殺菌劑惡醚唑的生產(chǎn)工藝設(shè)計

1、學 號： 147258369專業(yè)課程設(shè)計(2)題 目殺菌劑噁醚唑的生產(chǎn)工藝設(shè)計學 院化學化工學院專 業(yè)化學工程與工藝班 級化工0203姓 名xxxx指導教師劉華杰、楊輝瓊、陽海2013年12月13日專業(yè)課程設(shè)計(2)任務(wù)書一、設(shè)計時間2013年12月9日2013年12月15日（第15周）二、設(shè)計題目殺菌劑噁醚唑的生產(chǎn)工藝設(shè)計三、設(shè)計條件1、產(chǎn)品規(guī)格：純度99.5%2、生產(chǎn)能力：50公斤 / 批 或 60公斤 / 批3、收率：每個工段收率都為90%四、設(shè)計任務(wù)1、從前兩周所給目標化合物設(shè)計的合成線路中選擇一條成熟的路線（即可以工業(yè)化生產(chǎn)的路線）確定生產(chǎn)方法。2、進行工藝流程設(shè)計，說明工藝基本原理

2、和流程簡述3、進行第一工段的物料衡算、能量衡算。4、主要設(shè)備選型說明，填寫設(shè)備一覽表。5、繪制相應(yīng)的工藝流程圖（包括方框流程圖和pid流程圖）。五、設(shè)計要求每個學生要全面認真地完成課程設(shè)計所規(guī)定的設(shè)計內(nèi)容，要認真復習教材內(nèi)容，查閱有關(guān)設(shè)計規(guī)范、手冊等資料，獨立按時完成任務(wù)；要正確綜合運用所學的基礎(chǔ)理論，來分析和解決課程設(shè)計中的問題；要正確掌握課程設(shè)計的設(shè)計方法和計算方法，方案設(shè)計要正確，步驟要清楚、簡練、正確；設(shè)計說明書、計算書要求邏輯清晰、層次分明、書寫整潔，圖紙表達內(nèi)容完整、清楚、規(guī)范。六、課程設(shè)計進度安排序號設(shè)計內(nèi)容所用時間1查閱資料1天2工藝計算（物料衡算，熱量衡算，設(shè)備選型）2天3設(shè)

3、計繪制工藝流程圖（包括方框流程圖和pid流程圖）2天4整理打印裝訂課程設(shè)計說明書等有關(guān)資料1天合 計 6天七、課程設(shè)計考核方法及成績評定本課程設(shè)計采用優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格5級記分制。評分的主要依據(jù)為：說明書和圖紙的質(zhì)量，獨立完成設(shè)計的工作能力。八、課程設(shè)計教材及主要參考資料1化工設(shè)計概論，侯文順主編，北京：化學工業(yè)出版社，2005年2化工工藝設(shè)計，丁浩主編，上海：上?？茖W技術(shù)出版社，1989年3化工工藝設(shè)計手冊，上海醫(yī)藥設(shè)計院主編，北京：化學工業(yè)出版社，1981年目 錄一、殺菌劑噁醚唑的概述11.1產(chǎn)品名稱及化學結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)11.1.1產(chǎn)品名稱11.1.2化學結(jié)構(gòu)式、分子式及分子量

4、 21.1.3理化性質(zhì)21.2產(chǎn)品用途及使用注意事項21.3產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝沿革3二、工藝流程設(shè)計及工藝流程42.1工藝流程設(shè)計42.2反應(yīng)原理及理論解釋62.3工藝流程操作簡述6三、物料衡算73.1物料衡算依據(jù)73.2酰化反應(yīng)罐的物料衡算7四、物料流程圖及設(shè)備一覽表9五、總結(jié)10參考文獻11一、惡醚唑概述1-3 嗯醚哇是國際上廣泛使用和推崇的三氮哇類殺菌劑,其作用機制是通過抑制細胞麥角彬醇的生物合成,破壞真菌細胞壁,殺滅有害真菌,廣泛用于糧、棉、果、蔬菜及各種經(jīng)濟作物常見及難治理真菌病害的防治。其特點是低公害、超高效、殺菌譜廣,其綜合防治性能位居三氮哇類殺菌劑之首。該產(chǎn)品防治農(nóng)業(yè)真菌病害有效用

