200吨/年乙酰甲胺磷原药车间设计文献综述

 2022-12-27 11:12

开题报告内容:(包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述,不少于2000字)

一、课题背景

乙酰甲胺磷又叫高灭磷,属于高效、低毒、低残留的杀虫剂。它是一种白色晶体,熔点约为89~91℃,工业品多为白色吸湿性固体,纯度在80-90%之间,易溶于水、乙腈、甲醇、乙醇、丙酮等极性溶剂和二氯甲烷、二氯乙烷等卤代烃类溶剂,其在苯、甲基苯环与二甲基苯环的混合溶液中溶解度比较小,在碱性介质中极易进行分解。乙酰甲胺磷是一种口服的杀虫剂,具有胃毒和触杀作用,并且有杀卵作用,它还有一定的熏蒸作用,是缓效型杀虫剂;另外,乙酰甲胺磷是甲胺磷的乙酰化衍生物,毒性仅为甲胺磷的2%,并且易于降解,是目前替代甲胺磷的理想产品之一,可适用于蔬菜、茶树、烟草、果树、棉花、水稻、小麦、油菜等作物,也可防治多种咀嚼式、刺吸式口器害虫和害螨及卫生害虫,在施药后,最初作用缓慢,2-3天后起效,它的杀虫原理主要是干扰害虫的运动神经系统,抑制乙酰胆碱酶的活性,从而使乙酰胆碱不能够及时的分解掉,导致其积累,从而最终导致神经系统中兴奋的传导出现异常,害虫死亡。目前,由于乙酰甲胺磷是较为理想的杀虫剂,在国内外用其替代甲胺磷的使用,广泛的使用其杀虫功效。

  1. 要解决的问题

目前国内主要以生产较低含量的乙酰甲胺磷原料药为主,生产出的产品的品质较低,工艺路线较为复杂,且生产过程中会产生有害大气和人类身体健康的副产物,随着全球环境问题的严重加剧,人们越来越关注到全球环境保护的问题,国内以及国际市场对高含量的乙酰甲胺磷原料药的需求量不断的增加,这就要求企业对其生产工艺、生产方案等问题进行改进优化,另外,随着全球经济的快速发展,生产成本也在不断的在增加,因此,企业对生产成本的要求也原来越高,在此基础上,应该对老工艺进行革新,对新工艺进行尝试放大,朝着既经济又环保的目标进行努力,最终使其具有现实的经济效益及社会效益。该计方案主要解决的问题是以下几个方面:(1)利用先异构化后乙酰化的合成路径来提高产量,在可行性的分析中,具体阐述了此种方法的优点;(2)探索合适的生产工艺条件以及工艺要求,包括反应温度的确定、加水量的确定、车间布置等问题,在确定这些条件的时候,需先对年产200t的乙酰甲胺磷原料药进行物料衡算,计算出每批的投料量以及产品转化率,同时在每步反应中也需对各个中间体、中间产物以及副产物的含量进行简略计算;另外,计算完物料量后,还需对能量进行相应的计算,因为资源是有限的,所以需对能量消耗进行相应的控制,尽量减少加热步骤的发生,在必须使用加热的步骤时,尽可能的采取可再生资源的使用,减少化石燃料的燃烧,这样不止可以节约资源,还可减少对环境污染的影响;(3)尽可能简化生产路线的步骤数量,减少不必要步骤的实施,这样可减少产品的损耗,减少副产物的产生以及提高产品的利用率和转化率。

  1. 可行性分析

经查阅资料可知,越来越多的国家开始采用乙酰甲胺磷代替甲胺磷来用于杀虫,世界对于绿色化学的要求也越来越急切,乙酰甲胺磷可降解的优势也越来越突出,由此看来,对于乙酰甲胺磷原料药的开发具有相当大的优势。目前主要以两种方法为主:(1)以精胺为原料,先异构化,后乙酰化,再经萃取精制的产品;(2)以精胺为原料,险乙酰化,后异构化,再经萃取精制的产品。其中,国内多以先异构化后乙酰化为方法合成原料药,而国外对以方法二合成乙酰甲胺磷。由于方法二存在多种多样问题,例如产品收率低、稳定性较差,合成过程产生的污染物多且有害大气等不利条件;另外,经计算,方法一在经济消耗上是一般企业所能够承受的,符合企业的经济收益;并且经过市场调查发现,该方法已在市场上得到广泛认可,大多数生产该原料药的公司也在使用先异构化后乙酰化的路径进行合成,这样所得到的产品易于进行后面的萃取及精制,最终收率可达到90%以上,因此,在此次设计报告中,以方法一即先异构化后乙酰化为路径合成乙酰甲胺磷。

  1. 研究方法和内容

研究方法主要以查阅文献为主,有条件可以去工厂实地考察。

研究内容主要是原料药乙酰甲胺磷的生产工艺路线的设计、200吨原料药的物料衡算及能量衡算、所用主要设备的选型以及人员安排等问题。

用到的主要工具为“AutoCAD 2010”。

最终将呈现年产200吨化学原料药乙酰甲胺磷车间的设计图纸及设计说明书。

  1. 工作计划

2月28日—3月17日:完成文献查阅、开题报告等前期工作。

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