1. 研究目的与意义
3-氰基吡啶是一种重要的精细化工中间体,是生产医药、农药和饲料工业的.原材料,也可以用于制备维生素B、杀虫剂、强心剂等。3~氰基吡啶是工业上合成烟酸和烟酰胺最重要的中间体,烟酸和其衍生物烟酰胺同属于维生素B系列的化合物,是一种动物所必需的化学物质,在动物的肝肾、牛奶、鸡蛋以及新鲜.的蔬菜中的含量比较多,它主要参与有机物的氧化还原作用,促进新陈代谢,在生活中主要被应用于[1-4]:食品添加剂、饲料添加剂、医药中间体、活性染料、日用化学工业品等。随着人们生活水平的提高以及动物饲料产品需求的增长,促进了全球烟酸和烟酰胺的快速发展,3~氰基吡啶的生产也随之得到了发展。据统计,目前我国对3-氰基吡啶的年需求量达12000吨左右,估计需求量还会逐年加大而我国尚无大型的生产厂家,大部分的3-氰基吡啶依赖于进口。因此将3-氰基吡啶工业化不仅可以满足国内市场的需要,还可以出口创汇,实现比较好的社会价值和经济价值。 3-氰基吡啶的合成方法主要有烟酰胺法和氨氧化法,烟酰胺法是指将烟酰胺和催化剂P2O5在熔融状态下反应制取3-氰基吡啶的方法。但此方法只适用于实验室研究,氨氧化反应是指将烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物 和空气 (氧气 ) 、氨气混和在催化剂上反应得到氰类化合物的一类反应。 |
2. 研究内容与预期目标
主要内容:了解3-氰基吡啶现有主要的生产方法及工艺流程。确定本设计采用的方法,并对所选定的设计方案进行工艺设计。
预期目标:完成有关3-氰基吡啶的生产方法的文献综述;对确定的设计方案予以叙述和说明;完成过程及设备的工艺计算;制定各单元设备的自控方案;对车间及设备进行工艺设计,并绘制工程图纸。
3. 研究方法与步骤
通过查阅文献资料,了解3-氰基吡啶生产方法。利用对比分析的方法,确定工艺设计方案。进行物料衡算、热量衡算、管路计算及设备选型及设计等工艺计算,确定生产3-氰基吡啶所需的设备的尺寸和类型,安装高度和安装位置以及车间和厂房的建筑尺寸等。根据工艺操作条件确定3-氰基吡啶单元设备的自控方案。依据生产3-氰基吡啶设备的布置要求确定车间布置方案。依据工艺计算的结果,通过计算机及手绘画出3-氰基吡啶精馏车间物料流程图、带控制点的工艺流程图、设备设计条件图、设备平面及立面布置图等。
4. 参考文献
[1]C.Jankea,M.Schneidera,U.Bentrup Impact of phosphorus and nitrogen onstructure and catalytic performance of VZrPON oxynitrides in the ammoxidationof 3-picoline[J]. Journal of Catalysis, 2011, 277(2): 196-207.[2] 刘敏洋,于万金,林胜达等 在医药领域有重要应用的几种3-甲基吡啶衍生物的合成综述[J]. 浙江化工,2019, 50(3), 15-18.[3] 周大军. 化工工艺制图[M]. 北京: 化学工业出版社, 2005. [4] 刘振国, 氨氧化法制备3.氰基吡啶的工艺研究[D]. 浙江大学, 2012. [5] 程英南. 常用化工单元设计[M]. 南京: 南京理工大学出版社, 2004.
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5. 工作计划
2022-3-1~2022-3-14查阅文献,熟悉相关的专业知识及技能,完成文献翻译工作。并与指导教师进行学习和探讨,确定设计的初步方案,完成开题报告; 2022-3-15~2022-5-2查找资料,完成工艺流程的设计,进行系统的物料衡算及热量衡算,对主体及附属设备进行设计,确定设备类型及尺寸等; 2022-5-3-2022-5-23完成工艺流程图、设备图、布置图等的绘制,完成设计说明书;提交设计说明书查重; 2022-5-24~2022-5-30修改设计说明书及图纸,制作答辩PPT,准备答辩。 2022-5-31~2022-6-9答辩周。
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