5、量。.59-2g/mu,與丙環(huán)哇、代森錳鋅、松脂酸銅等保護性殺菌劑復配后可進一步降低其用量,其制劑ld50大于5000群留工,接近無毒級,對有益生物如蜜蜂等安全,無異味、刺激作用。對其它三氮哇殺菌劑難以奏效的一些真菌病害如草墓白粉病、辣椒疫病、黃瓜霜霉病等,嗯醚哇及其復配制劑顯示出高活性。尤其是該品種與丙環(huán)哇復配后,每畝水稻只需有效成分2一39,每季稻施藥2次,即可控制水稻各種真菌病害,且增產(chǎn)作用明顯;對小麥根、莖、葉各種真菌病害有整體控制效果;用于蘋果可同時防治輪紋、炭疽、斑點落葉三大病害:用于梨樹是防治梨黑星病的最佳藥劑。隨著工藝改進和生產(chǎn)成本的進一步降低,該品種將以絕對的競爭優(yōu)勢占領(lǐng)農(nóng)用

6、殺菌劑市場。目前該產(chǎn)品及制劑以出口為主,部分內(nèi)銷,隨著國內(nèi)市場的啟動,其推廣應(yīng)用潛力十分巨大。1.1 產(chǎn)品名稱、化學結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)1.1.1 產(chǎn)品名稱中文通用名:苯醚甲環(huán)哇俗稱:嚷醚哇或世高 化學名稱：順，反-3-氯-4-4-甲基-2-1h-1,2,4-三唑-1-基甲基）-1,3-二啞戊烷-2-基）苯基4-氯苯基醚（順，反比例約為45:55） 中文別名：惡醚唑; 惡醚唑; 順,反-3-氯-4-4-甲基-2-(1h-1,2,4-三唑-1-基甲基)-1,3-二惡戊烷-2-基苯基 4-氯苯基醚; 敵萎丹; 順,反3-氯-4-4-甲基-2-(1h-1,2,4-三唑-1-基甲基)-1,3-二惡戊烷-2-

7、基苯基-4-氯苯基醚; 二芬惡醚唑; 順,反-3-氯-4-4-甲基-2-(1h-1,2,4-三唑-1-基甲基)-1,3-二氧戊烷-2-基苯基4-氯苯基醚。英文名稱：cis,trans-3-chloro-4-4-methyl-2-(1h-1,2,4-triazole-1-methyl)-1,3-dioxylpentane-2- phenyl-4-chlorophenylether;score;1-(2-(2-chloro-4-(4-chlorophenoxy)phenyl)-4-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1h-1,2,4-triazole;difenoco

8、nazol;dividend;1h-1,2,4-triazole,1-(2-(2-chloro-4-(4-chlorophenoxy)phenyl)-4-methyl-1,3-diox;4-triazole,1-(2-(2-chloro-4-(4-chlorophenoxy)phenyl)-4-methyl-1,3-dioxolan-2-yl)methyl)-1h-2;cga169374;cis,trans-3-chloro-4-4-methyl-2-(1h-1,2,4-triazol-1-ylmethyl)-1,3-dioxolan-2-ylphenyl 4-chlorophenylethe

9、r;1-2-4-(4-chlorophenoxy)-2-chlorophenyl-4-methyl-1,3-dioxolan-2-ylmethyl-1h-1,2,4-triazole.1.1.2 化學結(jié)構(gòu)式、分子式及分子量 分子式：c19h17cl2n3o3 分子量：406.3化學結(jié)構(gòu)式如下； 圖1 殺菌劑噁醚唑結(jié)構(gòu)式1.1.3 理化性質(zhì)本品為白色或者米黃色固體；熔點：76一78；沸點：220(4pa)；蒸氣壓：120npa(20)；毒性ld50(mg/kg)：大鼠急性經(jīng)口ld50為1453，野鴨大于2150。兔急性經(jīng)皮ld50大于2010，對兔眼睛和披風三有刺激作用，對豚鼠無皮膚過敏。虹鱒l

