《新建年产6万吨硫酸二甲酯工艺设计》.docVIP

目录 １.设计任务书 1 2.工艺路线的选择 3 2.1合成方法的选择 3 2.2生产原理 3 2.3工艺流程的确定 4 3.物料衡算 9 4.热量衡算 10 5.典型设备吸收塔的设计 11 5.1设备设计 11 5.2选型设计计算 11 5.3典型设备图(附图二) 12 6.投资与成本估算 14 6.1车间装置人员配置表 14 6.2设备投资 14 6.3投资估算及分析 20 6.4项目效益和风险分析 21 7.厂房布置及生产车间的组成 22 7.1厂房设计要求 22 7.2水电要求 22 7.3 生产车间的组成 22 8.安全环保生产要求 23 8.1安全生产 23 8.2三废处理 26 致谢 28 参考文献 29 附图 30 年产年生产日300天日生产能力吨] 1.7产品介绍1.7.1产品名称 中文名称 硫酸(二)甲酯 英文名称 methyl sulfate；dimethyl sulfate 别名：硫酸甲酯 分子式：C2H6O4S；(CH3)2SO4 危险标记 13(剧毒品)，20(腐蚀品) [3] 1.7.2产品理化性能 无色或微黄色，略有葱头气味的油状可燃性液体。硫酸二甲酯分子量126.14。相对密度1.3322(20℃/4℃)。熔点 －31.8 ℃。沸点188℃/开环。闪点83.33℃。自燃点187.78℃。蒸气密度4.35。蒸气压2.00kPa(15mmHg 76℃)。溶于乙醇和乙醚,在水中溶解度2.8g/100ml。在18℃易迅速水解成硫酸和甲醇。在冷水中分解缓慢。遇热、明火或氧化剂可燃。[4] 1.8技术指标(企业指标) 表1 硫酸二甲酯产品应要求指标名称 指 标 一级品 合格品 硫酸二甲酯含量[(CH3)2SO4]%≥ ≥98.5% ≥98.0% 酯含量(以H2SO4计)%≤ ≤0.6% ≤0.8% 1.9生产方式 该车间设计为产量较小的精细化工产品，故采用下单→投料→生产→包装→出厂间连续批量生产。 2工艺路线的选择 2.1合成方法的选择 硫酸二甲酯的合成方法很多，如钠盐法、无水硫酸与甲醇直接反应法、二甲醚与三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氢甲酯法等。但除二甲醚与三氧化硫合成法外，都存在着产品收率低，原材料消耗大、设备腐蚀严重等问题。采用二甲醚和三氧化硫反应来生产硫酸二甲酯。先由甲醇脱水得到二甲醚。再将25%发烟硫酸加热蒸出三氧化硫气体，用硫酸二甲酯喷淋吸收。吸收了三氧化硫的硫酸二甲酯与二甲醚气体在合成塔反应，即生成硫酸二甲酯。工业品硫酸二甲酯的纯度≥98%。原料消耗定额：甲醇550kg/t、发烟硫酸（25%）3000kg/t。CH3HSO 4 2CH3 OH —————————→ （CH3）2O + H2O130~140℃△H=1.775KCaL/moL （2）硫酸二甲酯的合成反应：[7]（CH3）2 SO 4 （CH3）2 O + SO3 ———————→（CH3）2 SO 470~90℃△H=-44.89KCaL/moL （3）二甲酯合成副反应： SO3 + H2O + （CH3）2 SO 4 ——→ 2 CH3HSO 4 2 CH3HSO 4 ——→ （CH3）2 SO 4 + H2SO 4 （4）．甲醇脱水的主要反应：[8] 2CH3OH ——→ C2H4 + 2H2O 2.3工艺流程的确定 硫酸二甲酯的合成方法很多，如钠盐法、无水硫酸与甲醇直接反应法、二甲醚与三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氢甲酯法等。但除二甲醚与三氧化硫合成法外，都存在着产品收率低，原材料消耗大、设备腐蚀严重等问题CH3HSO 4做催化剂，当催化剂温度控制在115℃时，甲醇气体自底部进入反应器，均匀鼓泡，脱水而生成（CH3）2O，故转化器出口的气体成分主要有（CH3）2O，H2O,CH3OH正确控制工艺条件时，其转化率可达80%左右。 (3).醚化气的净化 醚化气在除沫器中分离去部分所带来强酸性液体后，进入碱洗槽底部，醚化气在5~10%氢氧化钠的溶液层中均匀鼓泡，酸性液沫成为钠盐进入溶液中，中型的醚化气自碱洗槽出来后进入水冷器. 为了防止甲醇和二甲醚气体溶解碱汽液中，在碱性过程中，汽体和气体的温度必须保持70℃以上，随着碱汽操作的运行，汽液中氢氧化钠的含量逐步降低待汽液接近中性时，应及时更换洗液。 (4).二甲醚干燥 洗去酸性液体沫的醚化气先通过，以常温水为中介的冷凝器，醚化气中绝大部分的水和甲醇，在冷凝器中凝为液体的液甲醇自气相中分离出来，这种淡甲醇常温比重约：0.95，除甲醇外，其中还溶解了一定量的二甲醚，收集在淡甲醇储槽中，送回淡甲醇精馏回收甲醇，自水冷器出来的气体，基本是二甲醚，温度约35℃左右，但是还剩有一