目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 1\o"CurrentDocument"Abstract 2\o"CurrentDocument"第1章甜味劑概述 3\o"CurrentDocument"性質 3\o"CurrentDocument"糖精鈉的物理性質 3\o"CurrentDocument"糖精鈉的化學性質 3\o"CurrentDocument"糖精鈉的檢測 4\o"CurrentDocument"糖精鈉的安全性 4\o"CurrentDocument"致病性 5\o"CurrentDocument"發展簡史及安全調查演變 5\o"CurrentDocument"發展簡史 5\o"CurrentDocument"調查演變 6\o"CurrentDocument"1.3糖精鈉的用途 9\o"CurrentDocument"糖精鈉在食品中的應用 9\o"CurrentDocument"糖精鈉在飼料中的應用 9\o"CurrentDocument"糖精鈉在其它工業中的應用 10第2章糖精鈉工藝生產設計 錯誤!未定義書簽。\o"CurrentDocument"設計依據與設計原則 12\o"CurrentDocument"基礎資料 12\o"CurrentDocument"基礎性能 12工藝參數設計 13\o"CurrentDocument"生產方法和工藝流程設計 13\o"CurrentDocument"技術特點 15\o"CurrentDocument"第3章物料衡算 16\o"CurrentDocument"重氮反應釜的物料衡算 17\o"CurrentDocument"置換釜的物料衡算 19\o"CurrentDocument"氨化釜的物料衡算 21\o"CurrentDocument"酸析罐的物料衡算 22\o"CurrentDocument"中和反應的物料衡算 23\o"CurrentDocument"物料衡算匯總 25\o"CurrentDocument"第4章熱量衡算 28\o"CurrentDocument"能量衡算原則 28\o"CurrentDocument"重氮罐夾套式換熱器換熱量計算 28\o"CurrentDocument"氨化罐夾套式換熱器換熱量計算 28\o"CurrentDocument"第5章設備設計與選型 30\o"CurrentDocument"方案選型 31\o"CurrentDocument"攪拌器的類型設計選型 31\o"CurrentDocument"重氮罐的設計及選型 32\o"CurrentDocument"氨化罐的設計和選型 37\o"CurrentDocument"第6章廠址選擇和平面設計 42\o"CurrentDocument"6.1廠址選擇的原則 42\o"CurrentDocument"廠區概貌 42\o"CurrentDocument"車間布置設計的要求和原則 42\o"CurrentDocument"6.3.1要求 42\o"CurrentDocument"、原則 43\o"CurrentDocument"第7章設計評價與總結 45\o"CurrentDocument"參考文獻 46附錄一 48\o"CurrentDocument"英文文獻翻譯 48附錄二 674、設計的主要內容 675）設計結果匯總表 676、主要參考文獻 687、進度安排 68附錄三 69年產3000噸甜味劑生產工藝設計摘要本文講述了糖精鈉的性質，存在形式，制備方案，檢測，以及糖精鈉在甜味劑中的地位，它的發現，發展，還有糖精鈉在目前社會上各個領域的作用。本設計使用了苯酐法的工業生產方法，假設了一個年產 3000噸的使用苯酐法生產糖精鈉的廠商，并以此命題，進行設計。對整個生產過程中的原料，反應條件，反應過程，反應設備，衡算損失，回收利用等方面進行了整體研究計算。并繪制了 CADS。通過對這個設計的計算，基本了解糖精鈉的性質，和整個工藝流程的確定，并進行分析和展望，從而讓整個廠商的工藝流程更加完善，綠色，經濟效益高。目前我國糖精鈉生產方法主要有四種：苯酐法，甲苯法，鄰甲基苯胺法，苯酐二硫化物法。其中甲基苯胺法受到原料鄰甲基苯胺來源限制，原料成本較高，因而不適合于工業化生產。苯酐二硫化物法由于鄰二硫二苯甲酸結構上的空間障礙，與甲醇酯化需在高壓釜中進行，反應條件較苛刻，對反應設備要求太高，只進行過中試，也沒有實現工業化生產。而甲苯法和苯酐法比較，苯酐法生產糖精鈉，在產品收率、產品質量和污染治理等方面有著其他方法不可比擬的優點，是比較適宜的生產方法。關鍵詞：糖精鈉，應用，生產，利用，效益AbstractThisarticletellsthestoryofthenatureofsaccharinsodium,existeneeform,preparation,detectionandthestatusofsaccharinsodiuminsweetenett'sfoundthatthedevelopmentandsaccharinsodiumintheroleofeveryfieldinsocietyatpresentThisdesignUSESthemethodintheindustrialproductionofphthalicanhydridemethod,assumingthattheuseofanannualoutputof3000tonsofbenzeneanhydridemethodproductionmanufacturerofsaccharinsodium,andproposition,tocarryonthedesign.Onthewholeproductionprocessofrawmaterial,reactioncondition,reactionprocess,reactionequipment,lossofbalanee,recycling,etc,hascarriedontheoverallresearch.AnddrawtheCADdrawing.Bythecalculationofthedesign,abasicunderstandingofthenatureofsaccharinsodium,andthedeterminationoftheentireprocess,andanalyzedandprospected,soastoletthevendorprocessmoreperfect,green,higheconomicbenefit.Atpresentourcountrysaccharinsodiumproductionmethodmainlyhasfourkinds:phthalicanhydridemethod,methodoftoluene,methylanilinemethod,methodofbenzeneanhydridedisulfide.Onemethylanilinewaslimitedbyadjacentmethylanilinesourcematerials,therawmaterialcostishigher,andthereforenotsuitableforindustrialproduction.andmethanolesterificationshouldbecarriedoutintheautoclave,reactionconditionsareharsh,thereactionequipmentrequirementistoohigh,onlyforpilot,didnotrealizeindustrializationproduction.Andtolueneandbenzeneanhydridemethodcomparison,saccharinsodiumbenzeneanhydridemethodproduction,theproductyield,productqualityandpollutioncontrolareincomparableadvantages,othermethodsaremoreappropriateproductionmethod.Keywords:saccharinsodium,production,utilization,efficiency第1章甜味劑概述1.1性質糖精鈉是最古老的甜味劑。糖精于1878年被美國科學家發現，很快就被食品工業界和消費者接受。糖精的甜度為蔗糖的300倍到500倍，它不被人體代謝吸收，在各種食品生產過程中都很穩定。缺點是風味差，有后苦，這使其應用受到一定限制。化學名：鄰苯甲酰磺酰亞胺鈉英文名：SaccharinSodium俗名：糖精鈉或溶性糖精分子式:分子量：241.2糖精鈉的物理性質糖精鈉為無色或白色的結晶、白色的結晶性粉末或為白色的粉末，味極甜，即使在10,000倍的水溶液中也有甜味。糖精鈉的化學性質糖精鈉，又稱可溶性糖精，是糖精的鈉鹽， 帶有兩個結晶水，無色結晶或稍帶白色的結晶性粉末，一般含有兩個結晶水，易失去結晶水而成無水糖精，呈白色粉末，無臭或微有香氣，味濃甜帶苦。甜度是蔗糖的500倍左右。第3頁共77頁耐熱及耐堿性弱，酸性條件下加熱甜味漸漸消失并可形成苦味的鄰氨基磺酰苯甲酸，溶液大于0.026%則味苦。熔點:226-230C水溶性:10g/100ml(20C時)性質描述:糖精鈉(128-44-9)的性狀：無色至白色斜方晶系板狀結晶或白色結晶性風化粉末。無臭或有輕微氣味。味極甜，即使在10000倍的水溶液中仍有極強甜味，甜味閾值約 0.00048%。易溶于水(1g/1.5ml),微溶于乙醇(1g/50ml)。糖精鈉的檢測精鈉為無色結晶或白色結晶性粉末；無臭或微有香氣，味濃甜帶苦；易風化，在水中易溶，在乙醇中略溶，具體鑒別方法如下：取本品0.5g，加水10mL，加稀鹽酸1mL，放置1h，濾出生成的白色結晶性沉淀，充分水洗后在105C干燥2h,其熔點是226-230Eo取本品20mg與間苯二酚40mg混合，加硫酸10滴，靜置，加熱混合物顯深綠色時冷卻，然后再添加水10mL和氫氧化鈉試液10mL溶解后，溶液發出綠色熒光。將本品0.1g溶解于5mL氫氧化鈉試液，靜置加熱后蒸發干燥，而且以不炭化為度，小心熔解，至已不發生氨的臭氣后放冷。將殘留物溶解于約 20mL水中，用稀鹽酸中和后過濾，在濾液中加氯化鐵試液1滴時呈紫或紅紫色。將本品灰化后得到的殘留物，呈鈉鹽的常規鑒定試驗反應。糖精鈉的安全性1958年，美國食品藥品管理局(FDA)開始對食品添加劑的使用進行管理，當時糖精已經能夠在美國廣泛使用了，因此它被列入最早的 675種“公認安全”(GRAS)的食品原料名單之中。1972年，美國FDA根據一項長期大鼠喂養實驗的結果決定取消糖精的“公認安全”資格。1977年，加拿大的一項多代大鼠喂養實驗發現，大量的糖精可導致雄性大鼠膀胱癌。為此，美國FDA提議禁止使用糖精，但這項決定遭到國會反對，并通過一項議案延緩禁用。1991年，美國FDA根據一些研究結果撤回了禁止糖精使用的提議。 但由于上述原因，在美國使用糖精仍需在標簽上注明“使用本產品可能對健康有害，本產品含有可以導致實驗動物癌癥的糖精”。在國際上，糖精的使用也因為這些關于大鼠致癌的研究發表后受到一定影響，歐美國家糖精的使用量不斷減少。但仍有人持不同觀點，認為糖精是安全的。中國政府也采取壓減糖精政策，并規定不允許在嬰兒食品中使用。 JECFA規定糖精的ADI值為每日每千克體重0?5mg。致病性糖精，曾是一種飽受爭議的甜味劑。研究人員曾對它做過一些動物實驗，實驗結果表明該物質具有致癌作用（主要引發膀胱癌，還可能引發子宮癌、卵巢癌和皮膚癌等），因此FDA于1977年明令禁用該物質。但因餐飲行業（以及節食者）的堅持，糖精至今仍在市場上出售。但到了20世紀90年代末，包含糖精的產品包裝上均貼有警告標簽，指出糖精對實驗室動物具有致癌作用。而美國熱量控制委員會指出，人們不會像老鼠一樣患上膀胱癌，因此，應該除去這個警告標簽。在2000年，美國國會廢除了相關法規，糖精產品不必進行健康警告標簽。而具體情況我將在下一段進行詳細解釋1.2發展簡史及安全調查演變發展簡史人們日常生活中經常食用的糖是從甘蔗、甜菜等植物中提煉出來的。植物界中還有一些比蔗糖更甜的物質。原產南美洲的甜葉菊，比蔗糖甜 200?300倍；非洲熱帶森林里的西非竹竽，果實的甜度比蔗糖甜3000倍；非洲還有一種薯蕷葉防己藤本植物，果實的甜度達蔗糖的90000倍。只是，這些比蔗糖甜成千上萬倍的物質，我們平時很少見到。我們平常用的比蔗糖還甜的物質是糖精，它比蔗糖要甜300~500倍。從化學角度來看，糖和糖精簡直是風馬牛不相及。只有一點是相同的，那就是它們都帶有甜味。糖精是怎么被發現的呢？1879年，約翰霍普金斯大學研究生ConstantinFahlberg正在繼續其甲苯系列衍生物合成研究。一天午餐時候，他發現手中的面包格外的甜，于是邊對合成的系列甲苯化合物進行分析，最后發現了糖精。這個偶然的發現給法利德別爾格開辟了一條通向新的發明的道路。從此，他集中全部精力，一心去研究這個煤焦油中提取出來的物質。他從又黑、又粘、又臭的煤焦油中提煉出甲苯，經過硫酸磺化、五氯化磷和氨處理后，再用高錳酸鉀氧化，最后經過結晶、脫水而得到了一種特別甜的白色結晶體。他把它叫做“糖精”，并測出它比蔗糖要甜 300~500倍。法利德別爾格立即宣布了他的發明，并在美國獲得了專利。 1886年，這位化學家遷居德國，并在那里建立了世界上第一個從煤焦油中提煉糖精的工廠。糖精就此開始闖入了人們的生活之中。但是卻因為其有安全隱患而廣受非議。調查演變早在1912一1932年,就有人對糖精鈉作了生物化學實驗，說明精糖鈉對人體血糖、腎功能以及蛋白質、維生素的利用方面，均無不良影響所以1950年以前都認為對人體無害〔幻。近三十多年來，不斷有關糖精鈉致癌的報道。70年代以后，關于搪精鈉的爭議成為世界性的大事，許多國家不允許再使用糖精鈉或受到消費者的抵制。 FAO/WHO的聯合食品添ftftwNt茹喰1 S0?典 T5常字糖護售鼻媲化學醫辛骨.悝型天世ft水轉?*xtsTiiswit*石汨億牝產岳i?