10、c50(96h)為0.8mg/l。對蜜蜂無毒；溶解情況：水3.3mg/l、甲苯490g/l、丙酮640g/l、乙醇330g/l、正己烷3.4g/l、正辛醇95g/l,易溶于有機溶劑。穩(wěn)定性:成3000穩(wěn)定,在土壤中移動性小,緩慢降解。 制備或來源：以間二氯苯為原料，首先進行?；磻?yīng)，再醚化、溴化制得4-（4-氯苯氧基）2-氯苯基-溴甲基酮。4-（4-氯苯氧基）2-氯苯基-溴甲基酮與1,2-丙二醇反應(yīng)，生成相應(yīng)的縮酮，然后與1,2,4-三唑鈉反應(yīng)，即制得本產(chǎn)品。備注：穩(wěn)定性小于等于300穩(wěn)定，在土壤中移動性小，緩慢降解。1.2 產(chǎn)品用途及使用注意事項 嗯醚哇是一種理想的三哇類殺菌劑,具有內(nèi)吸性,

11、是真菌麥角幽醇生物合成抑制劑,殺菌譜廣,葉面4處理或種子處理可提高作物質(zhì)量和保證品質(zhì)。對常見真菌病害具有觸殺、內(nèi)吸、保護、治療作用,與常規(guī)三氮哇類殺菌劑不同之處,超高效、廣譜、低抗性、低公害、使用安全等。可廣泛用于糧、棉、果、蔬、煙、茶、中草藥等各種作物病害如白粉病、銹病、根腐病、全蝕病、紋枯病,疫病、霜霉病、黑星病、枯萎病、輪紋病、炭疽病等50余種真菌病害及難治理病害防治。嗯醚哇是一種理想的三哇類殺菌劑,具有內(nèi)吸性,是真菌麥角幽醇生物合成抑制劑,殺菌譜廣,葉面處理或種子處理可提高作物質(zhì)量和保證品質(zhì)。對常見真菌病害具有觸殺、內(nèi)吸、保護、治療作用,與常規(guī)三氮哇類殺菌劑不同之處,超高效、廣譜、低抗

12、性、低公害、使用安全等?？蓮V泛用于糧、棉、果、蔬、煙、茶、中草藥等各種作物病害如白粉病、銹病、根腐病、全蝕病、紋枯病,疫病、霜霉病、黑星病、枯萎病、輪紋病、炭疽病等50余種真菌病害及難治理病害防治。經(jīng)過多方驗證，無論是嚷醚哇原藥還是敵萎丹懸浮劑都屬于低毒農(nóng)藥,對鳥類、蛆叫、蜜蜂無害,但對魚類、水生節(jié)肢體類軟體動物有毒。敵萎丹處理種子(包衣、拌種)在收獲物沒有可測出殘留物。因此,嗯醚哇殺菌劑是一種高效、低毒、低殘留的環(huán)保型農(nóng)藥,這類殺菌劑的開發(fā)和應(yīng)用前景十分廣泛。目前,在中國推廣使用的嗯醚哇商品劑型為score10%可濕性粉劑和dividend150fs懸浮劑,(即每公斤含有效成分1509)用于

