精细化学品生产技术毕业论文(编辑修改稿)

精细化学品生产技术毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

酸性，又是当今世界上取代无机强 酸清洗的强大动力，世界上各大城市的水、电、汽、污水等都已实现了地下管道化，因此每年的清洗任务 ( 也包括各类大型设备系统的清洗 ) 非常巨大，过去采用无机强酸洗涤，具有腐蚀非常严重的危害，盐酸在 60℃时的腐蚀为 30%，是柠檬酸及钠盐在90℃时清洗产生腐蚀程度的 12倍，因此，当今世界上 柠檬酸及钠盐在此清洗上的消耗量超过每年 5万 吨。 在我国蓝星化学清洗公司就在今年 3月报道 [13]利用 CA清洗工艺对抚顺洗涤剂化学厂等重点项目进行清洗，取得了极大成功。 NaCA由于其温柔的酸碱度及稳定性，能很好的与各类酶相容，日本专利报道了一柠檬酸钠作为助剂之一，能很好的保留酶活性的配方。 Henke1． K(汉高公司 )则申请了能稳定过氧化物漂白剂的液洗复配 剂专利，其配方中过氧化物为双氧水2% ～ 10% ，乙 氧基化醇 8%～ l8% ，以 2%左右的柠檬酸钠作为复配稳定剂。 其原理是利用其对 Cu2+ 、 Fe2+等的螯合作用，以抑制金屑离子对过氧漂白剂如过硼酸钠四水 化合物、双氧水等的催化分解作用。 柠檬酸钠在浓缩 的织物柔软复配物中还可抑制香料在贮存期间的降 解而起稳定作用。 美国 Procter and GambleCo．的专利产品中 使用柠檬酸钠复配物于液体洗涤剂中．可抑制贮存过 程中蛋白酶的作用而引起的酶 (如脂肪酶、淀粉酶和 纤维酶 )的降懈。 NaCA能在乙酰化后与过硼酸盐反应生成过酸，以用于漂白和消毒作用。 该美国公司于 1993年申请专利将此乙酰化柠檬酸产品用微胶囊包裹后与过硼酸盐单水合物复配用作洗涤剂。 在使用时，微胶囊被水溶解，两物质互相混合接触后会在 15rain内产生理论产率 的过酸，用于洗涤物的漂白和消毒。 NaCA对热稳定性方面也远远高于 STPP，在较 长时问的高温下 STPP会慢慢分解而丧失其效果，并 与钙、镁离子形成胶体。 我国煤炭资源丰富、分布广，是构成能源的主要部分。 煤炭燃烧设备则主要以中小锅炉为主由于此类燃烧装置普遍缺乏烟气脱硫设施，故导致城市大气 SO2污染严重。 统计资料表明 ,我国大气污染物 SO2主要来源于燃料燃烧排放的 SO2。 以现有状况预测 ,到 2020年我国 SO2年排放量将达到一个惊人的数字 —— 3822万吨，北方大气 SO2浓度会达到 270ug/m3。 因此开发一种适合国内，中小锅炉烟气脱硫使用的工业流程，已十分迫切．且其社会意义重大。 柠檬酸一柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无毒、 化学性质稳定 ,对 SO2吸收效率高等原因，很早就引起了人们的注意。 Walker等 [14]把其列为极具开发价值的 11种脱硫吸收剂之一。 挪威的 Er ga 在 80年代初研究了以柠檬酸一柠檬酸钠缓冲溶液脱除高浓度 SO2的可行性和 SO2在缓冲溶液上的平衡分压， 但其温度范围过窄 ,且没有给出高温下 H2O的平衡关系 .对工业处理低浓度 SO2中遇到的技术难题也 没有提出解决方法 ，而这在汽提解吸中尤其重要。 1． 5柠檬酸的制备 近年．随着相关工业的发展．国内新领域精 细化工己在取得长足的进步．特别是有些产品在 国际市场上具有一定的影响如食品添加剂中的柠檬酸，糖精 ， 山梨酸 ， 香兰素，木糖醇都已大量出 口 其中柠檬酸的出口量占全球贸易量的 5O％以 上。 柠檬酸 (CA)及其钠盐等是发酵行业的支柱产 品之一 近年来我国柠檬酸生产规模飞速发展．柠檬酸及其盐的年产量已达 45万吨．是有机酸类 发酵产品中产量最大的产品．其中 80％出口国外。 柠檬酸 (Cibricacid) 又名枸橼酸 学名 2一羟 基丙烷一 1 .2． 3一三羧酸，广泛存在于植物界中． 如柠檬，覆盆子．葡萄汁中．因最初从柠檬的汁中提出，故取名柠檬酸。 柠檬酸分子量 ，外观为无色透明斜方晶系晶体颗粒或白色结晶性粉末。 无嗅．有很强的酸味．味度值为 0. 0025％ 柠檬酸有二种形式 一种是无水物．比重 1. 542．约在 153℃ 熔融 一种是一水化台物．约在 135℃ 熔融。 无气味、昧酸，水合物于 7O℃～ 75℃下脱水变成无水 物 在湿空气中慢慢潮解。 加热则熔融．产生刺激性臭气．并炭化．较易溶于水。 0℃ 时．在 lOOmL水 中可溶解 133g。 125℃时可溶解 209g。 柠檬 酸溶于水 乙醇和乙醚。 水溶液呈酸性，市售品 含量为 ％～ 102%，重金属含 10ppm以下． 