论文总字数：19726字

摘 要

本文介绍了有机颜料酞菁蓝的合成机理、工艺流程、颜料化方法及其产品的应用,并介绍了国内外的发展现状,对国内酞菁蓝颜料研究开发提出展望。

本设计重点在酞菁蓝的生产工艺设计，更好地将书本所学理论与生产实际结合起来，以理论指导生产，提高经济效益。从合适的酞菁蓝生产工艺和流程，分类以及生产过程入手，设计出一套工厂的生产流程。并设计了年产2万吨酞菁蓝颜料的生产流程和工厂建设图纸。

本设计采用了溶剂法制备酞菁蓝，以邻苯二甲酸酐、尿素、氯化亚铜,三氯苯为原材料。设计表明，年产2万吨酞菁蓝颜料的工厂，需要5000L釜6个，压滤机3个，干燥器4个，各类容罐18个。而且采用溶剂法产品产量高。

关键词:有机颜料;酞菁蓝;合成;颜料化

Abstract

This article describes the organic phthalocyanine blue pigment synthesis mechanism, process, pigment method and its applications, and describes the current development at home and abroad, the domestic research and development phthalocyanine blue pigment made outlook.

The design focuses on the production process phthalocyanine blue design, the better the book theory and actual production combine to produce theoretical guidance to improve economic efficiency. Phthalocyanine blue from the right production technology and processes, classification and production process to start, design a factory production process. And designed annual production capacity of 20,000 tons phthalocyanine blue pigment production process and plant construction drawings.

This design uses a solvent method phthalocyanine blue prepared to phthalic anhydride, urea, chloride, copper, trichlorobenzene as raw material. Designed to show that 20,000 tons of phthalocyanine blue pigment factory, needs 5000L tank 6, filter 3, dryer 4, various containment tank 18. And high product yield using solvent.

    Keywords: organic pigments; phthalocyanine blue; synthesis; pigmentation

目录

第一章 文 献 综 述 4

1.1酞菁蓝的生产现状与发展前景 4

1.2 酞菁蓝的结构特点与性质 5

1.2.1 酞菁蓝的结构特点 5

1.2.2 酞菁蓝的性质 5

1.3 酞菁蓝的应用 6

1.4 酞菁蓝的生产 7

1.4.1苯酐尿素法 7

1.4.2邻苯二腈法 8

1.4.3邻二卤代苯法 9

1.4.4甲基二苯甲烷法 9

1.4.5邻硝基甲苯法 10

第二章 产品设计方案 11

2.1产品的工艺选择 11

2.2 产品的颜料化 12

2.2.1 颜料化的一般过程及应用性能^[1] 12

2.3产品的干燥 16

2.3.1干燥方法 16

2.4 生产流程图 17

第三章 工厂设计 18

3.1厂址选择  18

3.3.1建厂依据  18

3.3.2 指导方针 18

3.2 工厂设备 19

3.2.1每日生产能力的计算 20

3.2.2设备采购表 20

3.3 全厂总平面设计 21

3.3.1总平面设计任务 21

3.3.2  工厂组织  22

3.3.3 总平面设计原则  22

3.4总平面布置评述 23

3.5车间布置设计的意义 24

3.5.1 车间布置得原则  24

3.5.2关于车间平面布置方案  24

3.5.3关于厂房形式  25

3.5.4车间设计布置  25

第四章 小结与展望 27

4.1 结论 27

4.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 30

文 献 综 述

1.1酞菁蓝的生产现状与发展前景

目前在国外生产有机颜料的厂家把商品按加工程度分为标准有机颜料、特殊加工的有机颜料和专用有机颜料。标准有机颜料是通过简单的颜料化加工,如晶相的调整、表面处理等使之具有较广的适应性和用途;特殊加工和专用型有机颜料是经过特殊加工处理,使之具有更高性能的专用有机颜料商品,如水性、油性、易分散型、高透明度、提高色力、改变色光等。德国赫斯特公司酞菁蓝有48 种剂型商品;巴斯夫出售的酞菁蓝颜料有98个品种。而国内酞菁蓝生产厂家虽然众多,但是大多数厂家生产的酞菁蓝为单一干粉剂型,即一种化学结构的颜料作多种用途,在质量上难于满足不同行业的使用要求,缺少专用剂型品种。国外颜料结构数目与商品颜料品种的比例为1∶20;而我国只有1∶115左右^[1]。