冃宣才序覽走的翼比畢糧祐jo.r1T占W*^300■*150耳 55itii飾說憶謝希i■珞妄全性耳：E生啻理ISCF令驚甲.H侖麥全tt將打射址■英’畑誓3已嚴茶香何％允許幷LASM申”F1導國準尉，FDafMk=FR 童大允訃at用址川右時■虛0,85^1.0|/U/iE黏坐產*更與閆紳.__<JLCFA>小耳SS恍11rnf訃幡打天/未見4塔規電曲nil/斗低址■天w嚴祭便m,暫城/制呀■第克?A加劑專家委員會（JECFA）21次至28次會議（1977—1954）,通過對糖精鈉在生物化學、藥物動力學、致突變性、流行性病學和致癌性等多方面研究報告，雖未得出令人信服的一致性結論，但將原來規定的每日最高攝取量（ADI值）smg/kg體重?天,暫定為0'2.5扭g/kg體重?天美國議會早已決定禁止使用糖精鈉，但目前仍處于暫緩執行期，一再延長禁止銷售日期以便有更多的時間進行實驗。近若干年，其它多種類型甜味劑在美國的廣泛使用，特別是-些安全性的非糖低卡甜味劑（如蛋白糖等）的使用，使糖精鈉不再受到消費者的青睞。在我國，對糖精鈉的安全性討論由來已久。1973年,就開始對糖精鈉的毒性進行了一系列的流行病學和毒理方面的研究，并進行糖精鈉與膀脆癌關系的調查。國內外關于糖精鈉安全性的爭議延續至今，未取得一致意見。由于我國人民生活水平釣現狀 ，廣大消費者對各類甜味劑的需求還在不斷增加，食糖凈進口，由1950年的76萬噸,上升到1980年的548萬噸;糖精鈉的需求也略呈上升趨勢，年產量達800。噸左右（出口量只占約10、15%）。在我國目前無更安全、非生熱量甜味劑完全替代的情況下 ，為確保人民身體鍵康，糖精鈉做為食品添加劑，國家標準GB276O—86規定:糖精鈉用于茜菜、調味醬汁、濃縮果汁、蜜餞、配制酒、冷飲、糕點、餅干、面包中，最大限量為0.159/kg（濃縮果汁按濃縮倍數的80%加入）白開水或鹽汽水中最大加入量不得超過0.089/kg。同時,衛生部《食品添加劑衛生管理辦法》（1987）還規定：“專供嬰兒的主輔食品除按規定可加入強化劑外，不得加入人工合成甜味劑、色素、香精、谷氨酸鈉及不適宜的添加劑等。”。另外 ，病人食品和大量食用的主食（例如饅頭、發糕等）也都不應使用糖精鈉。1987一1989年，連續三年，我們對多類食品中的糖精鈉含量,采用高效液相色語法，進行了檢測分析。據報道曲,在美國，糖精鈉主要也用于食品和醫藥等行業中 ，大約61%用于無醉飲料約20%用于食品甜味劑，19%用于其它食品和飲料。也就是說約有 60~80%的糖精鈉用于食品飲料中。我們選取該比例范圍內的國內生產 （含合資生產）、銷售的食品飲料一一果味果汁汽水、可樂、果汁飲料、濃縮果汁、固體飲料、配制酒和調味品等 7類134種（批次）樣品的糖精鈉含量檢測結果進行分析評價（詳見附表），借以反映我國目前糖精鈉使用現狀及趨勢。各類食品飲料中糖精鈉評價在檢測分析的7類食品飲料中，雖然固體飲料類、調味品類的糖精鈉合格率均達100%,由于產品數量過少，缺乏代表性、不足以全面反映該二類的真實情況。剩余的5類中,可樂類、濃縮果汁類情況較好，糖精鈉含量合格率均在80%^上;果汁飲料類次之，合格率超過60%;果汁果味汽水類、配制酒較差。從食品飲料的檔次來看，高、中檔食品飲料比低檔食品飲料糖精鈉含量的合格率要高。各年度糖精鈉評價在1987—1989的三年中,七類食品飲料中糖精鈉含量的合格率的曲線呈 “V”型,1988粋St11aSl.59￡1172211丸并46器可 JS1io「船貼4M.TKVi3244U.iK44IOOK*6054741163.BH尿轉杲常22100^///548QK76HL7K//////1!L110QW配HiS2210OK5073113matt//Z11/7/11K0S4年BM'tt|29掘7S.BMST15:常7S葯皿甜曲年處于底谷（見圖3）。該情況說明糖精鈉含量合格率曾一度下降的趨勢已得到了初步制止 ，呈現良好的回升前景，這也是“治理整頓”取得的成果。近年米，由于技術監督，工商、物價、衛生、消費者協會等多方面的共同努力，積極配合,遏制了偽商品的生產、流通和銷售，保護了國家和消費者的利益與健康，打擊了不法行九也使生廣者、銷售者增強了質量意識。但是 1989年的糖精鈉含量合格率仍未回升到1987年的原來水平。極端現象評價在7類食品飲料中，有14種（占總數10.5%）糖精鈉未檢出，特別是高檔可樂。這是一可喜的現象，說明一些生產廠家了已認識到糖精鈉的不安全性對提高產品質童藺出口創匯的影響，已米取相應措施。未檢出糖精鈉的食品飲料并不很多 ，而且100%是在高檔商品中。不合格率最多的也是目前銷售量最大的飲料，極端超標也是出現在這里有 5種（占總數的3.8%）超過國家標準2倍以上，最多超過標準3倍以上，都是中、低檔的汽水和配制酒。這些嚴重超標準的食用飲料已無法正常飲用。4小結糖精鈉的作為人工合成甜味劑使用，其食用及安全性越來越引起人們的重視，同時也越來越受到許多國家和消費者的禁用和抵制，我國嚴格規定了使用限量。在分析評價的國產7類食品飲料中，糖精鈉含量三年來（1987一1989）氣的總體合格率68.6%;雖然,1989年糖精鈉的合格率已有所回升，但還需堅持努力。就生產企業來看，大中型企業的產品，要比小型、集體、聯營企業和鄉鎮企業等的產品中糖精鈉合格率要高。不合格產品大都出現在中、低檔的食品飲料中造成糖精鈉含量不合格的原因，除生產部門因一些甜味劑（如蔗糖、果糖等）供應緊張，價高，而以糖精鈉替代；或片面追求低成本；或設備木完善、配方不穩定以及無嚴格檢驗，忽視質量觀念等之外，在正確認識糖精鈉同時，還需合理使用糖精鈉，我國這是應引起關注的一個問題。我國國家標準GB276。一86規定糖精鈉最大使用量為。.08~0.159/kg產品甜度最高僅能達到2.4~4.5%,遠遠達不到人們對各類產品所需甜度的要求（如飲料的甜度通常為7、10%）,再加上品種欠佳及安全性的憂慮，單獨使用糖精鈉，或僅能得到甜度不足，味質欠佳的食品飲料，或是違法過量使用。只用糖精鈉時，用量僅能在0.02~0.03%以下，所以糖精鈉常與山梨糖醇、甘草酸、葡萄糖等一起使用。此外，也常作為蔗糖補助劑使用。如果將糖精鈉與其它甜味劑一起使用，甜味有疊加的效果，甜度較高，又不會超過標準。1.3糖精鈉的用途糖精鈉在食品中的應用在我國，目前糖精的用途廣泛，包括用在糖果、面包、餅干、蛋糕、果醬、果凍、汽水和可樂等食品，飼料和牙膏等諸多方面。糖精目前仍主要應用在軟飲料。美國約有 60%的是用在飲料上的，還有20%的用在餐桌甜味劑上，有20%的是用在口香糖、果凍等其他食品。隨著科技的進步，越來越多的新型甜味劑的開始逐步代替糖精，同時也由于糖精的安全性存在一定得爭議，使得糖精的應用受到很大的限制，但由于糖精價格低廉，性質穩定，使其仍然具有一定的競爭力，占據一定的市場份額。在蜜餞，炒貨，腌漬食品中糖精的用量也占有相當的比例，在這類產品中添加一定量的糖精，能有效地提高產品的風味特色，又不失口感。糖精鈉在飼料中的應用人喜歡甜味物質，同樣，其他生物對甜味也非常敏感，糖精是一種良好的食欲增進劑，因此糖精常常用作畜禽飼料的添加劑。