常州工程學(xué)院化工0915班酸性染料生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、畢 業(yè) 綜 合 課 題 指 導(dǎo) 書題目：酸性染料NB-G生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 專業(yè)： 應(yīng)用化工專業(yè) 班級： 化工0915班 設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師： 常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院化工系精細(xì)化工教研室2011年 11 月 1 日酸性染料NB-G生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第一部分設(shè)計(jì)的總體要求一 設(shè)計(jì)目的： 畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)過程最后階段的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，其目的是：1 培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立運(yùn)用所學(xué)基本理論、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)、綜合分析和解決生產(chǎn)技術(shù)問題的能力。2 掌握設(shè)計(jì)的基本方法和步驟、掌握查閱和使用國家手冊規(guī)范等技術(shù)資料的方法、掌握處理生產(chǎn)實(shí)際數(shù)據(jù)的方法，完成技術(shù)人員在工藝設(shè)計(jì)方面所必須具備的運(yùn)算與繪圖的基礎(chǔ)訓(xùn)練，為今后從事工藝設(shè)計(jì)打下基

2、礎(chǔ)。二 對設(shè)計(jì)說明書的要求：1 設(shè)計(jì)說明書是敘述性文件，用來說明設(shè)計(jì)依據(jù)、設(shè)計(jì)意思、設(shè)計(jì)過程及設(shè)計(jì)方案的選擇和優(yōu)缺點(diǎn)等，要求內(nèi)容完整、文字簡明通順、書寫整齊清潔。2 說明書中所列計(jì)算過程正確、引用的重要數(shù)據(jù)及公式須注明出處，并附有與計(jì)算有關(guān)的必要簡圖。3 設(shè)計(jì)說明書須按統(tǒng)一發(fā)給的十六開報(bào)告紙書寫，注明頁次與編寫目錄，并與設(shè)計(jì)圖紙一起裝訂成冊，交給指導(dǎo)教師審定。4 設(shè)計(jì)說明書的具體寫作除參照附（一）“畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的寫作”外，緒論部分尚需以下幾方面的內(nèi)容：（1） 設(shè)計(jì)目的論證（2） 文獻(xiàn)評述（3） 所選生產(chǎn)方法的反應(yīng)原理、最佳工藝條件等（4） 原材料及產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)三、設(shè)計(jì)原始依據(jù)資料根據(jù)本

3、行業(yè)發(fā)展的需求，以及國際市場的需求，經(jīng)江蘇省常州市政府有關(guān)部門的批準(zhǔn)，新建廠的廠址擬選在江蘇省常州市溧陽開發(fā)區(qū)。 新建廠的主要原料，經(jīng)上級主管部門的批準(zhǔn)，一部分向國內(nèi)廠商購買，另一部分由本廠合成，可以節(jié)省經(jīng)費(fèi)，并且能夠做到產(chǎn)品統(tǒng)一規(guī)格。 1.產(chǎn)品：弱酸性黑NBG染料2.產(chǎn)量：5萬噸/年3.動(dòng)力供應(yīng)：本地區(qū)電網(wǎng)供電4.工作制度：三班制, 每年生產(chǎn)300天四、方案選擇1、結(jié)構(gòu)式：合成CI酸性黑234染料的合成工藝條件見下表。工序I偶合II偶合III偶合時(shí)間（h）1022溫度（）8-106-1012-15PH值3-49-109-10該產(chǎn)品已工業(yè)化生產(chǎn)，染料應(yīng)用性能良好，經(jīng)使用各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國外同

4、類產(chǎn)品水平，滿足了用戶需求。五、設(shè)計(jì)工作中面臨的技術(shù)難點(diǎn)和擬采取的解決方法加大我國酸性染料的技術(shù)革新，開拓下游產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用力度是當(dāng)前我國酸性染料發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)前國內(nèi)酸性染料產(chǎn)品供過于求，且酸性染料的應(yīng)用消費(fèi)仍主要局限于傳統(tǒng)領(lǐng)域。要扭轉(zhuǎn)這種形勢，加大酸性染料產(chǎn)品的技術(shù)革新，推動(dòng)酸性下游產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)消費(fèi)增長，提升我國酸性染料在國際市場中的競爭地位，無疑是最好的解決途徑。為此行業(yè)要加大宣傳力度，從阻燃、環(huán)保和節(jié)約能源的角度呼吁立法，推進(jìn)先進(jìn)酸性染料產(chǎn)品盡快進(jìn)入國際市場市場。 持續(xù)提升技術(shù)水平，目前國內(nèi)酸性染料生產(chǎn)技術(shù)還存在一定的缺陷，尤其是在高技術(shù)酸性染料和生產(chǎn)“三廢”治理等環(huán)節(jié)上還

