学院化工学院。
专业过程装备与控制工程。
年级大一。姓名曾献杰。
2023年1月1日。
1.1原子经济性概念：
原子经济性最早由美国斯坦福大学的教授提出，他针对传统上一般仅用经济性来衡量化学工艺是否可行的做法，明确指出应该用一种新的标准来评估化学工艺过程，即选择性和原子经济性，原子经济性考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到了产品之中，这一标准既要求尽可能地节约不可再生资源，又要求最大限度地减少废弃物排放。即高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每个原子， 使之结合到目标分子中， 以实现最低排放甚至零排放理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”,1.
2原子经济性的意义。
最大限度地利用了反应原料，最大限度地节约了资源；
最大限度地减少了废物排放（“零废物排放”），因而最大限度地减少了环境污染，即从源头上消除了由化学反应副产物引起的污染。
1）.开发新型催化剂。
例如：环氧丙烷的生产。
传统方法——氯醇法。
2ch3-ch=ch2+2hcloch3-choh-ch2cl+ch3-chcl-ch2oh
ch3-choh-ch2cl+ch3-chcl-ch2oh+ca(oh)2
缺点：原子利用率低，仅为31%；消耗大量的石灰和氯气，设备腐蚀和环境污染严重。
新型催化剂法：
钛硅分子筛（ts-1）催化氧化法。
ugine公司和enichem公司开发了ts-1分子筛作催化剂的新工艺：
新工艺的特点：
a. 反应条件温和。常压，40-50℃。
b.氧源安全易得（30%h2o2），转化率高（以h2o2计算为93%）。
c.选择性高达97%以上，原子利用率76.3%。
d.仅联产水，是低能耗、无污染的绿色化工过。
2）简化合成步骤。
布洛芬，非类固醇消炎剂，具有止痛消肿的作用。原来的合成方法有六步，原料的原子利用率为40.03%。
德国bhc公司发明了新方法，只需三步反应，原子利用率提高到77.44%。该公司因此获得2023年度美国“**绿色化学挑战奖”的变更合成路线奖。
3）采用新合成原料。
甲基丙烯酸甲脂（简称mma），一种重要的有机化工原料，其聚合物俗称有机玻璃。其工业生产方法是2023年由英国帝国化学工业公司首先开发出来的丙酮-氰醇法。该法以丙酮、hcn、甲醇为原料，原子利用率为47%，因为使用剧毒的hcn和腐蚀性的硫酸，严重危害环境，属于非环境友好的化学反应。
最近，shell公司开发出了一种新工艺，以甲基乙炔、甲醇、一氧化碳为原料，二价钯化合物作催化剂，一步制得mma，原子利用率为100%，反应选择性高达99.9%，单程转化率高达98.9%。
具有很高的经济效益和环境效益。
3. 设计项目介绍。
某生态工业园区具有以下的企业：
40万吨/年有机硅（中外合资），1万吨/年气相白炭黑，11万吨/年pc（聚碳酸酯），20万吨/年mdi（二苯基甲烷二异氰酸酯），20万吨/年烧碱，14万吨/年蛋氨酸，30万吨/年苯酚丙酮，13万吨/年丙烯腈，15万吨/年双酚a和相关的配套生产，20万吨/年聚碳酸酯工程塑料（pc）。
4. 各产品的技术工艺。
6）烧碱的生产工艺：采用隔膜法生产烧碱，选用石墨阳极立式隔膜电解槽。主要化学反应为：2nacl+2h2o→2naoh+cl2↑+h2↑，原子利用率为52.3%。
生产过程分为盐水制备，食盐溶液电解，碱液蒸发和熬浓，氯氢处理与输送等四大过程，生产流程如图（1），生产工艺流程简述：首先将蒸发工序来的**盐，卤水经预热温度控制在65-70℃，自上而下用泵压入化盐桶，同时用斗式提升机将固体盐自上部加入，以维持足够的盐层高度，使盐水通过后达到饱和，含nacl：315g/l左右，再溢流入缓冲桶，加入精制剂na2co3，naoh，bacl2，使盐水中ca2+
