麦草畏的生产工艺设计

学 号： 专业课程设计(2)题 目麦草畏的生产工艺设计学 院化学化工学院专 业化学工程与工艺班 级姓 名指导教师刘华杰、杨辉琼、阳海2014年12月17日专业课程设计(2)任务书一、设计时间2014年12月8日2014年12月12日（第15周）二、设计题目麦草畏的生产工艺设计三、设计条件1、产品规格：纯度99.5%2、生产能力：50公斤 / 批 或 60公斤 / 批 3、收率：每个工段收率都为90%四、设计任务1、从课程设计(1)所给目标化合物设计的合成线路中选择一条成熟的路线；2、进行物料衡算;3、绘制物料流程图。五、设计要求每个学生要全面认真地完成课程设计所规定的设计内容，要认真复习教材内容，查阅有关设计规范、手册等资料，独立按时完成任务；要正确综合运用所学的基础理论，来分析和解决课程设计中的问题；要正确掌握课程设计的设计方法和计算方法，方案设计要正确，步骤要清楚、简练、正确；设计说明书、计算书要求逻辑清晰、层次分明、书写整洁，图纸表达内容完整、清楚、规范。六、课程设计进度安排序号设计内容所用时间1查阅资料1天2工艺计算2天3设计绘制物料流程图1天4整理打印装订课程设计说明书等有关资料1天合 计 5天七、课程设计考核方法及成绩评定本课程设计采用优秀、良好、中等、及格、不及格5级记分制。评分的主要依据为：说明书和图纸的质量，独立完成设计的工作能力。八、课程设计教材及主要参考资料1化工设计概论，侯文顺主编，北京：化学工业出版社，2005年2化工工艺设计，丁浩主编，上海：上海科学技术出版社，1989年3化工工艺设计手册，上海医药设计院主编，北京：化学工业出版社，1981年目 录1 设计产品的名称及化学结构11.1 产品名称12 课程设计(1)中已确定的最佳工艺流程23 物料衡算33.1 反应器的物料衡算33.2.1 重氮化工段的物料衡算43.2.2 羧基化工段的物料衡算54 物料流程图65 总结7参考文献81 设计产品的名称及化学结构1.1 产品名称中文名：麦草畏 俗名：百草敌 化学名：2-甲氧基-3,6-二氯苯甲酸 英文名：Dicamba 化学结构式：2 课程设计(1)中已确定的最佳工艺流程生产工艺流程示意图如图1：图1 生产工艺流程示意图3 物料衡算3.1 反应器的物料衡算(1)计算依据主反应： (2)设计任务： 1、设计项目：麦草畏车间 2、产品名称：麦草畏 3、产品规格：纯度99.5 % 4、批生产能力：50 kg（麦草畏：49.75 kg；杂质：0.25 kg）5、安定制备共分三个工段，每个都有化学反应发生，反应式如上原理图所示。6、收率：重氮化工段收率：90 % 羧基化工段收率：90 %皂化工段收率：90 %总收率：90 %90 %90 % = 73 %基准：物料衡算以批计算,物料单位为千克。 3.2.1 重氮化工段的物料衡算重氮化反应岗位（收率：90 %）(1)投料：表1 重氮化反应原料用量表原料名称规格摩尔配比批投料量分子量2,5-二氯苯胺纯度100 %1.0049.95 kg162.02亚硝酸钠纯度100 %1.0021.58 kg70.00浓硫酸纯度98 %1.0030.22 kg98.04(2)计算过程 重氮化反应：原料投入量，计算结果填入表1 2,5-二氯苯胺用量：（5099.5 %）221.0473 %162.02=49.95 kg亚硝酸钠用量：（5099.5%）221.0473 %70.00=21.58 kg浓硫酸用量：（5099.5%）221.0473 %98.04=30.22 kg2,5-二氯苯酚的理论产量：49.95162.02163=50.25 kg 实际产量：50.2590 %=45.23 kg 损失量：5.02 kg（由于反应不完全，转化为杂质） 2,5-二氯苯酚生产量：45.23 kg重氮化工段物料衡算计算结果如下表2组分进料出料数量（kg）组成（%）数量（kg）组成（%）2,5-二氯苯胺49.9549.100亚硝酸钠21.5821.200浓硫酸30.2229.7002,5-二氯苯酚0045.2390杂质005.0210 合计101.7510050.25100表2 重氮化工段物料平衡一览表3.2.2 羧基化工段的物料衡算羧基化反应岗位（收率：90 %）(1)进料：表3 羧基化反应原料用量表原料名称规格摩尔配比批投料量分子量2,5-二氯苯酚纯度100 %1.0045.29 kg163.00氢氧化钾纯度100 %1.0015.59 kg56.11二氧化碳纯度100 %1.0012.23 kg44.00(2)计算过程 羧基化反应：原料投入量，计算结果填入表3 2,5-二氯苯酚用量：（5099.5 %）221.0473 %90 %163=45.29 kg氢氧化钾用量：（5099.5%）221.0473 %90 %56.11=15.59 kg二氧化碳用量：（5099.5%）221.0473 %90 %44=12.23 kg3,6-二氯水杨酸的理论产量：45.29163207.01=57.52 kg 实际产量：57.5290 %=51.77 kg 损失量：5.75 kg（由于反应不完全，转化为杂质） 3,6-二氯水杨酸生产量：51.77 kg羧基化工段物料衡算计算结果如下表4表4 羧基化工段物料平衡一览表组分进料出料数量（kg）组成（%）数量（kg）组成（%）2,5-二氯苯酚45.2361.900氢氧化钾15.5921.40.020.05二氧化碳12.2316.70.020.053,6-二氯水杨酸0051.7790杂质005.719.9 合计73.0510057.521004 物料流程图 见附录175 总结这次课程设计让我对安息酸香系除草剂麦草畏的合成工艺有了很多认识，在设计过程中也让我更加熟练的掌握了化工制图软件visio和工艺流程图以及PID图制作的操作方法，并且让我意识到实验室操作和工业生产有着很大的区别，实验室的操作远比工业生产要简单得多。