5、有待提高和改進(jìn)。同時(shí)國內(nèi)酸性染料產(chǎn)業(yè)規(guī)模偏小，成本高，在當(dāng)前煤、電、油、氣等原料高漲的情況下，企業(yè)利潤空間已被擠壓至最小，迫切需要采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，降低成本，提高產(chǎn)品競爭力和企業(yè)效益。由于酸性染料生產(chǎn)存在污水排放量大等嚴(yán)重的環(huán)境問題，本設(shè)計(jì)從盡量減少污水的排放量和節(jié)省原材料及能源消耗等，從而做到盡可能的去降低成本，使得本設(shè)計(jì)在技術(shù)上處于我國酸性染料的領(lǐng)先水平。六、工藝流程設(shè)計(jì)七、工藝流程設(shè)計(jì)參數(shù)原料廠外運(yùn)輸損失率% 0.1原料廠內(nèi)運(yùn)輸損失率% 0.1產(chǎn)品廠里儲(chǔ)運(yùn)損失率% 0.1產(chǎn)率% 99.7 第二部分設(shè)計(jì)中文字?jǐn)⑹霾糠志唧w要求設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容大致包括：（1）緒論；（2）生產(chǎn)工藝

6、流程的說明；（3）設(shè)備設(shè)計(jì)與選型；（4）原材料消耗綜合表；（5）能量消耗綜合表；（6）“三廢”排放及說明；（7）車間人員表；（8）勞動(dòng)保護(hù)及安全技術(shù)。還有附錄（1）設(shè)備一覽表；（2）帶控制點(diǎn)工藝流程圖；（3）設(shè)備布置圖；（4）設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；（5）物料衡算圖。下面對設(shè)計(jì)說明書中的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)論述。1 緒論主要包括（1）設(shè)計(jì)任務(wù)；（2）設(shè)計(jì)方法；（3）設(shè)計(jì)深度；（4）本次設(shè)計(jì)的目的意義；（5）其它必要說明的問題。2 生產(chǎn)工藝流程說明：包括（1）產(chǎn)品和半成品的特性和規(guī)格；產(chǎn)品分子式或結(jié)構(gòu)式；分子量；物理化學(xué)性質(zhì)；規(guī)格或技術(shù)條件等。（2）原料特性和規(guī)格，同上。（3）化學(xué)反應(yīng)原理和生產(chǎn)步驟。（4）流程

7、敘述。要求說明下列各點(diǎn)：物料的來龍去脈；主要設(shè)備特性的描述；工藝操作條件；加料量及出料量；每批產(chǎn)量或單位時(shí)間產(chǎn)量等。（5）生產(chǎn)控制一覽表。（6）生產(chǎn)每噸產(chǎn)品消耗原料表。（7）生產(chǎn)每噸產(chǎn)品所排放的“三廢”表。3 設(shè)備設(shè)計(jì)與選型本項(xiàng)主要列出設(shè)備設(shè)計(jì)內(nèi)容及其結(jié)果、各種設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、套數(shù)等。4 車間人員表此項(xiàng)學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)困難較大，但必須作出大致的估算。5 勞動(dòng)保護(hù)和安全技術(shù)勞動(dòng)安全應(yīng)說明以下各點(diǎn)：（1）、化合物的物化性質(zhì)、毒性和空氣中最大允許濃度；（2）、汽、電等應(yīng)注意事項(xiàng)；（3）、特殊保護(hù)措施；（4）、一般防護(hù)措施；防火安全：（1）、化合物的著火、爆炸性能（閃點(diǎn)、爆炸極限等）；（2）、廠房火災(zāi)危害

