年产10000吨柠檬酸钠的生产工艺设计开题报告

全文总字数：3394字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1柠檬酸钠简介

柠檬酸钠，别名为枸橼酸钠，学名为2-羟基丙三羧酸三钠，相对分子质量294.10，含有两个分子的结晶水，白色立方系结晶或者粉末，无嗅清凉味咸，易溶于水，不溶于乙醇，常温下状态稳定，在潮湿空气中微有潮解性，属无毒品，加热至150℃失去结晶水。水溶液为弱碱性。联合国粮农与世界卫组织对其每日允许摄入量不作任何限制，被认为无毒品。

1.2研究的目的及意义

柠檬酸钠是目前工业上最重要的一种柠檬酸盐，用途极其广泛，可用于食品、医药、环保、电镀和酿造等行业，安全无毒、金属离子络合能力强、易降解等。近年来，随着人们环保意识的不断增强，一些国家相继出台了相关法规，禁止在洗涤剂中使用三聚磷酸钠做添加剂，还用柠檬酸钠作为替代品，致使柠檬酸钠在全国的需求量迅猛增加，市场年需求量以8-12%的速率递增，很有发展前景。根据相关数据，日本、西欧及东南亚等国家每年大量进口柠檬酸钠。目前国内有十几家企业生产， 年产量约8万吨。1999年出口2.54t、进口385t；2000年出口3.28t、进口462t，同比出口量增长22.5%。2001年出口量达3.7万吨。

工业上生产柠檬酸钠的传统工艺为：首先将柠檬酸发酵液过滤，滤去菌渣。往滤液里加入碳酸钙，使其生成柠檬酸钙沉淀。然后用硫酸对柠檬酸钙进行酸解，在进行过滤、脱色、离子交换等程序，得到柠檬酸。将柠檬酸与碳酸钠进行中和反应，在顺次进行过滤、脱色、调pH值、浓缩、结晶、分离、干燥等工序，最后得到柠檬酸钠。该工艺方法存在明显不足：生产原料成本高，操作步骤繁多，生产周期长。另外，反应副产品硫酸钙和二氧化碳长期以来一直无法有效利用，从而造成环境污染，成为环保一大难题。

1.3国内外现有柠檬酸钠生产方法

1.3.1柠檬酸 氢氧化钠

本法是最早研究开发的生产工艺。将柠檬酸溶液或柠檬酸结晶母液，加入烧碱液中发生中和反应并产生大量的热，经过过滤浓缩结晶干燥等工序处理，以获成品。本法工艺简单，产品纯度高，但生产成本高。限制于烧碱资源来源丰富地区或制备实验室用品。

1.3.2柠檬酸 纯碱

本法为中和法改良工艺，作为原材料的纯碱有易采购好保存生产成本低的优势。是目前各工业企业较普遍采用的生产方法。

1.3.3柠檬酸 小苏打

本法是针对纯碱法产品不适用于医药行业而改进的制备方法。本法采用高品质的小苏打，按计算量溶于水后与柠檬酸中和，经浓缩结晶等工序处理，制备药品级柠檬酸钠。其特点是反应条件温和，产品质量好，工艺操作性好。目前本法主要在部分药剂厂使用。

1.3.4柠檬酸钙 纯碱

本法是利用柠檬酸生产企业中和工序产品柠檬酸钙与纯碱混合发生复分解反应，过滤去除不溶物而获得柠檬酸钠。产品纯度较差且工艺操作流程长。前些年有报道通过调整混合条件pH值，从而简化了该工艺流程，降低了生产成本，获得品质较好的产品。

1.3.5其他方法

近年来，有人采用树脂交换法生产柠檬酸钠。将发酵清液经过离子树脂交换，再用氢氧化钠溶液洗脱吸附的柠檬酸，所得钠盐溶液经浓缩结晶等获得柠檬酸钠产品。此法无污染、成本低，是柠檬酸发酵厂家应开发之路。

1.4各生产方法优缺点

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

1）高效合成柠檬酸钠的工艺流程及优化操作条件。

2）初步设计任务书。

3. 研究计划与安排

1）第1-2周：资料检索、收集，文献查阅、整理；翻译外文文献，确定工艺方案，撰写开题报告；

2）第3-4周：初步确定工艺设备，选择标准设备的型号，设计主要的非标设备；

3）第5-13周：核算并优化工艺过程和设备，绘制图纸；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 荣玉凤. 氢钙母液色谱法提取柠檬酸钠生产工艺研究[d]. 北京化工大学,2016[2] 崔振星. 精品柠檬酸钠精制工艺研究[d]. 齐鲁工业大学,2015[3] 周勇. 柠檬酸（钠）清洁生产工艺的研究[d]. 天津大学,2008[4] 刘慧敏. 柠檬酸钙和碳酸钠复分解法生产柠檬酸钠的研究[d]. 天津大学,2009[5] 周本华. 钙盐一步法生产柠檬酸钠的工艺研究[d]. 南京工业大学,2004[6] 杨志远，张桂军. 柠檬酸钠生产工艺中脱色后的活性炭再生研究[j]. 广东化工,2011(2)62-63[7] 张桂军，杨志远. 浅析柠檬酸钠的清洁化生产[j]. 化工设计通讯, 2010(3)49-52[8] y. guo,z. wang, h. shao et al. hydrothermal synthesis of highly fluorescent carbonnanoparticles from sodium citrate and their use for the detection of mercuryions [j]. carbon,2013(52)583-589

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