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1.3.12 亚硫酸氢钠 4
1.3.13 乙酸乙酯 5
1.3.14 正己烷 5
1.4 生产安排 5
2 生产方案 6
2.1 工艺流程说明 6
2.2 工艺流程图简述 7
2.3 方案确定 8
3 工艺计算 9
3.1 物料恒算 9
3.1.1 产量的计算 9
3.1.2 季胺化反应的物料恒算 9
3.1.3 过滤I段物料衡算 10
3.1.4 缩合反应I、II段物料衡算 10
3.1.5 精馏段物料衡算 10
3.1.6 过滤II段物料衡算 10
3.1.7 减压蒸馏段物料衡算 10
3.1.8 缩合反应III段物料衡算 11
3.2 热量衡算 11
3.2.1 热容的计算 12
3.2.2 缩合反应釜III的热量衡算 14
3.2.3 减压蒸馏段的热量衡算 15
3.2.4 精馏段的热量衡算 16
3.2.5 缩合反应釜I、II的热量衡算 17
3.2.6 季胺化反应段热量衡算 19
3.3 设备选型 20
3.3.1 搅拌器 20
3.3.2 过滤器 22
3.3.3 季胺化反应釜 22
3.3.4 减压蒸馏反应釜 27
3.3.5 精馏塔 31
3.3.6 缩合反应釜 31
3.3.7 贮罐 35
3.3.8 泵 37
4 成本估算 38
5 生产注意事项 39
6 小结 40
致谢 41
参考文献 42
1 绪论
1.1 甜菜碱概论
甜菜碱学名：N-三甲基甘氨酸。甜菜碱为两性离子化合物，在甘氨酸的氮原子上有3个甲基，纯度高于97%，也称甘氨酸三甲基内盐，水溶液呈中性，有甜，呈淡黄色透明液或透明溶液，其活性物质含量为40%。甜菜碱具有强烈的吸湿性能，所以在制作工艺中经常会使用抗结块剂处理，其分子结构、应用效果与天然甜菜碱无明显差别，属于化学合成的天然物等同物。甜菜碱在化学结构上与氨基酸相似，属于季胺碱类物质，外观为流动性，微棕色结晶性粉末，熔点293℃，极易溶于水，易溶于甲醇, 溶于乙醇, 难溶于乙醚。经浓氢氧化钾溶液的分解反应, 能生成三甲胺，具有吸湿性，极易潮解，并释放出三甲胺。耐高温[1]。
甜菜碱是一种季铵型水溶性生物碱，可作为甲基供体，具有促进动物蛋白质和脂肪代谢、缓和应激、调节渗透压、增进食欲、稳定文生索、参与预防球虫病，也可作为多功能表面活性剂，而且因其温和性、去污作用和良好的增泡、稳泡性能,是用于制备护发护肤用品的优良表面活性剂[2]。作为一种新型精细化学品，又被广泛应用于化工、饲料、食品、印染、医药等领域。甜菜碱用作食品添加剂，可制造人造肉等食品，对老人保健、儿童生长发育都能起到良好的促进作用。甜菜碱的盐酸盐可用于胃酸缺乏、动脉粥样硬化、肝脏疾病、止痛、治疗风湿病、糖尿病等。甜菜碱效用直到20世纪70年代才被欧洲发现，主要存在于甜菜糖的糖蜜中。近年来，甜菜碱作为饲料添加剂，在欧洲十分盛行，甜菜碱在国外已有二十多年的生产和使用历史，欧美国家中早已普遍应用于水产品和畜禽养殖行业。每年甜菜碱的需求量约达1*104t以上。据饲料行业提供的2000 年统计数字，我国用于饲料添加剂的甜菜碱总需求量为4000t/a，并以每年5%的速度增长[3]。