豬喜歡甜味物質，國外有關資料認為，育肥豬每千克配合飼料中添加 0.05克糖精，可使豬的日增重提高6.4%，每增重1千克，飼料消耗和成本分別減少4.8%和3.5%;哺乳母豬口糧中添加60毫克/千克的糖精，可有效防止哺乳期厭食癥和過渡撣膘，并可提高泌乳率。一般認為，仔豬料中糖精用量以150-200毫克/千克為宜。馬玉勝等在肉兔日糧中添加0.03%的糖精，能明顯提高肉兔的采食量和日增重，并能提高飼料的利用率，對降低成本、提高經濟效益具有明顯效果，若再增大濃度和飼喂劑量，反而會影響采食量和日增重。在牛羊家畜的飼草中，使用一定量糖精溶液浸泡的青干草，會使青干草更加香甜，能有效增加牛羊的采食量，國內有研究表明，使用糖精浸泡的青干草喂養的羊羔，其增重速率明顯高于對照組。目前市場上的飼料用甜味劑產品種類很多，通常是用糖精加載體或糖精加甜味增效劑加載體，經復配加工而成。但因其成本的因素和加工工藝的限制，風味一直不是十分理想。少量添加因其甜度不夠，且混合不均勻，起不到明顯的誘食效果；加量添加因其后苦味或苦澀味，反而影響飼料的適口性。糖精鈉在其它工業中的應用糖精在牙膏中的應用糖精鈉在牙膏中的作用是掩蓋其它成份帶來的不愉快的后味，并給人以甜感。糖精鈉的甜度很高，并且溶解度很好，能均勻分散在牙膏體系中。同時，由于糖精的穩定性好，對PH溫度的變化不明顯，長時間放置不會影響甜度，能很好的適應牙膏較長的貨架期。在香精的作用下，糖精能保持其高效甜度，掩蓋一些成分如中藥類的苦味。中間體DEP對鍍鎳層性能的影響炔胺類光亮劑與糖精的協同作用能優化鍍鎳效果，但目前對光亮剎協同作用優化鍍鎳工藝的研究不多。有研究人員采用赫爾槽實驗及正交試驗討論了次級光亮劑 DEP及初級光亮劑糖精對鍍鎳層光澤度、整平性能及鍍鎳液分散能力的影響，并確定了合適的鍍鎳工藝：結果表明，DEP與糖精的協同作用會使鍍鎳層的光澤度與整平性能得到大幅提高，但對鍍液分散能力影響較復雜隨著鍍液中DEP含量與糖精含量的增加，鍍液分散能力都是先減小后增加；升高溫度有利于從既含有糖精又含有 DEP的鍍液中得到分散良好的鍍層得到DEP光亮鍍鎳的合適工藝條件為：0.2-1L糖精、9.6-19.1mg/LDEP、溫度55C。直流電沉積法制備納米晶體鎳采用直流電沉積法制備了納米晶體鎳，用 TEM和X-射線衍射等方法研究鍍鎳層的微觀結構，實驗結果表明，在瓦特型鍍鎳液中，添加適量濃度的糖精并提高電流密度，可以獲得納米晶體鎳，提高糖精濃度和電流密度，導致鍍鎳層的晶粒尺寸減小，顯微硬度升高,同時，鍍鎳層形成了(111)和(200)雙織構。第2章糖精鈉工藝生產設計2.1設計依據與設計原則本設計課題研究的是糖精鈉工藝設計中的重氮化，氨化兩個流程，該流程是在第二車間進行的。以甲酯為原料，參考工藝生產中成功的經驗和科研最新成果，以及我們實習所知道的知識，對所目前現行的糖精鈉生產方法和工藝流程進行分析比較，依任務書要求完成年產3000噸糖精鈉生產車間適宜的工藝流程和確定適宜的操作條件設計，選擇合適的生產設備，并進行科學和合理的配置。應本著“工藝先進，技術可靠，系統科學，安全環保”等原則，既能在一方面獲得更多產率的糖精鈉，創造更高的經濟效益，也能在一方面保護環境，減少工人職業病觸發概率。還能另建設投資最大限度的得到利用，獲得更好的社會效益。2.2基礎資料221基礎性能糖精鈉為無色或白色的結晶、白色的結晶性粉末或為白色的粉末，味極甜，即使在10,000倍的水溶液中也有甜味。糖精鈉，又稱可溶性糖精，是糖精的鈉鹽， 帶有兩個結晶水，無色結晶或稍帶白色的結晶性粉末，一般含有兩個結晶水，易失去結晶水而成無水糖精，呈白色粉末，無臭或微有香氣，味濃甜帶苦。甜度是蔗糖的500倍左右。耐熱及耐堿性弱，酸性條件下加熱甜味漸漸消失并可形成苦味的鄰氨基磺酰苯甲酸，溶液大于0.026%則味苦。熔點:226-230C水溶性:10g/100ml（20C時）性質描述:糖精鈉（128-44-9）的性狀:無色至白色斜方晶系板狀結晶或白色結晶性風化粉末。無臭或有輕微氣味。味極甜，即使在10000倍的水溶液中仍有極強甜味，甜味閾值約 0.00048%。易溶于水（1g/1.5ml）,微溶于乙醇（1g/50ml）。功用在我國，目前糖精的用途廣泛，包括用在糖果、面包、餅干、蛋糕、果醬、果凍、汽水和可樂等食品，飼料和牙膏等諸多方面。糖精目前仍主要應用在軟飲料。美國約有 60%的是用在飲料上的，還有20%的用在餐桌甜味劑上，有20%的是用在口香糖、果凍等其他食品目前市場上的飼料用甜味劑產品種類很多，通常是用糖精加載體或糖精加甜味增效劑加載體，經復配加工而成。但因其成本的因素和加工工藝的限制，風味一直不是十分理想少量添加因其甜度不夠，且混合不均勻，起不到明顯的誘食效果；加量添加因其后苦味或苦澀味，反而影響飼料的適口性。2.3工藝參數設計根據本課題所設計的生產任務，參考相關第一線經驗和資料，擬定操作工藝的參數如下重氮鍋操作條件：甲酯和亞硝酸鈉必須緩慢加入溫度保持在15C以下亞硝酸鈉比重和甲酯比重相同重氮液應為黃色溶液置換鍋操作條件：溫度保持在10C以下二氧化硫的溫度小于40%，濃度在0.8%為宜氨化鍋操作條件在10°C時加水氨化，反應溫度在70°C左右PH值保持在9以上靜置后取下層銨鹽液為鄰甲酰苯磺酰亞胺銨溶液2.4生產方法和工藝流程設計生產方法確定現在工業上現行的糖精鈉生產方法主要有四種，按照生產主要原料的劃分為苯酐法和甲酯法鄰甲基苯胺法和苯酐二硫化物法本設計采用的是相對優秀的苯酐法。工藝流程圖見下圖■OF融水水鹽釀船聲執尾％,?'1w4述水水甲苯'.'<:.%嗚水本篇設計的主要內容是二車間的重氮化和氨化，所以主要流程如下幕尾％二氧猶曉\/豐Bi釀鈉 ”幕尾％二氧猶曉\/豐Bi釀鈉 ”Ml飆應屜卜亠|豈換版應 ■

水 奴加木 M嘴鹽酸常砸赧擁出酸水 卬加 廢釀本工藝流程說明：先將由水、硫酸與鹽酸配制好的混酸置于重氮鍋內，冷卻后開始緩加甲酯和亞硝酸鈉溶液的混合液，重氮溫度保持在 15C以下，反應終點時淀粉碘化鉀溶液顯淡紫色，產物為鄰硫酸（鹽酸）重氮苯甲酸甲酯溶液（簡稱重氮液）。在置換鍋內將重氮液降溫至10C,加入硫酸銅，通二氧化硫進行置換，析出鄰亞磺酸苯甲酸甲酯，約1h后用H酸測試反應終點應褪色。然后加入甲苯，通氯氣氯化，以 2%聯苯胺乙醇溶液測試顯深墨綠色為終點，靜置分層，有機層為鄰甲酸甲酯苯磺酰氯甲苯溶液（簡稱磺酰氯）＜依次將磺酰氯和水加入胺化鍋，在10C時加氨水胺化，溫度可達70C,pH值9以上，靜置后取下層銨鹽液為鄰甲酰苯磺酰亞胺銨溶液（簡稱胺化液）。將胺化液放入酸堿化鍋內，加入甲苯和30%的鹽酸到pH值為1,酸析后降溫至20C,取甲苯層水洗去氯化銨得不溶性糖精甲苯溶液。將此溶液加熱，加入碳酸氫鈉中和，調 pH值至3.8?4,靜置后取水層。然后流經第三車間。2.5技術特點該法的主要特點是產品收率高、產品質量穩定且有保證、污染能治理、生產周期比甲苯法短等。生產過程中還可以根據市場需要隨時調整生產工藝，采用不用甲苯進行氯化反應或酸析反應，可以得到固體鄰甲酸甲酯苯磺酰氯或不溶性糖精，兩者都可以用作農藥中間體。苯酐法的生產過程中雖然也存在各種類型的副反應發生，但其總的收率可達 80%以上，比甲苯法收率提高一倍以上。苯酐法生產則不存在鄰甲苯磺酰胺和對甲苯磺酰胺等類似產物，產品質量優于甲苯法。