我国是酞菁蓝主要生产国，国内骨干企业装备不错，也不乏专业人员，只是缺乏关键技术，阻碍了产品品质的提高和国际市场的开拓。 酞菁蓝颜料有色泽鲜艳、着色力强、性能稳定、耐光耐热、耐溶剂性好等特点，被广泛应用于涂料、油墨和橡胶、塑料等行业。从时下世界颜料生产的发展趋势看，酞菁蓝颜料的年总产量在10万吨左右，年需求增长达3%，中国占20%的份额。从总体发展趋势看，欧美等发达国家的产量会逐渐下降，除日本、美国等国家的大公司外，中国将成为世界最大的酞菁蓝颜料供应商，并且有优势占据更大的市场份额。 行内专家指出，中国国内有一定规模的颜料企业仅占20%左右，80%的企业都是规模很小的。国内企业有些厂家能生产高质量的酞菁蓝粗品，而且有部分出口，但多数厂家不仅质量有待提高，而且成本很高，同时还没有把粗品真正做精做细，衍生开发的深度不够。时下国内酞菁蓝生产有干法和湿法两种工艺，因湿法具有明显的质量优势，所占比重较大。湿法主要采用烷基苯、三氯苯两种溶剂，其中用三氯苯溶剂生产的产品中因含有多氯联苯，在国际市场上受到限制；而用烷基苯做溶剂时，质量很好，但成本太高。如何做到既能提高质量，又能降低生产成本呢？德尔马斯认为，时下在法国、印度等国家所采用的以DCT做溶剂的工艺是最合理的选择，值得推广。这种专供酞菁蓝做溶剂使用的DCT，不仅可以明显改善产品质量、扩大产量、大幅度降低生产成本，而且成品中完全不含多氯联苯。 国内中小型酞菁蓝厂改用DCT做溶剂，生产工艺仅作适当调整即可投入生产。其指出，在这方面可以提供无偿的技术支持。在谈到加入WTO后对国内酞菁蓝行业的影响时，权威人士指出，国际上对颜料产品的品质要求特别高，如果国内企业特别是小企业不尽快改进技术和工艺，将很难生存。时下，企业的当务之急是与国际接轨，掌握先进的技术和工艺，生产高质量的产品，开发系列精品，并且解决好“三废”问题，这一点对酞菁蓝行业尤为重要^[2]。

1.2 酞菁蓝的结构特点与性质

1.2.1 酞菁蓝的结构特点

酞菁蓝(又名铜酞菁, 分子式为C₃₂H₁₆ N₈Cu) 是一种高级的有机颜料酞菁蓝颜料色彩鲜艳，对酸、碱、热和光都很稳定，是一种性能极佳的有机颜料，广泛应用于油墨、涂料等着色领域。但酞菁蓝颜料表面极性低，在介质中分散性能差，尤其在有机溶剂中易结晶或絮凝^[3]。酞菁蓝具有优异的化学稳定性，而且具有耐强酸、碱、溶剂等特点。在可见光区有较好的吸收以及分子结构的可调节性。酞菁蓝为蓝色颜料的主要品种，胶黏剂中主要用作着色剂。实际应用的粒度一般是0.01～0.2μm。

1.2.2 酞菁蓝的性质

酞菁蓝颜料表面极性很低，颗粒细小，疏水性很强，所以该颜料不易在水性介质里分散，使其应用范围和效果受到限制^[4]。Lelu^[5]、Zhang^[6]和Yuan^{[7- 8}]等分别用微乳聚合形成的聚苯乙烯乳胶粒子、聚乙烯醇和层层自组装二氧化硅、二氧化钛纳米粒子对酞菁蓝颜料进行了包覆改性。由于二氧化硅的惰性和高耐久性，近年来越来越多地被用于改性有机颜料中，Fei^[9]等将萘酚红有机颜料接枝到无机二氧化硅核上，从而提高其耐热性、着色力以及分散稳定性。

酞菁蓝有α和β两种晶型,红光蓝的α型号铜酞菁是涂料中所希望的, 可是α型铜酞菁及酞菁蓝实际应用和储存中易发生“结晶”、“絮凝”,这会导致颜料色光发生变化, 着色力大幅度下降, 以及储存过程中颜料分散体系粘度增加,直接影响在涂料、油墨、塑料等中的应用性能^[10]。因此必须通过表面处理技术使其稳定化。具体方法如下:

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