mg2+以及so42-离子生成沉淀析出：caco3，mg（oh）2和baso4。
盐水进入澄清桶前，加入苛化麸皮助沉。沉清盐水自澄清桶溢流圈流至中和槽，加入盐酸中和，控制ph值在7.5-8，中和盐水泵入精盐水贮槽，供电解使用。
精制盐水泵入高位槽，经加热至65-85℃后注入电解槽，精盐水在直流电作用下进行电解，产生出氯气，氢气和烧碱。
7）蛋氨酸生产工艺一生物酶拆分法和微生物发酵法生物酶拆分法是将 dl-蛋氨酸酰化成乙酰 dl蛋氨酸，利用米曲霉中的氨基酰化酶或者动物肾脏中的酶拆分为 l-蛋氨酸。tosa等[19]应用连续溶解技术，即用一系列固定化真菌氨基酰化酶溶解 dl-蛋氨酸混合物，拆分得 l-蛋氨酸，并于商业化应用。voelkel等[20]用曲霉菌的休止细胞，将 dl-5-（2-甲基硫基乙基）-乙内酰脲转化为蛋氨酸，其产率达 90%。
蒲广西等[21]利用基因重组工程技术构建氨基酸酰化酶工程菌，连续拆分 dl-蛋氨酸，酶解液经分离精制获得 l-蛋氨酸，收率高达 74.5%左右。热拉尔里歇等[22]应用循环酶法制备富含对应异构体的 l-蛋氨酸，所得产品产废量小，产率高。
王东阳等[23]发明一种 l-蛋氨酸非水溶液酰化高效生产方法，dl-蛋氨酸直接滴加醋酐进行酰化反应，无需进行拆分工序。微生物发酵法生产蛋氨酸，收率极低，成本较高，目前还不具备工业化生产价值，因此关于此方面的研究并不多。fong 等[24]提出 l-蛋氨酸可以通过酶催化合成，或者通过微生物的深层发酵合成。
young 等[25]通过蛋白质的表达制备 l-蛋氨酸菌株， 在 l-苏氨酸中生物合成得 l-蛋氨酸。此外，rose 等[26]尝试利用发酵法制备蛋氨酸，但其收率不高， 此技术不利于工业化应用。化学合成法蛋氨酸的化学合成方法一般是以甲硫醇与丙烯醛加成后经 strecker 反应而得[27-28]，主要有氨基内酯法、丙二酸酯法、固-液相转移催化法和海因法等。
目前对海因法合成蛋氨酸的研究较多，该方法具有原材料**低、生产工艺路线短、工艺能耗少、收率高等特点，因而被国内外广大生产厂家所采用。 2.2.
1 氨基内酯法 livak 等[29]对 γ-丁酯内酯溴化得 α-溴-γ-丁基。
内酯，再氨化得α-溴-γ-羟基丁酸，经***处理和闭环合成得 5-（β溴乙基）-乙内酰脲，并于碱性溶液中水解即得 dl-蛋氨酸，产率为 17%。 snyder 等将 3,6-二-（β氯乙基）-2,5-二酮哌嗪与硫脲反应，所得硫脲鎓盐衍生物用二甲基硫酸盐和氢氧化钠等处理得到 3,6-二-（β甲硫乙基）-2,5-二酮哌嗪，水解得 dl-蛋氨酸，产率为 66%。此外，sizoo 等[30]报道了将甲硫基丙醛于 30%***溶液进行反应，再利用甲硫基丙氨基腈，对其进一步水解从而制得蛋氨酸，使其产率高达 61%。
2.2.2 丙二酸酯法 barger等[29]以2-甲硫基氯化乙烷和邻苯二甲酰亚胺基丙二酸乙酯的钠盐为原料，缩合得一缩合体， 于碱性环境下，经过一系列反应，再进行水解从而得到 dl-蛋氨酸，该工艺所得产品的产率为 58%。
goldsmith 等将 2-甲硫基氯化乙烷与乙酰氨基丙二酸二乙酯在乙醇钠存在下缩合反应，并加水分解得缩合体即得 dl-蛋氨酸，总收率为 60.5%。 2.
2.3 固液相转移催化法法国罗纳-普朗克公司以 2- 羟基-4-（甲硫基） 丁腈为原料，三乙胺和硫酸镁为催化剂生成苯亚甲基乙酸乙酯，并在氢氧化钾、碳酸钾等催化下，通过取代水解得到蛋氨酸，所得产品选择性好，收率高；但由于生产成本高，难以实现工业化应用。石程等[32]以甘氨酸酯为原料，同样用固-液相转移催化法经过取代，水解制得蛋氨酸，产率达 59％。
日本曹达株式会社[33]也有报道，在氨水溶液中，2-氨基-4-甲硫基丁腈、2-氨基-4-甲硫基丁酰胺等原料在生物催化剂下水解，转换为蛋氨酸的氨水溶液，通过分离，馏去氨，析出蛋氨酸结晶。该法能源成本低，废弃排污少。 2.