苯酐法生產過程中存在的廢物有：堿母液廢水、含硫酸銅廢酸水、含不溶性糖精廢酸水、氨尾氣、二氧化氮尾氣、二氧化硫尾氣、氯尾氣、活性炭廢渣、蒸甲苯廢渣等，工藝廢水量比甲苯法少一倍。活性炭廢渣可再生使用；蒸甲苯廢渣可作防水建材輔助材料。回收的產物可作為原料繼使用，也可作為產品銷售。第3章物料衡算基礎數據：生產規模為8000個小時3000噸糖精鈉。所以有375kg每小時的產量。本設計主要涉及的是第二車間的反應，第二車間的分子量以及部分數據如下鄰氨基苯甲酸甲酯分子量151密度為1.168g/ml鄰亞磺酸苯甲酸甲酯分子量200鄰甲酸甲酯苯磺酰氯甲苯分子量234.5鄰甲酰苯磺酰亞胺銨溶液分子量200不溶性糖精分子量183（注不包括結晶水）糖精鈉分子量205（不包括結晶水）采用的反應物有30%的鹽酸0.1mol/L的亞硝酸鈉。20%質量分數的氨水。99%純度的小蘇打其中亞硝酸鈉溶液需要配置。重氮反應釜的物料衡算一份子甲酯————————重氮液（與兩分子的酸）水鹽酸水鹽酸其中由于反應過后的溶液會讓淀粉碘化鉀溶液變色，所以則溶液中依舊存在亞硝酸鈉，也就是可知亞硝酸鈉為稍微過量。按照 1:1.005來計算。又有重氮反應中的酸液需要過量，已知反應后的重氮液基本上是呈中性，所以大概過量 50%也就是1:2.5。按照每小時流經的液體為Xmol來算則可以得出甲酯的質量=151X亞硝酸鈉的質量=1.005XX69=69.345X鹽酸的質量=2.5XX36.5=91.25X亞硝酸鈉溶液中水的質量=10XX18=180X鹽酸中水的質量=91.25X/3X7=212.92X又可知此重氮反應因為反應物過量，所以反應程度很高，按照 99.9%算基本上可以忽略不計算為100%反應后結果為重氮液質量=198.5X反應生成的水=36X氯化鈉=58.5X

所以衡算結果如下:設備入料質量出料質量甲酯151X重氮液198.5X亞硝酸鈉69.345X亞硝酸鈉0.345X重氮釜 -鹽酸91.25X鹽酸18.25X水392.92X水428.92X氯化鈉58.5X衡算無誤所以此時重氮液為198.5X然后流經置換鍋。3.2置換釜的物料衡算有置換鍋內的一分子重氮液 鄰亞磺酸苯甲酯 璜酰氯甲苯硫酸銅甲苯有知鄰亞磺酸苯甲酯是被析出的，其中雜質非常的少，無機層也基本上被處理了，所以生成的鄰亞磺酸苯甲酸甲酯基本上沒有雜質的，但是因為其中的反應是通了二氧化硫進行磺化，二氧化硫的溶解程度和反應中存在的各種誤差造成并不能完全反應，所以必然存在一定的損失。按照苯酐法生產糖精鈉的總收率是 80%以上來估測，大概損失在5%附近其中還有抽濾的0.5%還包含了析出時的損失，所以得出產生的鄰亞磺酸苯甲酸甲酯的質量是200XX95%=190X190XX99.5%=189.05X。由于氯氣需要過量不過參與反應的氯氣。于是有參與反應的氯氣質量為：189.05/200X71=67.11X反應之后的酸的質量為：189.05/200X36.5=34.50X反應后璜酰氯的質量為：221.66X由于加入過量甲苯作為溶劑。已知甲苯的密度為870g/L切甲苯作為溶劑不參與反應，但是預防氯氣的大量劇烈反應所以需要按照鄰亞磺酸苯甲酸甲酯質量分數為20%來計算。則甲苯的質量為：189.05X5=945.25X其中氯氣是可以反復利用的，所以加入過量氯氣保證反應可一個充分進行，則可以得出反應收率在99%以上，貝U忽略不計。于是衡算如下設備進料質量出料質量甲酯鄰亞磺酸苯甲酸189.05x璜酰氯221.66X置換釜氯氣（過量）67.11X（X）氯氣OO甲苯945.25X鹽酸34.50X甲苯945.25X衡算基本無誤第20頁-共之后靜置分層，分離有機層和無機層。損失為0.5%所以有實際上收獲的璜酰氯質量為：221.66XX(1-0.5%)=220.55X3.3氨化釜的物料衡算有氨化釜內發生的反應：一份子璜酰氯 一分子氨化液需要3分子的氨水。氨水與水的混合 氨化釜 璜酰氯 '氨化液甲苯18%以上此反應的注意事項為反應之后的PH值必然大于918%以上我們選用的是20%的氨水。已知氨水的Kd=1.8X10-5所以求出反應過后氨水濃度為：5.56X10-4mol/L然后計算出采用的氨水的物質的量濃度為 0.13mol/L設需要添加的氨水的體積為YL則經過以上條件計算得出Y=21.84XL投入的氨水（堿）的質量為：0.13XX21.84=99.1445X投入的氨水（水）的質量為：4X99.1445X=396.578X反應之后剩下的氨水（堿）的質量為：0.0425X設備入料質量出料質量璜酰氯200.55X氨化液188.10X氨水99.1445X氨水0.0425X氨化水369.578X甲醇30.08X釜氯化銨50.29X水444.338X甲苯質量945.25X并排出衡算基本無誤參與反應的物質的量為0.94mol則反應產物的質量為：氨化液：188.10X甲醇：0.94X32=30.08X氯化銨：0.94X53.5=50.29X反應之后生成的水質量：0.94X3X18=50.76X甲苯因為不參與反應所以和置換釜內的質量保持不變衡算如下然后需要靜置取下層，所以有實際流出的氨水質量為188.10X（1-0.5%）=187.16X因為此反應氨水以過量來計算，所以基本上反應在 99%以上，則基本上不考慮反映損失。3.4酸析罐的物料衡算酸析，基本算是一個物理性質的反應。反應之后的物質基本上沒有雜質，實際上是除去了胺化反應之后多余的雜質。酸析時候需要考慮保持PH值為1基本上酸析需要加入的是30%質量分數的鹽酸。所以酸液的物質的量濃度為11.74mol/L由于需要加入甲苯調節PH有氨化液忽略不計來算。設1L鹽酸需要加入甲苯的體積為ZL于是有11.74/(1+Z)=0.1設備進料質量出料質量氨化液187.16X不溶性糖精171.25X酸析裝鹽酸34.894X(OO)氯化銨51.146X置甲苯忽略衡算基本無誤代入求出Z=116.4L所以鹽酸和甲苯的體積比為1：116.4又有酸析需要加入過量的鹽酸，但并不參與反應，并且酸析析出的不溶性糖精非常的純，所以此時按照過量來算，并且此時的鹽酸可以反復使用。則在這個時候暫時不考慮鹽酸的量基本上創造一個高酸度環境即可。則物料衡算如下因為有酸析加上水洗去的氯化銨所以基本上會有 1%的損失所以實際產出的不溶性糖精的質量為171.25XX99%=169.54X3.5中和反應的物料衡算一分子不溶性糖精那 一分子糖精鈉第23頁共77頁從資料中查到，酸析之后基本上pH為2左右，此時的氫離子依附在糖精鈉上并附著。從第三車間內容可知，第二車間產出的糖精鈉溶液的質量分數為 30%查資料可知不溶性糖精鈉的密度為828g/L則可算出殘存的氫離子的物質的量為0.00205Xmol中和反應的反應程度非常劇烈所以收率在 99%以上。可忽略不計。已知反應之后的PH值調為4則可知反應之后氫離子的物質的量為0.000045mol所以△H+=0.002mol又算出反映實際的物質的量為：0,93Xmol則可求出糖精鈉的質量：190.65X反應之后的水的質量：190.65X/3X7=444.85X又有小蘇打參與兩個反應反應1（生成糖精鈉的反應）=0.93Xmol反應2（中和氫離子的反應）=0.002Xmol所以需要的碳酸氫鈉的質量：0.932XX83=77.369X且又有額外生成的水質量：=0.932X18=16.776X生成的二氧化碳的質量=0.932X44=41.00因為小蘇打為99%純度，所以此反應存在部分容易除去的雜志，所以并不能完美衡算求出加入小蘇打質量為：79.08X設備進料質量出料質量不溶性糖精169.54X糖精鈉190.65X中小蘇打（99%79.08X二氧化碳41.00X和罐水461.626水444.85X游離鹽酸分子0.073X氯化鈉0.117X基本衡算無誤則產出190.65X質量的糖精鈉由第三車間得出糖精鈉基本無損失，算作 3000噸。則可得出以一個小時為單位的糖精鈉為3000-8000=375kg也就是190.65X=375000也就可以帶出X=1966.96

