文档介绍：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。
目录
课程设计任务书………………………………………………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…………………………20
第八章心得体会…………………………………………21
第九章参考文献…………………………………………21
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,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-氯化铝时,%、%、%、%、%%[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, monomethyl furmarate, 简称MMF,,分子式:C5H6O4,结构式为
性状:白色晶体粉末,~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,其中尤其对黄曲霉素有强烈的抑制作用。