开题报告 化工类-2

滁州学院本科毕业设计（论文）开题报告表课题题目年产3万吨三聚氰胺工厂设计学生姓名所学专业化学工程与工艺导师姓名楼鑫报告日期2012-6-17滁州学院教务处制题目年产3万吨三聚氰胺工厂设计指导小组成员姓名专业技术职务或职称签字研究现状、选题意义、研究方法、研究内容和主要参考文献选题意义三聚氰胺(melamine,C3H6N6)，又称蜜胺，简称三胺，是一种含氮杂环有机化合物，也是有芳环结构的重要有机化工原料。同时也是一种用途广泛的基本有机化工中间产品，最主要的用途是作为生产三聚氰胺/甲醛树脂（MF）的原料。还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等[1]。该树脂硬度比脲醛树脂高，具有阻燃、耐腐蚀、耐电弧、耐老化、高光泽、高强度等优良性能，被广泛用作油漆、涂料、粘结剂、装饰材料、层压板、绝缘电器件、纸张、纤维的原料或添加剂。三聚氰胺是一种以尿素为原料的重要有机化工中间体。首先由德国Liebig于1834年用氰化钙与氯化铵加热合成得到的，而对其大规模的工业应用是在20世纪中页，当发现三聚氰胺与甲醛共聚而得到三聚氰胺甲醛树脂后才开始的。其主要用途有以下几方面[2]：（1）装饰面板：可制成防火、抗震、耐热的层压板，色泽鲜艳、坚固耐热的装饰板，作飞机、船舶和家具的贴面板及防火、抗震、耐热的房屋装饰材料。（2）涂料：用丁醇、甲醚化后，作为高级热固性涂料、固体粉末涂料的胶联剂、可制作金属涂料和车辆、电器用高档氨基树脂装饰漆。（3）模塑粉：经混炼、造粒等工序可制成蜜胺塑料，无度、抗污，潮湿时仍能保持良好的电气性能，可制成洁白、耐摔打的日用器皿、卫生洁具和仿瓷餐具，电器设备等高级绝缘材料。（4）纸张：用乙醚醚化后可用作纸张处理剂，生产抗皱、抗缩、不腐烂的钞票和军用地图等高级纸。（5）三聚氰胺－甲醛树与其他原料混配，还可以生产出织物整理剂、皮革鞣润剂、上光剂和抗水剂、橡胶粘合剂、助燃剂、高效水泥减水剂、钢材淡化剂等。研究现状三聚氰胺作为现阶段的清洁化工原料，与人们的生活密切相关，市场潜力很大，其生产方法和工艺流程有多种，并各有特点。根据熔融尿素热解的压力不同，尿素法生产三聚氰胺的分为高压法、低压法和常压法[3]。三聚氰胺是一种以尿素为原料的重要有机化工中间体，广泛用于木材加工、塑料、涂料、减水剂、造纸、黏合剂、纺织、皮革、电气、医药、阻燃剂等行业。中国第一套三聚氰胺生产装置于1958年投产，规模为100吨/年，这套装置的投产标志着中国三聚氰胺工业开始起步。目前全球三聚氰胺生产企业主要集中在中国、中东地区和黑海地区；中国主产地集中在河南、四川、山东、山西、新疆等省区。中国已成为全球三聚氰胺最大的生产基地，并在全球市场上拥有一定的实力。2009年底，我国有三聚氰胺的生产厂家80多家，年产能为86万吨，而到了2010年的6月份，仅过了半年生产能力就达到了100万吨，增幅超过了16%。新增的这14万吨产能分别是山东鲁西化工集团有限公司年产6万吨/年装置、成都玉龙化工有限公司5万吨/年装置、山东联合化工有限公司3万吨/年装置。2010年下半年三聚氰胺扩产的势头更猛，众多企业扩产和新项目上马，下半年新增的产能合计达约40万吨。也就是说2010年底我国三聚氰胺的产能约为140万吨左右[4]。中国国内三聚氰胺的主要消费市场是木材加工、涂料和造纸等行业，三聚氰胺深加工产品在建筑、轻工、涂料、塑料、造纸、纺织皮革、电子和材料加工等行业中的应用前景十分广阔。在国外，三聚氰胺的消费主要用于制造涂料、层压板和木材粘合剂。近几年三聚氰胺消费快速增长，中国需求量较大的市场是广东、广西、苏南地区，东北、浙闽、西北、湘赣等地的市场，其需求量不断增加，价格也比较稳定，随着西部大开发的进行，今后西部地区的用量也将不断的增加，预计未来几年中国对三聚氰胺消费增长幅度仍会保持在10%～20%，2009年中国消费量达到22万吨左右。在2009～2010年间，世界三聚氰胺的需求以年平均4.1%的速度增长，2010年需求量达到了175万吨左右[5]。其中，中国市场处于高成长期，欧美地区则处于稳定增长阶段。但由于生产和市场的原因，全球实际产量的150万吨左右用于出口[5]。随着国内和国际市场对三聚氰胺产品需求的增加，必将推动三聚氰胺生产技术和产量的发展，目前各种三聚氰胺生产工艺技术的开发都向着规模大、能耗低和环境污染少的方向发展，国内三聚氰胺技术也有较大的突破，国内的市场潜力也很大，各个生产技术开发公司也正在积极改进技术，扩大规模，以降低产品成本，增强国际市场占有率[6]。研究方法三聚氰胺的生产方法按原料分为双氰胺法和尿素法，双氰胺法因能耗大、原料来源困难现在已经被淘汰，尿素法按工艺分为干法、湿法和半干法；根据熔融尿素热解的压力不同，尿素法生产三聚氰胺的工艺路线分为高压法(7～10MPa),高压法生产三聚氰胺属于液相反应，温度范围为370～450℃。低压法(0.5～1MPa)，低压法生产三聚氰胺也属于液相反应，温度范围为380～440℃。常压法(0.3MPa以下)常压法生产三聚氰胺属于气相反应，温度范围在390℃左右[7]。综上所述，本设计以尿素为原料，Al2O3为催化剂，380～440℃温度下沸腾反应，先分解生成氰酸，并进一步缩合生成三聚氰胺。6mol尿素生成1mol三聚氰胺，同时副产3mol二氧化碳和6mol氨。反应方程式为：生成的三聚氰胺气体经冷却、捕集后得粗品，然后经溶解，除去杂质，重结晶得成品。尿素法生产三聚氰胺每吨产品消耗尿素约3.8t、液氨0.5t。四、工艺流程图[8]参考文献[1]柴诚敬．化工原理.北京：高等教育出版社，2005[2]黄璐，王保国．化工设计.北京：化学工业出版社，2010[3]刁玉玮，王立业，喻健良.化工设备机械基础.大连：大连理工大学出版社，2010[4]王正烈，周亚平．物理化学.天津：高等教育出版社出版社，2001[5]陈