3.6物料衡算匯總設備進料質量出料質量鄰亞磺酸苯甲酸 371853.788甲酯 g璜酰氯435996.3536g置換釜氯氣（過量） 132002.6856g（X）氯氣OO甲苯1859268.94鹽酸67860.12gg甲苯1859268.94g衡算基本無誤設備入料質量出料質量璜酰氯394473.828g氨化液369985.176g氨水195013.26572g氨水83.5958g水726945.14288g甲醇59166.1568g氨化釜氯化銨98918.4184gX=1966.96水873995.07248g甲苯質量1859268.94g并排出衡算基本無誤設備入料質量出料質量甲酯297010.96g重氮液390441.56g亞硝酸鈉136363.8412g亞硝酸鈉678.6012g重氮釜鹽酸179485.1g鹽酸水772857.9232g水843668.4832g氯化鈉115067.16g衡算無誤設備進料質量出料質量氨化液368136.2336g不溶性糖精 336841.9g酸析裝置鹽酸：8635.10224g（-氯化銨100602.13616g甲苯忽略衡算基本無誤

設備進料質量出料質量不溶性糖精333478.3984g糖精鈉375000.924g小蘇打（99%155547.1968g二氧化碳80645.36g中和罐水907999.8769g水875002.156g游離鹽酸分子143.58808g氯化鈉230.13432g基本衡算無誤第4章熱量衡算能量衡算原則能量衡算是化工設計中極其重要的設計計算，通過能量衡算可以確定過程中供給或移走的熱量，為換熱器的設計提供依據。另外，通過能量衡算可了解設備的傳熱效率和熱量損失情況，進而采取節能措施，合理有效地利用能量。根據熱力學第一定律，能量衡算方程式的一般形式可寫為△E=Q+W式中，為體系總能量的變化；Q為體系從環境中吸收的熱量，W為環境對體系所做的功。重氮罐夾套式換熱器換熱量計算因為需要保持重氮罐的溫度在15攝氏度之下在計算，在換熱過程中忽略了換熱器的熱損失，所以所需換熱量為：Q總=qmxcpx(t2-t1)=3.06X104J/S其中qm為質量流量，所以可以知道qm297010.96136363.8412179485.1772857.92322022211.9064g2022.21kg/h0.56kg/SCp經過查表可以得出3.2x103J/(kg「C)然后知道重氮的溫度是15C，室溫為25C所以算出Q總=0.56X3.2X103X10=1.79X104J氨化罐夾套式換熱器換熱量計算氨化是一個放熱過程，在此中，溫度是上升的，氨化的開端是 10C結束是70C，在計算中忽略熱量損失Q總=qmxcpx(t4-t3)=2.73x103J/s其中qm為質量流量，所以可以知道qm394473.828195013.26572726945.142881859268.943175701.1766g/h 3175kg/h0.88kg/s因為甲苯的體積遠大于其他物質的體積經過查表并考慮氨水的比熱容為 4300J/(kg-°C)和甲苯的比熱容17003J/(kg?C)所以得出Cp=1.8X103J/(kg-C)然后知道開始溫度為10C，結束溫度為70C所以得出Q總=0.88X1.8X103X60=9.50X104J熱量計算匯總表換熱器吸收的熱量(J/s)夾套式換熱器1.79X104夾套式換熱器9.50X104第5章設備設計與選型設備選型是指購置設備時，根據生產工藝要求和市場供應情況，按照技術上先進、經濟上合理，生產上適用的原則，以及可行性、維修性、操作性和能源供應等要求，進行調查和分析比較，以確定設備的優化方案。5.1設備選型原則廠商的選擇所有網絡設備盡可能選取同一廠家的產品，這樣在設備可互連性、協議互操作性、技術支持和價格等方面都更有優勢。從這個角度來看，產品線齊全、技術認證隊伍力量雄厚、產品市場占有率高的廠商是網絡設備品牌的首選。其產品經過更多用戶的檢驗，產品成熟度高，而且這些廠商出貨頻繁，生產量大，質保體系完備。作為系統集成商，不應依賴于任何一家的產品，應能夠根據需求和費用公正地評價各種產品，選擇最優的。在制定網絡方案之前，應根據用戶承受能力來確定網絡設備的品牌。擴展性考慮在網絡的層次結構中，主干設備選擇應預留一定的能力，以便將來擴展，而低端設備則夠用即可，因為低端設備更新較快，且易于擴展。由于企業網絡結構復雜，需要交換機能夠接續全系列接口，例如光口和電口、百兆、千兆和萬兆端口，以及多模光纖接口和長距離的單模光纖接口等。其交換結構也應能根據網絡的擴容靈活地擴大容量。其軟件應具有獨立知識產權，應保證其后續研發和升級，以保證對未來新業務的支持。可靠性由于升級的往往是核心和骨干網絡，其重要性不言而喻，一旦癱瘓則影響巨大。可管理性一個大型網絡可管理程度的高低直接影響著運行成本和業務質量。因此，所有的節點都應是可網管的，而且需要有一個強有力且簡潔的網絡管理系統，能夠對網絡的業務流量、運行狀況等進行全方位的監控和管理。安全性隨著網絡的普及和發展，各種各樣的攻擊也在威脅著網絡的安全。不僅僅是接入交換機，骨干層次的交換機也應考慮到安全防范的問題，例如訪問控制、帶寬控制等，從而有效控制不良業務對整個骨干網絡的侵害。QoS控制能力隨著網絡上多媒體業務流（如語音、視頻等）越來越多，人們對核心交換節點提出了更高的要求，不僅要能進行一般的線速交換，還要能根據不同的業務流的特點，對它們的優先級和帶寬進行有效的控制，從而保證重要業務和時間敏感業務的順暢。7標準性和開放性由于網絡往往是一個具有多種廠商設備的環境，因此，所選擇的設備必須能夠支持業界通用的開放標準和協議，以便能夠和其他廠商的設備有效地互通。5.2方案選型主要是在參照整體網絡設計要求的基礎上，根據網絡實際帶寬性能需求、端口類型和端口密度選型。如果是舊網改造項目，應盡可能保留并延長用戶對原有網絡設備的投資，減少在資金投入方面的浪費。為使資金的投入產出達到最大值，能以較低的成本、較少的人員投入來維持系統運轉,網絡開通后，會運行許多關鍵業務，因而要求系統具有較高的可靠性。全系統的可靠性主要體現在網絡設備的可靠性，尤其是GBE主干交換機的可靠性以及線路的可靠性。作為骨干網絡節點，中心交換機、匯聚交換機和廠區交換機必須能夠提供完全無阻塞的多層交換性能，以保證業務的順暢。