8、性的等級；（3）、防火、防爆技術(shù)措施；（4）、一般措施。第三部分設(shè)計(jì)計(jì)算書的內(nèi)容設(shè)計(jì)說明書中要包含重要的一部分內(nèi)容即設(shè)計(jì)計(jì)算書。設(shè)計(jì)計(jì)算書應(yīng)包括下面內(nèi)容：（1） 設(shè)計(jì)依據(jù)；（2） 物料衡算；（3） 熱量衡算；（4） 設(shè)備工藝計(jì)算；（5） 附屬設(shè)備的選型或計(jì)算；（6） 參考資料。一物料衡算的作用、方法和步驟在工藝設(shè)計(jì)過程中，物料衡算對于控制生產(chǎn)過程有著重要的指導(dǎo)意義，在實(shí)際生產(chǎn)中，物料衡算可以揭示物料的浪費(fèi)和反?，F(xiàn)象，從而幫助我們出改進(jìn)措施，提高效率，減少“三廢”排放量。物料衡算確定原料產(chǎn)品的定量關(guān)系。由此定出原料與輔料的消耗，為操作制定科學(xué)的指標(biāo)。物料衡算也是能量衡算、設(shè)備工藝計(jì)算的基礎(chǔ)。通物

9、料衡算可以算出各工段所處理的物料量，就可以定出和生產(chǎn)過程中各設(shè)備臺(tái)數(shù)、容量、主要工藝尺寸。所以物料衡算是化工工藝計(jì)算的重要部分，首先應(yīng)該進(jìn)行的部分。物料衡算的具體方步驟為：（1） 說明問題；（2） 列出已知數(shù)據(jù)；（3） 給出系統(tǒng)的流程；（4） 確定系統(tǒng)的邊界；（5） 建立系統(tǒng)參數(shù)基準(zhǔn)；（6） 寫出組份的物料衡算式；（7） 寫出總的物料衡算式；（8） 解方程組；（9） 用另一個(gè)物質(zhì)的質(zhì)量衡算來核算；（10） 整理校核計(jì)算結(jié)果：將計(jì)算整理清楚，列成表格；（11） 繪制物料流程圖：這種圖能清楚地表示物料在流程或設(shè)備中的化結(jié)果。二熱量衡算的作用、方法和步驟：熱量衡算的依據(jù)是能量守恒定律，即輸入設(shè)備操作

10、的熱能等于操作及出的熱能。熱量衡算的主要任務(wù)為：（1） 計(jì)算加熱劑或冷卻劑的用量，為公用工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。（2） 計(jì)算設(shè)備傳遞熱量，為改進(jìn)設(shè)備和設(shè)備設(shè)計(jì)提供依據(jù)。（3） 通過熱量衡算分析研究工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)操作過程中熱量利用是否經(jīng)濟(jì)合理，以提高熱利用率。在化工工藝設(shè)計(jì)中熱量衡算的基本程序是以物料衡算為基礎(chǔ)進(jìn)行單元設(shè)備的熱負(fù)荷計(jì)算，然后進(jìn)行全系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算，分析系統(tǒng)的熱量利用程度，盡量做到熱量的經(jīng)濟(jì)合理利用。若發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)中能量利用不盡合理，要考慮改進(jìn)工藝或設(shè)備，重新進(jìn)行計(jì)算，直至熱量利用較為經(jīng)濟(jì)合理為止。熱量衡算的具體步驟是：（1） 寫出熱量衡算式；（2） 查出有關(guān)數(shù)據(jù)；（3） 選取基準(zhǔn)溫度；（

11、4） 解方程；（5） 整理計(jì)算數(shù)據(jù)并列出熱量衡算表。三設(shè)備的工藝計(jì)算及選型設(shè)備工藝設(shè)計(jì)與選型的目的是決定車間內(nèi)所有設(shè)備的臺(tái)數(shù)，型式和主要尺寸，為車間布置設(shè)計(jì)以及施工非工藝項(xiàng)目（如儀表、土建、給排水等）設(shè)計(jì)提供足夠的依據(jù)。設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)可以在物料衡算的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)一般可分為兩階段進(jìn)行。第一階段在物料衡算結(jié)束后進(jìn)行粗略的設(shè)計(jì)，為繪制工藝流程草圖作準(zhǔn)備。它主要包括：（1） 計(jì)量和貯存設(shè)備的容積計(jì)算；（2） 某些定型設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的選定；（3） 某些非定型設(shè)備的型式、臺(tái)數(shù)和主要尺寸等。第二階段的設(shè)備可在流程草圖設(shè)計(jì)中交錯(cuò)進(jìn)行，著重解決工藝過程中設(shè)備上的一些技術(shù)問題。如過濾面積、傳熱面積、