2.4 丙烯醛法（海因法）生产工艺目前，采用海因法制备蛋氨酸的合成工艺主要集中在以下几个大型的跨国公司：法国的安迪苏公司、日本的曹达公司、德国的迪高莎公司、美国的孟山都公司等，有关的生产工艺研究，国内外已有诸多报道[31-37]，现分别进行说明。
法国的安迪苏公司：2-甲硫丙醛与 nacn、 nh4hco3 缩合生成海因，然后海因在 naoh 溶液中水解，生成蛋氨酸钠，再用硫酸酸化，生成副产物 na2so4，原料 co2和 nh3在工艺中循环使用， 总收率可以达到 83%，其工艺流程如图 2。
图 2 法国安迪苏公司蛋氨酸生产工艺流程图[34-35酸。
8）苯酚丙酮生产工艺主要采用异丙苯法生产，其工艺步骤是：苯和丙烯反应得到异丙苯；异丙苯经氧气或空气氧化，生成过氧化氢异丙苯(chp);chp分解生成苯酚和丙酮。该方法以kbr公司的苯酚法工艺最为典型。
除从异丙苯生产高纯度苯酚和丙酮外，还**副产物α-甲基苯乙烯(ams)和苯乙酮(ap)。在该工艺中，异丙苯用空气氧化成chp的效率高达95%以上，chp被浓缩，并在酸催化剂存在下高产率(大于99%)地分解为苯酚和丙酮。ams加氢为异丙苯，用于循环氧化或**。
带有ams加氢的流程，1.31吨异丙苯可生产1吨苯酚和0.615吨丙酮。
kbr苯酚工艺具有低能耗、低原材料消耗、低生产费用和低排放污染的特点。现已采用该工艺建设了30套生产装置，生产苯酚总能力超过280万吨/年。20世纪90年代底，aristech公司和壳牌化学公司采用该工艺分别在美国建成10万吨/年和22.
5万吨/年装置，中国石化上海高桥分公司也引进了这一工艺。采用该工艺生产的苯酚占世界能力的50%以上。埃克森美孚公司还开发了由过氧化氢异丙苯(chp)制取苯酚的催化精馏技术，塔器催化剂床层中采用zr-fe-w氧化物固体催化剂，转化率可达100%，苯酚和丙酮选择率高，而4-异丙苯基苯酚、α-甲基苯乙烯(ams)二聚物及焦油等高沸点的联产杂质数量很少。
该工艺对苯酚的选择性为89.5%，稍低于采用硫酸为催化剂的传统工艺。反应器催化剂床层操作条件为kpa、液时空速4h-1。
联产物α-甲基苯乙烯和苯乙酮的选择性分别为9.7%和0.8%。
该催化精馏工艺有效地将反应热用于丙酮精馏过程，将反应过程和精馏过程结合在一起，降低了能耗和投资。由于采用固体酸催化剂代替通用的硫酸催化剂，可免除产物的中和过程。甲苯-苯甲酸法先将甲苯液相氧化为苯甲酸，苯甲酸再转化为苯酚。
具有甲苯原料**广泛、流程简单等优点。目前采用的异丙苯法存在联产大量丙酮(丙酮和苯酚产率比为0.6:
1)问题，同时苯酚需精制而耗用能源。现正在开发苯直接氧化制苯酚的一步反应法。日本研究人员开发了利用***催化剂的一步法工艺。
首诺(solutia)公司开发了采用一氧化二氮为氧化剂使苯直接催化氧化为苯酚的一步法工艺。最近日本先进工业科技国家研究院(aist)开发了由苯一步法合成苯酚工艺，而常规工艺从苯开始需三个步骤，并且产生需处埋的废酸。aist的工艺使用不锈钢外管和多孔α-氧化铝内管组成的反应器，关键元件是厚1μm的钯膜催化剂，用化学蒸气沉积法涂复在氧化铝管的外侧。
膜由aist与丸善石化公司和nok公司共同开发。反应器置于加热至150~250的加热炉内，苯和氧气流过氧化铝内管，0.2mpa压力的氢气沿管外侧通过。
氢被吸附在膜上，在此被离解和活化，然后通过氧化铝管内表面，活化的氢捕集管子内表面上的氧分子，生成活化的氧，活化的氧与苯环的双键反应通过苯环氧化物由苯生成苯酚。实验室中，在转化率低于3%时，生成苯酚的选择性大于90%。10%~15%转化率时，选择性大于80%。
苯酚产率为每千克催化剂1.5千克/时，随着工艺过程的改进，预计转化率还可提高。
《现代物流概论》期末考试大作业
一 结合实际，谈谈对物流活动的认识？时下，物流一词频繁见诸于报端，几乎成为了 利润源泉 的代名词。随着中国市场的进一步对外开放以及wto的加入，中国经济与世界经济融为一体的趋势已成必然。在中国，现代企业竞争的结果使生产企业和商业企业都进入一个微利时代，产品的成本和利润也变得非常透明。企业之间的竞争现...
化工设计大作业 新
要求 1 要求在项目中任选一题，成绩作为本课程的平时成绩之一，与考勤成绩共占总成绩的40 期末考试成绩占总成绩的60 2 如有明显的雷同者，相关人员的成绩不超过60分。3 可手写 可打印，加封皮装订，封皮采用a4纸，封皮包括题目 班级 姓名 学号等基本内容。设计题目 1 装置可行性研究报告。2 装置...
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设计目的和要求。化工设计是把一项化工过程从设想变成现实的一个建设环节，涉及政治 经济 技术 资源 产品 市场 用户 环境 国策 标准 法规 化学 化工 机械 电气 土建 自控 安全卫生 给排水等专业和方方面面，是一门综合性很强的技术科学。要求综合应用本门课程和有关先修课程所学知识，完成以化工生产装置...