當然，這里的選型是粗略的選型，并沒有那么太多的要求，但是實際中的選型比下面的計算要復雜很多。5.3攪拌器的類型設計選型選型主要選擇的是重氮罐和氨化罐的選型，而這兩個均需要在里面加入攪拌器，下面粗略介紹一下攪拌器的分類攪拌器的分類方法有很多，這里介紹以下幾種：按槳葉攪拌結構分為平葉、斜（折）葉、彎葉、螺旋面葉式攪拌器。漿式、渦輪式攪拌器都有平葉和斜葉結構；推進式、螺桿式和螺帶式的槳葉為螺旋面葉結構。根據安裝要求又可分為整體式和剖分式，便于把攪拌器直接固定在攪拌軸上而不用拆除聯軸器等其他部件。2、按攪拌器的用途分為低黏流體用攪拌器、高黏流體用攪拌器。用于低黏流體的攪拌器有：推進式、漿式、開啟渦輪式、圓盤渦輪式、布魯馬金式、板框漿式、三葉后完式等。用于高黏流體的攪拌器有：錨式、框式、鋸齒圓盤式、螺旋漿式、螺帶式等。3、按流體流動形態分為軸向流攪拌器和徑向流攪拌器。有些攪拌器在運轉時，流體即產生軸向流又產生徑向流的稱為混合流型攪拌器。推進式攪拌器是軸流型的代表，平直葉圓盤渦輪攪拌器是徑流型的代表，而斜葉渦輪攪拌器是混合流型的代表。由于上述的兩種設備反應里面的溶液粘度不大，剪切力較小并且溶液中有懸浮的顆粒，因此都選擇推進式攪拌器5.4重氮罐的設計及選型下圖是重氮罐的物料狀態設備入料質量出料質量甲酯297010.96g重氮液390441.56g亞硝酸鈉136363.8412g亞硝酸鈉678.6012g重氮鹽酸179485.1g鹽酸釜水772857.9232g水843668.4832g氯化鈉115067.16g衡算無誤其中反應釜總原料的體積。因為衡算把鹽酸和水分離開來計算，所以此時的鹽酸基本上體積忽略不計。亞硝酸鈉為固體所以體積也忽略不計，可以知道（重氮罐液體）"V（水）+V（甲酯）甲酯的密度為1.168g/ml得出（甲酯）=254290.21ml~0.254m3（水）=0.773m3

Vg~1.027m3已知物料反應平穩，且粘度不大，所以去裝料系數 y=0.8所以全重氮罐體積取V=Vg/y=1.283m31）重氮罐直徑初步計算選定罐體的長徑比值的時候，因為需要考慮到反應釜里面里面的攪拌，傳熱和物料特性的影響，所以取長徑值須稍微大一些，也就是取HDHDi1.3所以可以得出3HV（真）?一Di=1.2834 D.I所以求得Di=1.16筒體直徑和高度的確定對Di進行圓整，并且去標準直徑，所以可以取得Di=1.20m所以H=1.20X1.3=1.56m如果選用標準的橢圓形封頭，則封頭容積為3V0 Di0.22624算出V Vo0.856則筒體實際高度圓整之后為1.475根據H/Di及y計算重氮罐的體積由于得到了H1.475Di1.2然后帶入值所以有3V=3V=4DiH

D.i=1.667m3所以設計表明設計取值是符合要求的4）釜體PN的確定因為操作壓力PW=0.58MPa查表準得出PN=0.6MPa料液高度的計算料液體積為：2v=；DjhVo4筒體高度為V VoZD'V VoZD'1.027 0.226—1.2240.903m25mm和40mm兩按照02標準的《25mm和40mm兩種，按照容積規格，應該選取高度h0為25mm又有標準封頭取

Di2hi所以有hi D- 0.34所以可以得出料液高度ZZ=h0+hi+h=0.025+0.3+0.903=1.228攪拌器的選型和計算料液高度和釜徑的比值ZDiZDi1.2281.21.023n=1從葉輪數目和上面的比值小于1.3，還有粘度的關系表中查的出葉輪數目是n=1選用推進式攪拌器，所以有距離釜底Z1.0230.3413 3初算槳葉直徑DD的值一般在0-2~0-6之間所以暫取0.4所以D=0.4X1.2=0.48m攪拌器轉速的計算攪拌器級別選用3級2.61010鄰甲苯苯甲酸甲酯顆粒約為80目（0.18mm）

差的極限沉降速度為；Ut=0.0634m/s取校正系數FW=0.91D=0.48ut0.0634m/s,Ud Utfw0.06430.910.0577m/s3.462m/min2.81D /udUd13.750.910.0577m/s3.462m/min2.81D /udUd13.75N9.28103D2.8112.610103.462355“c,■3右128r/min9.281030.482對攪拌器直徑進行黏度矯正攪拌器直徑:DcC四0.48m1N=2.13r/s計算攪拌器所需功率其中查表得出Np=1.61.027m297010.96136363.8412179485.1772857.9232gV1.0271.0271385317.82他1349.29kg/m31.027D=0.48所以得出

PNpgN3D5=1.6X1349.29X2.133X0.485=531.58w5.5氨化罐的設計和選型入料質量出料質量璜酰氯394473.828g氨化液369985.176g氨水195013.26572g氨水83.5958g水726945.14288g甲醇59166.1568g氯化銨98918.4184gX=1966.96水873995.07248g設備氨化釜甲苯質量1859268.94g并排出衡算基本無誤基礎數據：已知璜酰氯密度為1.667g/ml甲苯密度為0.87g/ml氨水溶于水則不考慮體積變化則有Vg1859268.940.87394473.828726945.14288Vg1859268.940.871.667 1236636.97726945.142137090.74所以得出Vg?0.237+0.727+2.137=3.101因為物料反應基本平衡，且溶液粘度不大，所以取料裝系數為 y=0.8所以罐的容積為

Vg 3.101Vg 3.101y0.8氨化罐的初步計算3.88選定罐體的長徑比值的時候，因為需要考慮到反應釜里面里面的攪拌，傳熱和物料特性的影響，所以取長徑值須稍微大一些，也就是取1.3所以可以得出3HV（真）~—D=3.884D.IDiDi所以求得Di=1.68筒體直徑和高度的確定對Di進行圓整，并且去標準直徑，所以可以取得Di=1.75m所以 H=1.75X1.3=2.275m如果選用標準的橢圓形封頭，則封頭容積為3V0 Di0.64324VV。1.42則筒體實際高度圓整之后為2.73m根據H/Di及y計算重氮罐的體積由于得到了2.731.752.731.751.56然后帶入值所以有3V=3V=4DiH

D.i=5.391m3因為這個數據大于預定值所以設計表明設計取值是符合要求的料液高度的計算料液體積為：2Vg=—DihVo筒體高度為3?101 °643 2.418m25mm和40mm兩按照02標準的《JB/T4746-2002》所規定的橢圓封頭，標準高度有種，按照容積規格，應該選取高度25mm和40mm兩又有標準封頭取旦2hi所以有hiDihiDi0.4375所以可以得出料液高度ZZ=h0+hi+h=0.025+0.425+2.418=3.068攪拌器的選型和計算料液高度和釜徑的比值Di3.068Di3.0681.751.722n=2Z3.268n=2Z3.2683 31.089從葉輪數目和上面的比值大于1.3，還有粘度的關系表中查的出葉輪數目是選用推進式攪拌器，所以有距離釜底初算槳葉直徑DD的值一般在0.2~0.6之間所以暫取0.39所以D=0.39X1.75=0.68m攪拌器轉速的計算攪拌器級別選用5級4.71010璜酰氯顆粒約為100目（0.154mm）差的極限沉降速度為；Ut=0.02743m/s=1.646m/min取校正系數FW=0.84D=0.68

