年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计论文任务书_学位论文.doc

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1、年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计课程设计任务书题目：年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计原始数据：年产量4500t，每年生产300d。原料：马来酸酐，甲醇。其他原料任选。生产工艺要求：采用间歇法任务和要求：1.查阅文献，写文献总结；2.生产方法的选择，流程设计；3.进行物料衡算，热量衡算；4.设备选型及设计；5.投资估算，成本估算；6.环境保护与安全措施；7.绘制工艺流程图和主要设备图；8.写设计说明书。年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计目录课程设计任务书………………………

2、………………………1第一章概述…………………………………………………3第一节产品介绍……………………………………………3第二节原料介绍…………………………………………4第二章生产方法的选择和流程设计………………………6第一节工艺流程说明及操作步骤…………………………6第二节MMF生产工艺流程框图……………………………7第三章物料衡算及能量衡算………………………………7第一节物料衡算…………………………………………8第二节能量衡算…………………………………………9第四章设备计算和选型…………………………………14第一节反应釜

3、的结构和材质………………………………14第二节反应釜中物质的平均密度ρm的计算………………14第三节反应釜的计算和选型………………………………15第四节其它设备的选型…………………………………17第五章投资估算和成本估算……………………………17第一节原料消耗量………………………………………17第二节车间水、电、水蒸气的消耗量M…………………17第六章环境保护与安全措施……………………………19第七章主要设备装配图…………………………………20第一节反应釜结构图…………………………………20第二节MMF生产工艺流程图………

4、…………………20第八章心得体会…………………………………………21第九章参考文献…………………………………………21年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计第一章概述粮食、饲料、食品、瓜果、蔬菜等防霉杀菌保鲜剂市场上面为有机酸及其盐，如单甲酸及其钠盐、山梨酸及其钠盐与钾盐、丙酸及其钙盐等，然这些均需在pH值<5才有抑菌作用，当pH>5，则作用大为下降，甚致无效。有机及其盐防霉防腐保鲜剂用于饮料、罐头、酱油、醋、食品中才有效，而在饲料中其作用极微[1]。防止饲料霉变是饲料生产中的关键问题

5、之一，目前大多数饲料生产厂家采用添加化学防霉剂来防止饲料霉变，其中富马酸酯类添加剂以高效、广谱、低毒、无残留等优点备受青睐。近年关于富马酸二甲酯合成与应用的研究报道较多，用于饲料和粮食的防霉取得了很好的效果，然而富马酸二甲酯对人的皮肤和黏膜有强烈的刺激作用，限制了它的应用。富马酸单甲酯不仅具有富马酸二甲酯的优点，而且刺激性小，抑菌能力强[2,3]，有望成为富马酸二甲酯的替代品。文献[4]报道富马酸单甲酯的合成工艺主要有：一是富马酸与甲醇在催化剂作用下发生酯化反应生成富马酸单甲酯，由于酯化反应是可逆反应，甲醇用量又不能过量，

6、产品得率较低，并且富马酸两个羧基相距较远，位阻效应小，生成的富马酸单甲酯容易异构化生成富马酸二甲酯；二是以马来酸酐为起始原料，与甲醇作用生成马来酸单甲酯，然后在异构化剂的作用下生成富马酸单甲酯，该工艺马来酸酐活性较大，易与甲醇反应生成马来酸单甲酯，位阻效应使得生成马来酸二甲酯的副反应难以发生，且马来酸酐价格便宜，所以该工艺适合工业化生产。富马酸单甲酯的合成分2步进行，不同催化体系对反应的影响较大，当催化体系为磷酸－盐酸(酯化反应催化剂－异构化反应所用催化剂，下同)、硫酸－盐酸、无－盐酸、磷酸－氯化铝、硫酸－氯化铝和无－氯化

7、铝时，富马酸单甲酯得率分别为85.1%、81.5%、84.8%、78.3%、76.2%和75.4%[5]。由上可知，以无－氯化铝催化体系的得率较低，但相差不大，因为酯化反应中马来酸酐和甲醇的活性比较大，在适宜的温度下不加酯化催化剂仍能以较高得率得到马来酸单甲酯。虽然以无－盐酸催化体系的得率较高，但盐酸对设备腐蚀严重，综合考虑环保和经济性等因素，本次设计选用无－氯化铝催化体系。第一节产品介绍富马酸单甲酯，又叫反丁烯二酸一甲酯，monomethylfurmarate，简称MMF，分子量是130.1，分子式：C5H6O4，结构式

8、为年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计年产4500t富马酸单甲酯车间工艺设计性状：白色晶体粉末，熔点为141.5~148℃，微溶于冷水，易溶于乙醇、丙酮等。用途：作粮食、食品和饲料的高效广谱防霉杀菌剂，其抗菌性不受pH值的不影响，能广泛而有效地抑制环境中霉菌的滋生，可抑制的细菌及酵母菌达30多种，其中