12、干燥面積、蒸餾塔板數(shù)以及各種設(shè)備的主要尺寸。至此，所有工藝設(shè)備的臺(tái)數(shù)、型式、主要尺寸都可以確定。設(shè)備設(shè)計(jì)結(jié)束后，應(yīng)列出設(shè)備一覽表，作為設(shè)計(jì)說明書的組成部分。設(shè)備設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括定型設(shè)備的選擇、非定型設(shè)備的工藝計(jì)算等。定型設(shè)備的選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（） 首先根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目規(guī)定的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)周期考慮使用設(shè)備的臺(tái)數(shù)。如用單臺(tái)或多臺(tái)，臺(tái)數(shù)確定后，凡運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備要按其負(fù)苛的規(guī)定的工藝條件進(jìn)行選型。如真空泵應(yīng)根據(jù)抽氣量和真空度要求選型。靜止設(shè)備則要計(jì)算其主要參數(shù)。如傳熱面積和蒸發(fā)面積等。再結(jié)合工藝條件進(jìn)行選型。選型可參照國際標(biāo)準(zhǔn)圖集或有關(guān)手冊和生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)目錄、說明書等。（） 在選用這類設(shè)備時(shí)，應(yīng)考慮這種

13、設(shè)備的供應(yīng)困難。（） 對于定型的設(shè)備經(jīng)常遇到二個(gè)問題：一是往往不能選到完全對口的設(shè)備。這時(shí)可按偏高的選用。二是要考慮工廠的發(fā)展情況，選用設(shè)備適用于近期發(fā)展。（） 從設(shè)備的工藝條件考慮，有些設(shè)備（如受壓容器等）也應(yīng)從偏高一個(gè)等級選用。例如工藝上要求使用0.6MP的鍋爐才能滿足要求。有關(guān)化工設(shè)備設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)技術(shù)在各種“化工過程及設(shè)備“書籍、文獻(xiàn)、手冊可以查到，些處可以查到，此處不作特別的介紹。第四部分圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、 生產(chǎn)工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程圖包括以下幾個(gè)方面：（） 物料的來龍去脈，廠房各層及地平線標(biāo)高。地平線均要求用細(xì)雙實(shí)線畫出，標(biāo)高條用米為單位。（） 設(shè)備示意圖除有標(biāo)準(zhǔn)畫法處，其余均畫出設(shè)備的外

14、形、設(shè)備外形尺寸須按比例畫出，比例一般為1:50,1:100。（） 設(shè)備流程號(hào)流程號(hào)一般包括段號(hào)，設(shè)備位號(hào)等。詳見“化工制圖“有關(guān)章節(jié)。（） 物料及動(dòng)力管線，流向箭頭。（） 管線上的主要閥門。（） 必要的設(shè)備和管道附件，如阻火器，管道過濾器，疏水器等。（） 必要的計(jì)量控制儀表，如轉(zhuǎn)子流量計(jì)，玻璃計(jì)量管，壓力表等。（） 必要的文字注釋。物料流程圖畫法是自左至右展開。步驟如下：（） 將設(shè)備示意圖按廠房中布置的高低位置用細(xì)線條畫出，而平面位置采用由左至右展開。設(shè)備之間留有一定的間距。（） 將物料流程管線用粗線條畫出，并畫上流向箭頭。（） 將輔助管線用的細(xì)線條畫出，并畫上流向箭關(guān)（） 畫上設(shè)備及管道上

15、的必要附件。（） 標(biāo)上設(shè)備流程號(hào)。（） 最后加上注必要的文字注釋，如圖例等。、 設(shè)備平面布置圖設(shè)備平面布置圖內(nèi)容包括：（） 廠房建筑平面，包括廠房邊墻輪廓線，窗戶位置，門位置，樓梯位置，柱網(wǎng)（間距和編號(hào)），各層相對標(biāo)高，地坑位置等；（） 設(shè)備外形尺寸俯視圖以流程號(hào)；（） 設(shè)備定位尺寸線；（） 操作平臺(tái)等輔助設(shè)施示意圖及主要尺寸；（） 地坑位置尺寸（） 輔助用房的位置，內(nèi)部設(shè)備的示意和尺寸；（） 方位標(biāo)。平面布置圖比例一般采用：或：。設(shè)備的流程號(hào)必須與流程圖的流程號(hào)完全相同對應(yīng)。平面布置要涉及到設(shè)備的排列技術(shù)，涉及到通風(fēng)、采光、照明、運(yùn)輸、安全等方面的知識(shí)要求，設(shè)計(jì)時(shí)可參考一些有關(guān)參考資料。主要