ut0.0634m/s,udutfw1.6460.841.38m/min4.53ft/min3.75 2.81,ND/udD680mm/25.426.77in3.753.75D2.814.710104.5326.772.81—4.710104.5326.772.81—0.273.7594r/min對攪拌器直徑進行黏度矯正N=1.58r/S攪拌器直徑:DcDCDcDCF0.6410.64m計算攪拌器所需功率其中查表得出Np=1.4m394473.828195013.26572726945.142881859268.94V 3.1013175701.1766g3.1013175701.1766g3.1011024.09kg/m3D=0.68m所以得出PNpgN3D5=1.4X1024.09X1.583X0.645=656.15w第6章廠址選擇和平面設計廠址選擇的原則擬建在某糖精鈉生產化工廠內，作為獨立車間，計劃占地35畝，綜合考慮到該廠現有土地的占用和空白地段情況，考慮與原料車間的銜接，考慮與下游產品車間即糖精鈉成品車間的銜接，考慮回收處理設施等等，擬建在該廠區的西北區。廠區概貌根據任務要求，在某糖精鈉廠的一個年產3000噸糖精納的車間，綜合考慮①符合糖精鈉總體規劃和附近工業企業相結合。靠近主消費市場，該車間面積與外形滿足糖精鈉工業工廠的生產需要留有適當的擴建余地。滿足工業情況下做到經濟合理美化廠房排列，保證生產的連續性和安全性，使作業簡潔，方便避免交叉。綜合考慮建筑物朝向，充分利用自然光和自然通風，注意建筑物間距。動力車間，熱能靠近負荷中心。對外交通相適應，合理組織人流，物流。建筑物的布置符合《建筑設計防火規定》和《工業企業衛生標準》符合國家有關衛生防火和個人安全等的要求。“三廢”治理和綜合利用符合要求。車間布置設計的要求和原則6.3.1要求1） 生產設備要按工藝流程的順序配置，在保證生產要求、安全及環境衛生的前提下，盡量節省廠房面積與空間，減少各種管道的長度。2） 保證車間盡可能充分利用自然采光與通風條件，使各個工作地點有良好的勞動條件。3） 保證車間內交通運輸及管理方便。萬一發生事故，人員能迅速安全地疏散。4） 廠房結構要緊湊簡單，并為生產發展及技術革新等創造有利條件。原則1）各工序的設備布置要與主要流程順序相一致，是生產線路成鏈狀排列而無交叉迂回現象，并盡可能自流輸送，力求管線最短。2）注意改善操作條件，對勞動條件差的工段要充分考慮朝向、風向、門窗、排氣、除塵及通風設施的安裝位置。設備的操作面應迎著光線，使操作人員背光操作。3）輔料制備車間應與適用設備靠近，但如液氯汽化、制漂等有污染和粉塵部分，應有墻與車間隔開，應有通風等必要的設施。4）冬天無嚴重冰凍地區的工廠可考慮把不適宜在車間內布置的設施，布置在室外。高壓容器等有爆炸危險的設備應布置在室外。并有安全報警和事故排空等安全措施。5）設備布置在樓面還是布置在底層，要視樓面荷載及是否利用位差輸送等因素而定。一般洗漿設備布在樓面，黑液槽及漿池布在底層。相互聯系的設備在保證正常運行、操作、維修、交通方便和安全條件下，盡可能靠近。設備與墻柱之間的間距，無人通過最小500mm,有人通過最小800mm泵與泵之間間距一般1000mm,泵組之間間距約1500mm。設備的安裝位置不應騎在建筑物的伸縮縫或沉降縫上。發散有害物質、產生巨大噪音和高溫的生產部分應同一般的生產部分適當的隔開,以免互相干擾。要統一安排車間所有操作平臺、各種管路、地溝、地坑及巨大的或震動大的設備基礎,避免同廠房基礎發生矛盾。操作平臺的寬度應大于500mm，平臺向上距梁底或樓板的距離應大于2000mm,平臺下若走人或有設備需檢修,平臺底部凈高不應小于 2000mm。合理安排廠房的出入口,每個車間出入口不應少于2個,廠房大門的寬度應比所需通過的設備寬度大200mm左右，比滿載的運輸工具寬度要大600~1000mm,總的寬度不應小于2000~2500mm。要考慮必要的錐料面積。遵守國家的有關勞動衛生及防火安全等方面的各項規定,《建筑設計防火規范》。要考慮到廠房擴建的需要。在滿足生產工藝需要的同時，設備布置要盡量符合建筑結構標準化要求， 18m以下，采用3m的倍數，18m以上采用6m的倍數，多層廠房跨度和柱距均以6m進位，高度應為300mm的倍數。車間布置相關專業的要求第7章設計評價與總結從制備糖精鈉的原料，生產過程，以及對環境的安全性來看，在整個第二車間的流程中存在大量用作溶劑的甲苯，這些甲苯都可以很容易的回收，所以本設計雖然沒有明確寫出，但是廢甲苯管，基本上是流入回收裝置，進行回收，冷卻水也可以進行回收，本設計是使用的苯酐法生產糖精鈉，其中苯酐法生產過程中存在的廢物有：堿母液廢水、含硫酸銅廢酸水、含不溶性糖精廢酸水、氨尾氣、二氧化氮尾氣、二氧化硫尾氣、氯尾氣、活性炭廢渣、蒸甲苯廢渣等，工藝廢水量比甲苯法少一倍。堿母液廢水可先回收甲醇，之后與含硫酸銅廢酸水反應回收鄰氨基苯甲酸。含不溶性糖精廢水經沉淀回收不溶性糖精后，再蒸餾回收氨和甲醇。排放的尾氣毒性都比較大，尾氣回收工作是個重點，可回收亞硫酸鈉、次氯酸鈉、亞硝酸鈉及氨水。總體來說，雖然具有部分缺點，但是它產率比起其他方法，比如甲苯法要優越很多，而且相對污染較少，所以本方法安全，實用，可行。在這次設計中，我通過查閱大量資料，和同組同學交流總結經驗，從老師那里請教方法方式，還有查閱資料的手段，使自己學會了不少知識，收獲良多。培養了我的合作能力，和主觀能動性，樹立了自己的信心。相信對我將來會有非常好的目前無法感知到的優點。雖然這次設計并不成熟，并不能成為一個馬上投入生產實際的工業生產，但是學到的東西將是我終身的財富。參考文獻凌關庭?食品添加劑手冊[M]?北京：化學工業出版社，1997.化學工業出版社圖書編輯室.化工生產流程圖解[M].北京：燃料化學工業出版社，1968.徐克勛.精細有機化工原料及中間體手冊[M].北京：化學工業出版社，1998.李美菊，蒲帥天，張萬青，等.糖精鈉生產工藝評述[J].廣東化工，2007,34（1）:70-72.⑸林春綿，徐明仙，陶雪文.精細化工產品手冊?食品添加劑[M].北京：化學工業出版社，2004.齊楓楠?噴霧干燥器生產無水糖精鈉進料溫度的確定[J].河南科技，2007，12（上）:39.潘永康.現代干燥技術[M].北京:化學工業出版社,1998.《化工設備設計全書》編輯委員會?干燥設備設計[M].上海:上海科學技術出版社,1983.《化學工程手冊》編輯委員會?《化學工程手冊》（第4卷）[M].北京:化學工業出版社.1991.郭宜祜，王喜忠編?噴霧干燥?北京:化學工業出版社，1982.陳宗聲.化工設計.第二版.北京：化學工業出版社，2008.熊潔羽.化工制圖.北京：化學工業出版社，2007中國石化集團上海工程有限公司.化學工藝設計手冊（上下冊）.第四版.北京：化學工業出版社，20