13、處理種子或幼苗。1.3 產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝沿革 噁醚唑類化合物作為優(yōu)良的內(nèi)吸殺菌劑5-6顯示出高效、廣譜、低毒、殘效長、兼具保護與治療作用等特性,己在植物病害防治中顯示出巨大的作用。直到現(xiàn)在,新噁醚唑類殺菌劑的研究與開發(fā)仍然十分活躍,不斷有新品種問世。以下就噁醚唑類化合物的研究狀況做一下簡單介紹。六十年代初期出現(xiàn)的威菌靈是第一個ih一1,2,4一噁醚唑類農(nóng)藥,是該類型中第一個有效的內(nèi)吸性殺菌劑。首先為荷蘭phi如h一dupher公司生產(chǎn),主要用于防治觀賞植物、園藝作物的白粉病。由于它是一種三哇磷酞胺類化合物,在過去的殺菌劑分類上,通常被劃分在有機磷農(nóng)藥中,很少把它作為三哇衍生物認真對待。六十年代末

14、,西德拜爾公司和比利時詹森(janssen)公司首先報道了1一取代哇類衍生物的殺菌活性7-8。隨后,bchel及其合作者報道了1一三苯甲基哇類化合物對病原真菌具有高度活性。并由此開發(fā)了代表性化合物氟三哇,該化合物對黃瓜、桃、葡萄和大麥等的白粉病有優(yōu)良的防治療效。 七十年代,哇類化合物作為含氮雜環(huán)化合物的一類,具有高效的殺菌活性引起國際農(nóng)藥界的高度重視,各大公司先后開發(fā)研究,發(fā)現(xiàn)苯基可廣泛地被其它基團所取代,而其生物活性保持不變或者有所提高。與此同時,拜耳公司研究人員發(fā)現(xiàn),改變n一取代三苯甲基哇中n一甲基碳原子上的取代基團,并不因此而失去其活性。通過對n一甲基碳上取代基團的變換,合成并篩選出一系

15、列具有殺菌活性的噁醚唑類化合物。例如,苯基可以被五元或六元雜環(huán)、各種類型的飽和或不飽和的烷基、酷、酮等官能團或橋節(jié)基所取代。這種結(jié)構(gòu)甚至可進一步改變,以至于中心碳原子不再帶有芳香性。通過對n一甲基碳上取代基團的變換,合成并篩選出一系列具有殺菌活性的噁醚唑類化合物,其中包括活性很高的三哇基一o、n一乙縮醛類化合物。繼而又開發(fā)3,4一三吟類化合物。迄今為止,己開發(fā)的內(nèi)吸性殺菌劑主要有三嘩類,苯并咪哇類,咪哇類,嗎琳類等,其中最重要的.內(nèi)吸性殺菌劑是噁醚唑類化合物。已經(jīng)問世并商品化的三吟類化合物有西德拜耳公司的氟三哇(persufor)、三哇酮(bayleton)、三哇醇(triadimenol),

16、比利時jenssen公司的乙環(huán)哇(etaeonazole)、丙環(huán)哇(propieonaxole)、英國cic公司的多效哇(pp333)、節(jié)氯三哇醇(dielo一butrazole),日本住友化學公司的s一3307(peterezol)、s3305(penteeonaxol)等20余種。此外,噁醚唑類植物生長調(diào)節(jié)劑、殺蟲劑、殺瞞劑也常見于文獻中,這些為噁醚唑類化合物的應(yīng)用提供了廣闊的前景。 近幾年來新研制的噁醚唑類殺菌劑的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)以下幾個特點:以多取代的三哇為母核,并對其結(jié)構(gòu)進行修飾,如以多個鹵原子取代甲基上的氫原子9-10；分子中含兩個或兩個以上手性碳原子11；形成稠雜環(huán)12等多個方法來達到提