这次设计虽有进步但是也有些许不足，我会努力学习这方面的知识，希望以后可以做得更好。参考文献1 冯维卓.江苏农药, 1989, (1): 19-21.2 高生,李凤和.黑龙江农业科学, 1989, (4): 8-12.3 李善林.中国草地, 2001, 23(6): 73-74.4 王东华,严雪芳.江苏农药, 2001, 23(3): 31-32.5 王艳,陈中林,代保清,李超.辽宁大学学报,1998, 25(4): 389-392.6 Jack S. N. , Wilson S. Y. . US Patent 3444192, 1969.7 Sidney B. R. . US Patent 3013054, 1961.8 Ochiai M. C. , Kamikado T. . Japan Patent 7305574, 1973.9 Eckstein Z. , Alster K. , Domanska H. . Przem. Chem. 1979, 58(10): 533-536.10 Manfred B. , Richard S. . US Patent 4232172, 1980.11 Dong W. K. . US Patent 4161611, 1979.12 Heinz M. B. , Richard S. . US Patent 3928432, 1975.13 Velsicol Chemical Corp. . GB Patent 901553, 1962.14 Velsicol Chemical Corp. . FR Patent 1345638, 1963.15 Velsicol Chemical Corp. . US Patent 3297427, 1965.16 Aken M. R. . GB Patent 1038065. 1966.17 Matyakh F. A. , Filimonor B. F. , Gusar N. I. . USSR Patent 345129, 1970.18 Velicol Chemical Corp. . Ne Patent 6506507, 1965.19 Jack S. N. , Wilson N.Y. . US Patent 3444192, 1969.20 Cieslak M. , Koperska M. , Eckstein Z. . Pol Patent 85546, 1973.21 Arct J. , Cieslak M. , Ecktein Z. Kopresk M. . Pol Patent 78848, 1975.22 Nagareyama M. W. , Hiratsuka N. O. , Yokohama S. I. . US Patent 4005151.23 Gusar N. I. , Filimonor B. F. , Bryzh A. S. . USSR Patent 292955, 1971.24 Sankichi T. , Minoru N. , Atsushi S. . Japan Patent 8965, 1958.25 Becher M. , Sehring R. . DE Patent 2922340, 1980.化学化工学院课程设计评分表 专业班级 姓名 学号 评价单元评价要素评价内涵满分评分知识水平30%文献查阅与知识运用能力能独立查阅文献资料，并能合理地运用到课程设计之中；能将所学课程（专业）知识准确地运用到课程设计之中，并归纳总结本课程设计所涉及的有关课程知识30课程设计方案设计能力课程设计整体思路清晰，课程设计方案合理可行说明书质量50%文题相符与课程设计任务书题目相符，内容与文题相符50写作水平整体思路清晰，结构合理，层次分明，语言表达流畅，综合概括能力强写作规范符合课程设计说明书的基本要求，用语、格式、图表、数据、量和单位及各种资料引用规范（符合标准）；符合课程设计规定字数学习表现20%工作量课程设计工作量饱满，能按时完成课程设计规定的工作量20学习态度学习态度认真，遵守课程设计阶段的纪律，作风严谨，按时完成课程设计规定的任务，按时上交课程设计有关资料指导教师评定成绩：实评总分；成绩等级年 月 日注：按优（90-100分）、良（80-89分）、中（70-79分）、及格（60-69分）、不及格（60分以下）五档制评定成绩。