硫酸盐 %以下，强热残余物0． 1％以下．砷 1ppm以下。 柠檬酸的生产所用的原料有糖蜜（甜菜糖蜜， 甘蔗糖蜜 葡萄糖结晶母液等 )，淀粉质原料（木著、玉米．小麦 ) 纤维质原科的水解液等，或用液体石蜡代替糖质原料。 我国地域广大．采用薯干、玉米．糖蜜．木薯生产柠檬酸。 由于我国糖蜜资源有限．目前以糖蜜为原料的比重正在下降．而以白薯干．木薯等含淀粉物质 为原料的比重在上升。 虽然我国开发的黑曲霉 菌对原料要求不高发酵前原料不需经过离子交 换．因而简化了发酵前的处理设备；但是由于大量纤维等杂质存在，造成设备庞大，提取后处理过程中固体物料多，操作条件不好，物料损失大。 因此就有个原料精细化的问题，即应先将白薯 木薯、玉米等制成淀粉后，再作为柠檬酸生产原料，一方面可减少固体物料处理量：使之易于操作，另一方面还可综合利用这些作物中的其他组分。 柠檬酸主要是采用表面发酵、固体发酵、深层发酵等 3种发酵法生产，采用的是假丝酵母菌、 霉菌等菌种，其质量要求严格。 柠檬酸发酵工艺在国际 上被认为是较难的工艺，日本的生产现居世界领先水平，我国以薯干等为原料，采用的深层发酵技术具有独创性．发酵指数居世界前列， 1923年美国弗滋公司研制成功并建立了第一条以废糖蜜为原料用表面发酵法生产的生产线， 1952年美国迈尔斯公司率先采用深层发酵法大规模生产，此后深层发酵法得到迅速发展，至今已有40多个国家用此法生产，产量也在逐年扩大。 柠檬酸生产属好气发酵，通入空气。 浅盘发酵周期 6～ 11天，所需能耗小，但劳动力多；深层发酵周期 4～ 7天，所需能耗大，但劳动力少。 对于大规模生产多倾向于选择深层发酵。 首先将原料进行过滤，经阳离子交换柱除去铁和锰离子，再用蒸汽进行灭菌，然后稀释至约 15％的糖溶液进入发酵罐，加入菌种进行培养发 酵，营养物多采用硝酸铵、硫酸镁、磷酸二氢钾、 硫酸铜或氯化铜、硫酸锌或氯化锌，用加入盐酸调整 pH值在 右．以防止副产物生成。 温度保持在 27～ 33℃。 国内深层发酵法约占发酵法产量的 80％。 深层发酵法的工艺条件为 pH值为 ～ ，发酵温度 28～ 33℃ ，发酵时间取决于溶液中糖的浓度， 一 般为 8～ 13天。 发酵培养基为 1 2％或 16％ 山芋干粉，菌种为黑曲霉，通入无菌空气并搅拌，发酵完毕后滤去菌丝体及 残存固体渣滓，从滤液中回收柠檬酸。 在发酵过程中，有的菌种不需加入引发剂， 有的则采用甲醇作为引发剂，采用棕榈油或其它 植物油作为发酵用消泡剂，通入的空气中不允许含油，稀释采用的工艺要求金属离子在 0． 1ppm以下。 一般发酵醚压力为 6894． 76Pa。 一般深层发酵罐内设多层涡轮搅拌器及空气分布器械。 搅拌器转速为 5O～ 1OO r／ rain。 发酵终点时发酵液含糖量在 1％以下，产酸浓度在 1O％ ～ 1 2％之间。 发酵液曲丝体的过滤采用板框压滤机或带式过滤机、真空转鼓过滤机及离心机。 现在越越多地使用真空转鼓过滤机。 其优点是容 量大，可连续生产，又便于自动控制。 生产过程中都培养和选择自己所需的菌种，找出不同原料组成与纯度，选用不同营养物质的组合以达到最好的糖质转化率。 转化率增至 9O％以上。 目前发酵过程多为间歇生产，但每个发酵罐的容积在增大，采用电子计算机程序控制 连续进出料发酵，采用新型发酵法生产。 从发酵液中提取柠檬酸，目前绝大部分生产均采用传统的钙盐法，即加 40％ ～ 5O％ 的氢氧化钙浆液，反应后生成柠檬酸钙，经过滤后配制成 4O％ ～ 5O％柠檬酸钙浆液，加入 2O％左右的硫酸，反应后生成柠檬酸与硫酸钙，经过滤除去硫酸钙后得到约 2O％柠檬酸水溶液，经活性炭纤维脱色除去有机杂质，再经阴、阳离子交换柱除去硫酸根 氯根与金属离子，然后经蒸发浓缩至浓度为 7O％ — 8O％。 当结晶温度大于 36． 5℃ 时，则得到无水柠檬酸结晶，反之则得含一个结晶水的柠檬酸，然后经离心机分离后进行干燥即得成品。 由于采用洗涤及母液循环等措施，提取精制收率可达 92％。 从发酵液中提取柠檬酸的液态离子萃取法萃取与一般溶剂萃取采用相同的设备，其区别在于溶剂萃取仅形成溶解的物理键，而离子萃取则形成化学键，因而改变了各组分间溶解度的相互关系，故可使一次通过即可。 首先可以选育出一 种适于木薯干直接发酵的黑曲酶菌株。 培养基不需加任何氮源和无机盐，生产工艺比较简单，菌株培养基用木薯粉 12％，接种量 6～ 1O％ ，发酵温度 30℃ ，发酵时间 72小时．通风量随时间不同而异。 发酵液的控制管理：在任何发酵过程中，都是非常重要的。 对解脂假丝酵母．最适 pH值为 5． 5～ 6． 5． 在酸性条件下培养就会产生聚醇。 所用的中和剂有碳酸钙、氢氧化钠和氨水。 通常情况下，在有。