常州工程學院化工0915班酸性染料生產(chǎn)工藝設計設計指導書

1、畢 業(yè) 綜 合 課 題 指 導 書題目：酸性染料NB-G生產(chǎn)工藝設計 專業(yè)： 應用化工專業(yè) 班級： 化工0915班 設計指導老師： 常州工程職業(yè)技術學院化工系精細化工教研室2011年 11 月 1 日酸性染料NB-G生產(chǎn)工藝設計指導書第一部分設計的總體要求一 設計目的： 畢業(yè)設計是教學過程最后階段的重要實踐性環(huán)節(jié)，其目的是：1 培養(yǎng)學生獨立運用所學基本理論、技術基礎和專業(yè)知識、綜合分析和解決生產(chǎn)技術問題的能力。2 掌握設計的基本方法和步驟、掌握查閱和使用國家手冊規(guī)范等技術資料的方法、掌握處理生產(chǎn)實際數(shù)據(jù)的方法，完成技術人員在工藝設計方面所必須具備的運算與繪圖的基礎訓練，為今后從事工藝設計打下基

2、礎。二 對設計說明書的要求：1 設計說明書是敘述性文件，用來說明設計依據(jù)、設計意思、設計過程及設計方案的選擇和優(yōu)缺點等，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，并附有與計算有關的必要簡圖。3 設計說明書須按統(tǒng)一發(fā)給的十六開報告紙書寫，注明頁次與編寫目錄，并與設計圖紙一起裝訂成冊，交給指導教師審定。4 設計說明書的具體寫作除參照附（一）“畢業(yè)設計說明書的寫作”外，緒論部分尚需以下幾方面的內(nèi)容：（1） 設計目的論證（2） 文獻評述（3） 所選生產(chǎn)方法的反應原理、最佳工藝條件等（4） 原材料及產(chǎn)品的主要物化性質(zhì)三、設計原始依據(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部門的批準，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，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，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.動力供應：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)，染料應用性能良好，經(jīng)使用各項技術指標達到了國外同

4、類產(chǎn)品水平，滿足了用戶需求。五、設計工作中面臨的技術難點和擬采取的解決方法加大我國酸性染料的技術革新，開拓下游產(chǎn)品研發(fā)和應用力度是當前我國酸性染料發(fā)展的必然趨勢。當前國內(nèi)酸性染料產(chǎn)品供過于求，且酸性染料的應用消費仍主要局限于傳統(tǒng)領域。要扭轉(zhuǎn)這種形勢，加大酸性染料產(chǎn)品的技術革新，推動酸性下游產(chǎn)品的研發(fā)和應用，促進消費增長，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，推進先進酸性染料產(chǎn)品盡快進入國際市場市場。 持續(xù)提升技術水平，目前國內(nèi)酸性染料生產(chǎn)技術還存在一定的缺陷，尤其是在高技術酸性染料和生產(chǎn)“三廢”治理等環(huán)節(jié)上還

5、有待提高和改進。同時國內(nèi)酸性染料產(chǎn)業(yè)規(guī)模偏小，成本高，在當前煤、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，迫切需要采用先進的生產(chǎn)技術，擴大生產(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重的環(huán)境問題，本設計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，使得本設計在技術上處于我國酸性染料的領先水平。六、工藝流程設計七、工藝流程設計參數(shù)原料廠外運輸損失率% 0.1原料廠內(nèi)運輸損失率% 0.1產(chǎn)品廠里儲運損失率% 0.1產(chǎn)率% 99.7 第二部分設計中文字敘述部分具體要求設計說明書內(nèi)容大致包括：（1）緒論；（2）生產(chǎn)工藝

6、流程的說明；（3）設備設計與選型；（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）勞動保護及安全技術。還有附錄（1）設備一覽表；（2）帶控制點工藝流程圖；（3）設備布置圖；（4）設備結(jié)構(gòu)圖；（5）物料衡算圖。下面對設計說明書中的各項內(nèi)容進行詳細論述。1 緒論主要包括（1）設計任務；（2）設計方法；（3）設計深度；（4）本次設計的目的意義；（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；物理化學性質(zhì)；規(guī)格或技術條件等。（2）原料特性和規(guī)格，同上。（3）化學反應原理和生產(chǎn)步驟。（4）流程