17、高活性或?qū)Ｒ恍缘哪康摹Ｇ懊嫣岬竭^噁醚唑類化合物除了用作殺菌劑和植物生長調(diào)節(jié)劑以外,還可以用作殺蟲劑、除草劑和除草劑的安全劑這方面的廣泛應(yīng)用是近年來出現(xiàn)的,雖不及殺菌劑和植物生長調(diào)節(jié)劑那么多的商品化品種出現(xiàn),但正在受到人們的日益關(guān)注。噁醚唑類殺蟲劑是新出現(xiàn)的一類很有特色的新農(nóng)藥,盡管品種還很少,但哇蚜威是這一類的代表,是一種高效的殺蚜劑,尤其是對有機磷和氨基甲酸酷類農(nóng)藥已產(chǎn)生抗性的蚜蟲,防治效果很好。它的特點是高效、內(nèi)吸、可上行和可下行傳導,殺蚜譜廣,用藥量低。一般用藥量為4一6克/畝,而且對天敵和益蟲無害,對溫血動物無經(jīng)皮毒性。 二、工藝流程設(shè)計及工藝流程2.1 工藝流程設(shè)計2.2 反應(yīng)原理及

18、理論解釋 本人將從原料立足國內(nèi)，產(chǎn)品質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低，環(huán)境污染小，易于工業(yè)操作角度出發(fā)，確定噁醚唑的工藝路線，對具體的合成方法與關(guān)鍵反應(yīng)的適宜催化劑、反應(yīng)時間及溫度等進行了詳細的查閱。我選定了如下工藝路線：噁醚唑13：選定3,4-二氯二苯醚在與乙酰氯進行?；磻?yīng)制得2-氯-4-(4-氯苯氧基)-苯乙酮，再與1,2-丙二醇環(huán)化，然后溴化，最后縮合的工藝路線。 綜合各類合成方法我總結(jié)出此途徑有兩大優(yōu)點；第一：過程不是很復雜有利于大規(guī)模生產(chǎn)而且不會引進大量雜質(zhì)；第二：此種工藝合成噁醚唑路線，無腐蝕和大量污染，收率高，成本低，因此適合工業(yè)生產(chǎn)。圖2 殺菌劑噁醚唑新合成路線2.3 工藝流程操作簡述

19、在反應(yīng)釜中加入原料3,4-二氯二苯醚,二氯乙烷和無水三氯化鋁，攪拌，控溫至 20c25c 下穩(wěn)定滴加乙酰氯，約1h加完。然后降低溫度，記錄結(jié)晶析出的溫度。接下來?；x心，并檢測 3,4-二氯二苯醚的殘留度，收集廢液，得到粗產(chǎn)品。然后溶解脫色加入純水和活性炭，控制好時間和溫度；濾去活性炭等殘渣之后精制結(jié)晶得到濕成品。粉碎產(chǎn)品，粒度要均勻，包裝。3、 物料衡算3.1 物料衡算依據(jù) 設(shè)計任務(wù)： 1、設(shè)計項目：噁醚唑車間 2、產(chǎn)品名稱：噁醚唑 3、產(chǎn)品規(guī)格：純度99.5% 4、批生產(chǎn)能力：50kg（噁醚唑：48.25kg；雜質(zhì)：1.75kg）5、收率：?；磻?yīng)階段收率：90% 3.2 ?；磻?yīng)罐的物料

20、衡算 ?；磻?yīng)崗位（收率：90%）（1）投料：表1 酯化反應(yīng)各物料用量原料名稱規(guī)格摩爾配比批投料量分子量3,4-二氯二苯醚純度1001.0057.91kg406.3乙酰氯純度1003.0033.56kg78.5二氯乙烷純度1001.0078.26kg98.97無水三氯化鋁純度1001.0018.56kg133.35水密度1.00kg/l16.67275l18.00氫氧化鈉溶液密度0.79kg/l5.15275l40.01（2） 計算過程： 酯化反應(yīng)：原料投入量，計算結(jié)果填入表13,4-二氯二苯醚用量：（5099.5%）387.8190%406.3=57.91kg乙酰氯用量：（5099.5%）3

