 (包括 1:1 型和 1:2 型金屬絡合染料，前者國內稱作酸性絡合染料，后者國內稱作中性染料) 。國果扣除國外淘汰停產品種 16 個，實際國內生產的酸外生產的金屬絡合型染料259 個，占酸性染料品種數性金屬

48、絡合染料只有 67 個品種屬于國外生產品種， 35(5, ，國內開發(fā)研究，曾生產和現生產的酸性金屬約占國外酸性金屬絡合染料品種數26, 。國內外生絡合染料83 個，占國內酸性染料品種數28。 9, ，如產的酸性金屬絡合染料品種數見表 1。表 1 國內外生產的酸性金屬絡合染料品種數單偶氮酸性金屬絡合染料色譜齊全，從黃到黑的色譜我國均有生產，雙偶氮酸性金屬絡合染料色譜僅限于棕色和黑色，且以棕色為主，多偶氮型酸性金屬絡合染料色年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計23譜只有棕色，且品種少。國內雙偶氮型和多偶氮型酸性金屬絡合染料均未生產。我國酸性染料生產，無論品種、產品質量等方面與國外相比，還有一定差距，因

49、此酸性染料進口長期以來持高不下。以 2004 年為例，酸性染料進口量超萬噸，達到11343(3 噸( 比 2003年增加 9(9,) ，約占染料進口總量17(5, ，其進口量僅低于活性染料居第二位，進口酸性染料耗匯7423 萬美元。進口平均價格 6544 美元 ,噸，僅低于還原染料居第二位。目前，酸性染料是各類染料中品種最多的一類染料，比其它類染料更具有品種多、批量小的特點。目前我國生產的酸性染料品種已超過百種，經常生產的品種有80 多種。涉及八種色譜共41 只酸性染料品種，主要包括:(1) 偶氮型偶氮型染料生產過程均包括重氮化、偶合、后處理等生產單元。(2) 蒽醌型蒽醌型染料生產過程主要有磺

50、化、縮合、后處理等生產單元。(3) 三芳甲烷型三芳甲烷型染料生產過程一般包括縮合、氧化、后處理等生產單元。酸性染料的這三種化學結構類型的染料品種幾乎占到所有酸性染料品種的 95%左右，并涵蓋了所有的色譜，而且所涉及的偶氮型結構種類居多。鑒于同類化學結構的生產過程基本相似的特點，所以利用設計一個車間，從而可以實現生產這一類型的酸性染料，這樣就達到了一個車間多種產品的目的。使得工廠實現了有需就產，多銷多產，少銷少產的風格，生產非常靈活，產品轉型快的特點。這也大大地降低了本項目的投資風險。用磺酰基取代二氨基(N(苯甲酰苯胺中甲?；瞥傻亩被籒一苯磺酰苯胺是一只很好的二氨基化合物，可用來制造無致癌

51、活性的環(huán)保型酸性染料和環(huán)保型直接年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計24染料 。弱酸性黑NB G(C(I( 酸性黑 234)染料是以 4， 4 ( 二氨基苯磺酰苯胺為原料合成的環(huán)保型酸性染料，它是一支牢度優(yōu)良的黑色酸性染料，可用于羊毛、絲綢、棉和粘膠的染色，也可以用于皮革染色; 對纖維素纖維有直接性，也能作為環(huán)保型直接染料用于棉、粘膠等的染色，可用來取代含致癌芳香胺結構的 C(I( 直接黑 38。2.1.4 工藝流程設計參見工藝流程圖2.1.5 生產工藝流程敘述(1)4 ， 4 - 二氨基 - 苯磺酰苯胺重氮在三樓反應釜(R-101) 中，加入水和4， 4 - 二氨基 -苯磺酰苯胺, 開動攪拌，打

52、漿 1 小時。加入鹽酸使其溶解，常溫打漿1 小時以上，使得4， 4 - 二氨基 -苯磺酰苯胺全部溶解，降溫至5-8?左右。將亞硝酸鈉溶液快速地加入到上述4， 4 - 二氨基 - 苯磺酰苯胺的漿液中，在滴加過程中，控制溫度在5-8?, pH值為1-2。使得亞硝酸微過量(其檢測方法：加完亞硝酸鈉經約30 分鐘，測得反應液仍能使得淀粉碘化鉀試紙變藍，即認為亞硝酸鈉已微過量) 。加畢，再加入OP-10(乳化劑)，在5-8?保溫攪拌約1小時，重氮液透明或只有少量的懸浮物為反應的終點，加入尿素消除過量的亞硝酸。為了重氮化反應的完全且生成的重氮鹽不分解，鹽酸的使用量高于理論量而且在低溫下進行，同時為了減少反

53、應副產物的產生，始終保持溶液中亞硝酸鈉過量。此重氮化反應屬常規(guī)方法，溫度要求不超過8? ，酸的用量要保證，本反應中酸的用量達到了 1:5(6 摩爾，以保護重氮鹽。原料氨基物產品質量較穩(wěn)定，含量和實驗過程中以亞硝酸鈉用量計算出的含量相吻合。該重氮化反應的摩爾比為 : 氨基物 : 亞硝年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計25酸鈉 : 鹽酸 =1:2(1:5(6 。(2)H 酸的溶解在三樓的反應釜(R-1) 中，先放入水，投入 H 酸，再加入 Y-2 試劑，打漿3-4小時，使得H酸全部溶解，調溫為10?左右，PH值不要超過7。(3) 苯胺重氮化在三樓 5 噸的反應釜(R-102) 中，加入水，加入鹽酸,

54、 再加入苯胺, 攪拌使反應釜中的苯胺完全溶解，降溫至0?以下。將亞硝酸鈉溶液快速地加入到上述苯胺的漿液中，在滴加過程中，控制溫度在3-6?, pH值為1-2。同樣使得亞硝酸微過量(其檢測方法：加完亞硝酸鈉經30分鐘，測得反應液仍能使得淀粉碘化鉀試紙變藍，即認為亞硝酸鈉已微過量) 。加畢，在 5?保溫攪拌 1 小時，重氮液透明或只有少量的懸浮物為反應的終點，加入氨基磺酸消除過量的亞硝酸。(4) 一次偶合將(1) 步驟反應完成的 4， 4 - 二氨基 -苯磺酰苯胺的重氮液放入二樓反應釜(R-103) 中。用一小時將(2)步驟溶解的H酸溶液通過分布板，加入到4, 4 -二氨基-苯磺酰 苯胺的重氮液中，在5-10?保溫攪拌5小時后，再在10?攪拌5小時以上。H酸稀 溶液檢查潤圈無紅色潤圈為終點。偶合I是在H 一酸的氨基鄰位偶合，適宜的pH為3,4 ,更低的pH值會使偶合 速度大幅度降低，更高的偶合pH會使反應發(fā)生在H酸羥基的鄰位。4, 4' 一二 氨基苯磺酰苯胺重氮液是較強的酸性，因為反應介質也是強酸性，加入 H 酸后偶合較困難。為了避免一次偶合pH 過低，所以在重氮液中加入醋酸鈉和純堿，適當調整重氮液的pH值。年產 5 萬噸酸性染料化工廠設計26(5)