7、敘述。要求說明下列各點：物料的來龍去脈；主要設備特性的描述；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 設備設計與選型本項主要列出設備設計內(nèi)容及其結(jié)果、各種設備的型號、規(guī)格、套數(shù)等。4 車間人員表此項學生設計時困難較大，但必須作出大致的估算。5 勞動保護和安全技術勞動安全應說明以下各點：（1）、化合物的物化性質(zhì)、毒性和空氣中最大允許濃度；（2）、汽、電等應注意事項；（3）、特殊保護措施；（4）、一般防護措施；防火安全：（1）、化合物的著火、爆炸性能（閃點、爆炸極限等）；（2）、廠房火災危害

8、性的等級；（3）、防火、防爆技術措施；（4）、一般措施。第三部分設計計算書的內(nèi)容設計說明書中要包含重要的一部分內(nèi)容即設計計算書。設計計算書應包括下面內(nèi)容：（1） 設計依據(jù)；（2） 物料衡算；（3） 熱量衡算；（4） 設備工藝計算；（5） 附屬設備的選型或計算；（6） 參考資料。一物料衡算的作用、方法和步驟在工藝設計過程中，物料衡算對于控制生產(chǎn)過程有著重要的指導意義，在實際生產(chǎn)中，物料衡算可以揭示物料的浪費和反?，F(xiàn)象，從而幫助我們出改進措施，提高效率，減少“三廢”排放量。物料衡算確定原料產(chǎn)品的定量關系。由此定出原料與輔料的消耗，為操作制定科學的指標。物料衡算也是能量衡算、設備工藝計算的基礎。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)過程中各設備臺數(shù)、容量、主要工藝尺寸。所以物料衡算是化工工藝計算的重要部分，首先應該進行的部分。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；（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） 用另一個物質(zhì)的質(zhì)量衡算來核算；（10） 整理校核計算結(jié)果：將計算整理清楚，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為：（1） 計算加熱劑或冷卻劑的用量，為公用工程設計提供依據(jù)。（2） 計算設備傳遞熱量，為改進設備和設備設計提供依據(jù)。（3） 通過熱量衡算分析研究工藝設計和生產(chǎn)操作過程中熱量利用是否經(jīng)濟合理，以提高熱利用率。在化工工藝設計中熱量衡算的基本程序是以物料衡算為基礎進行單元設備的熱負荷計算，然后進行全系統(tǒng)的熱平衡計算，分析系統(tǒng)的熱量利用程度，盡量做到熱量的經(jīng)濟合理利用。若發(fā)現(xiàn)原設計中能量利用不盡合理，要考慮改進工藝或設備，重新進行計算，直至熱量利用較為經(jīng)濟合理為止。熱量衡算的具體步驟是：（1） 寫出熱量衡算式；（2） 查出有關數(shù)據(jù)；（3） 選取基準溫度；（

11、4） 解方程；（5） 整理計算數(shù)據(jù)并列出熱量衡算表。三設備的工藝計算及選型設備工藝設計與選型的目的是決定車間內(nèi)所有設備的臺數(shù)，型式和主要尺寸，為車間布置設計以及施工非工藝項目（如儀表、土建、給排水等）設計提供足夠的依據(jù)。設備的工藝設計可以在物料衡算的基礎上進行。設備的工藝設計一般可分為兩階段進行。第一階段在物料衡算結(jié)束后進行粗略的設計，為繪制工藝流程草圖作準備。它主要包括：（1） 計量和貯存設備的容積計算；（2） 某些定型設備和標準設備的選定；（3） 某些非定型設備的型式、臺數(shù)和主要尺寸等。第二階段的設備可在流程草圖設計中交錯進行，著重解決工藝過程中設備上的一些技術問題。如過濾面積、傳熱面積、