21、87.8190%378.5=33.56kg二氯乙烷用量：78.26kg無水三氯化鋁用量：18.56kg水用量：275 l 氫氧化鈉溶液用量：275 l 3,4-二氯二苯醚的理論產(chǎn)量：38.65kg 實際產(chǎn)量：33.75kg 損失量：4.90kg（轉(zhuǎn)化為雜質(zhì)）乙酰氯的理論產(chǎn)量：24.85kg 實際產(chǎn)量：21.32kg 損失量：3.53kga3,4-二氯二苯醚的生產(chǎn)量：33.75kgb乙酰氯的生產(chǎn)量：21.32kg c生成的水量：9.85kg 總水量=投入水+反應(yīng)生成水 =275+9.85 =284.85kg d雜質(zhì)生成量：8.43kg 總雜質(zhì)量=雜質(zhì)生成量 =3.53kg+4.90kg =8.4

22、3kg（來源于副產(chǎn)物和雜質(zhì)） e二氯乙烷剩余量：78.26kg f無水三氯化鋁剩余量：18.56kg g氫氧化鈉溶液剩余量：215kg h?；磻?yīng)出來的混合液：739.85kg表2 酯化反應(yīng)階段物料平衡一覽表進料出料序號物料名稱組成（%）數(shù)量（kg）物料名稱組成（%）數(shù)量（kg）13,4-二氯二苯醚9.2357.91水層38.25295.362乙酰氯5.5635.56雜質(zhì)2.318.433二氯乙烷20.578.26堿液混合物7.552.324無水三氯化鋁2.2518.563,4-二氯二苯醚粗品4.6216.275水31.23275氫氧化鈉溶液15.68152.476氫氧化鈉溶液31.23275

23、無水三氯化鋁31.64215合計100740.29合計100739.85代號（序號）名稱規(guī)格型號r反應(yīng)釜10m3a-101分配器l2r-5000c-101精餾塔t-300-600e-101換熱器hg-21503e-102換熱器hg-21503m-101干燥機ct-c-033m-102離心機sg-1000np-101離心泵40cq-20p-102離心泵40cq-20v-101儲液罐l3r-5000v-102儲液罐l3r-50004、 物料流程圖及設(shè)備一覽表五、總結(jié)通過這十多天的課程設(shè)計是我對繪圖軟件運用更加熟練，學會了多方面思考問題。首先，在畫圖時我需要有耐心，不能急躁，不然就容易出錯；還有就是

24、培養(yǎng)我查詢資料，篩檢信息的能力，怎么樣通過分析別人的方法，得出自己的思路，想法等等。此外，通過這次的課程設(shè)計我也發(fā)現(xiàn)了自己性格上的一些缺點，比如有些毛躁，顧前不顧后，犯了一些不該犯的錯誤。能及時的發(fā)現(xiàn)錯誤對我來說還是十分有利的，是我在今后多去克服這類缺點，彌補自身的不足。 而且這次的課程設(shè)計的訓練，讓我對自己的專業(yè)知識有了更加感性和理性的認識，這對我們的繼續(xù)學習是一個很好的指導方向，我們了解了工藝設(shè)計的基本內(nèi)容，掌握了化工設(shè)計的主要程序和方法，增強了分析和解決工程實際問題的能力。同時，通過課程設(shè)計，還使我們樹立正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)實事求是、嚴肅認真、高度負責的工作作風，我們現(xiàn)在已經(jīng)大四了，馬上

25、就要走上工作崗位，我相信一個嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和一顆高度負責的責任心也是我們一生受用的財富。參考文獻：1 proe.brightoncropport,eonf,1988,2,543.2 eup65485,1983.3 gbp2498207,1983.4 thepestieide獷manual,1991,9thed.p277.(5 林柄棟,農(nóng)藥,一983,一,31一35.6 林柄棟,農(nóng)藥工業(yè),1979,5,3一32.7 godefroi,e.e,etal.,j.med.chem.,1969,12,78小91.8 ruehel,k.h.,etal.,a幾”emforsehung(drugresearch),1972,22,126)70.9 noshitayoshiharu(jp);sal沮guchihitoshi(jp):manabeakio(jp):arakitomohito(jp);dlfuoronnethyltriazolonecompun