16、設(shè)備裝配圖按國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械制圖的要求繪制，一般采用：的比例，并要根據(jù)化工設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用相應(yīng)的表達(dá)方法。圖面要求完整、正確、清潔。視圖、技術(shù)要求說明和標(biāo)題欄要布置合理。第五部分設(shè)計(jì)成績的評定1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的成績以學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的水平、獨(dú)立工作能力、工作態(tài)度以及答辨的情況為依據(jù)，不應(yīng)以學(xué)生以往的課程成績或教師的個(gè)人印象來決定。2畢業(yè)設(shè)計(jì)成績采用結(jié)構(gòu)分制，即指導(dǎo)教師評分，審閱教師評分和答辯評分，三部分比例為40：30：30，其中指導(dǎo)教師對學(xué)生的過程考核占20%。最終成績采用優(yōu)、良、中、及格、不及格五級記分。對材料不夠完整（包括材料中缺少指導(dǎo)教師審閱意見等），規(guī)范性較差的學(xué)生，畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合考核成績原則上不

17、得評定為良好以上。成績評定必須堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)，成績優(yōu)良率應(yīng)控制在60以內(nèi)。凡工作態(tài)度差或完成任務(wù)差的學(xué)生，應(yīng)從嚴(yán)評分。抄襲他人成果者定為不合格，甚至作弊處理。第六部分設(shè)計(jì)紀(jì)律：1不遲到、早退、若有違反、每次扣除設(shè)計(jì)成績5分，第二次違反，作公開檢查，第三次違反，停止設(shè)計(jì)。2在設(shè)計(jì)室設(shè)計(jì)期間，凡發(fā)現(xiàn)聽收音機(jī)、錄音機(jī)、放音機(jī)，看小說、雜志、報(bào)紙等一律沒收，并視情節(jié)扣除設(shè)計(jì)成績。3嚴(yán)禁打撲克、下棋。4作息時(shí)間按學(xué)校規(guī)定照常執(zhí)行。設(shè)計(jì)室內(nèi)的安靜、整潔、不準(zhǔn)竄位和大聲喧嘩。5有事必須先向指導(dǎo)老師書面請假、并于得到準(zhǔn)假后再去辦理其它手續(xù)。6資料損壞，按圖書館規(guī)定執(zhí)行。7設(shè)計(jì)室內(nèi)不準(zhǔn)穿背心、拖鞋。8尊重指導(dǎo)老師、服

18、從分配、如有違反，停止設(shè)計(jì)。9其它有關(guān)規(guī)定按學(xué)校規(guī)定照常執(zhí)行。第七部分設(shè)計(jì)時(shí)間安排進(jìn)度安排表周次天數(shù)工作內(nèi)容預(yù)定目標(biāo)及檢查方式第一周3設(shè)計(jì)準(zhǔn)備動(dòng)員講課，明確設(shè)計(jì)任務(wù)要求，完成時(shí)間。準(zhǔn)備手冊、參考書、確定方案、計(jì)算與繪圖工具匯總、收集設(shè)計(jì)資料等，為設(shè)計(jì)做好一切準(zhǔn)備工作。完成開題報(bào)告。第一周第二周第三周第四周17設(shè)計(jì)計(jì)算物料衡算、熱量衡算、設(shè)備設(shè)計(jì)及選型。逐一指導(dǎo)檢查記錄。第五周第六周第七周15繪圖生產(chǎn)工藝流程圖、物料流程圖、設(shè)備平面布置圖等。逐一指導(dǎo)檢查記錄。第八周4整理、編制設(shè)計(jì)說明書、答辯整理、編制設(shè)計(jì)說明書，并與圖紙裝訂成冊，先查后做。抽簽確定順序、集中組織答辯第八周1教師審閱評定成績合理、正態(tài)、認(rèn)真、細(xì)致、公正、公平。第八部分 參考文獻(xiàn)1 曾之平、王扶明 化工工藝學(xué).北京 化學(xué)工業(yè)出版社.2004.7.2 周鎮(zhèn)江 輕化工