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

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

14、形、設備外形尺寸須按比例畫出，比例一般為1:50,1:100。（） 設備流程號流程號一般包括段號，設備位號等。詳見“化工制圖“有關章節(jié)。（） 物料及動力管線，流向箭頭。（） 管線上的主要閥門。（） 必要的設備和管道附件，如阻火器，管道過濾器，疏水器等。（） 必要的計量控制儀表，如轉(zhuǎn)子流量計，玻璃計量管，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：（） 將設備示意圖按廠房中布置的高低位置用細線條畫出，而平面位置采用由左至右展開。設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。（） 將輔助管線用的細線條畫出，并畫上流向箭關（） 畫上設備及管道上

15、的必要附件。（） 標上設備流程號。（） 最后加上注必要的文字注釋，如圖例等。、 設備平面布置圖設備平面布置圖內(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），各層相對標高，地坑位置等；（） 設備外形尺寸俯視圖以流程號；（） 設備定位尺寸線；（） 操作平臺等輔助設施示意圖及主要尺寸；（） 地坑位置尺寸（） 輔助用房的位置，內(nèi)部設備的示意和尺寸；（） 方位標。平面布置圖比例一般采用：或：。設備的流程號必須與流程圖的流程號完全相同對應。平面布置要涉及到設備的排列技術，涉及到通風、采光、照明、運輸、安全等方面的知識要求，設計時可參考一些有關參考資料。主要

16、設備裝配圖按國家標準機械制圖的要求繪制，一般采用：的比例，并要根據(jù)化工設備結(jié)構(gòu)特點采用相應的表達方法。圖面要求完整、正確、清潔。視圖、技術要求說明和標題欄要布置合理。第五部分設計成績的評定1、畢業(yè)設計的成績以學生畢業(yè)設計的水平、獨立工作能力、工作態(tài)度以及答辨的情況為依據(jù)，不應以學生以往的課程成績或教師的個人印象來決定。2畢業(yè)設計成績采用結(jié)構(gòu)分制，即指導教師評分，審閱教師評分和答辯評分，三部分比例為40：30：30，其中指導教師對學生的過程考核占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教師審閱意見等），規(guī)范性較差的學生，畢業(yè)設計綜合考核成績原則上不

17、得評定為良好以上。成績評定必須堅持標準，成績優(yōu)良率應控制在60以內(nèi)。凡工作態(tài)度差或完成任務差的學生，應從嚴評分。抄襲他人成果者定為不合格，甚至作弊處理。第六部分設計紀律：1不遲到、早退、若有違反、每次扣除設計成績5分，第二次違反，作公開檢查，第三次違反，停止設計。2在設計室設計期間，凡發(fā)現(xiàn)聽收音機、錄音機、放音機，看小說、雜志、報紙等一律沒收，并視情節(jié)扣除設計成績。3嚴禁打撲克、下棋。4作息時間按學校規(guī)定照常執(zhí)行。設計室內(nèi)的安靜、整潔、不準竄位和大聲喧嘩。5有事必須先向指導老師書面請假、并于得到準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設計室內(nèi)不準穿背心、拖鞋。8尊重指導老師、服

18、從分配、如有違反，停止設計。9其它有關規(guī)定按學校規(guī)定照常執(zhí)行。第七部分設計時間安排進度安排表周次天數(shù)工作內(nèi)容預定目標及檢查方式第一周3設計準備動員講課，明確設計任務要求，完成時間。準備手冊、參考書、確定方案、計算與繪圖工具匯總、收集設計資料等，為設計做好一切準備工作。完成開題報告。第一周第二周第三周第四周17設計計算物料衡算、熱量衡算、設備設計及選型。逐一指導檢查記錄。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、設備平面布置圖等。逐一指導檢查記錄。第八周4整理、編制設計說明書、答辯整理、編制設計說明書，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)、認真、細致、公正、公平。第八部分 參考文獻1 曾之平、王扶明 化工工藝學.北京 化學工業(yè)出版社.2004.7.2 周鎮(zhèn)江 輕化工