本科毕业设计（论文）年产7万吨碳酸二甲酯工艺设计.docVIP

引　　言 1 1总论 2 1.1设计项目 2 1.2碳酸二甲酯的性质和用途 2 1.2.1碳酸二甲酯的性质 2 1.2.2碳酸二甲酯的用途 2 2碳酸二甲酯的制备方法 4 2.1酯交换法 4 2.1.1碳酸乙烯酯法 4 3.大工艺路线的比较 7 3.1本设计所选工艺方案 8 3.2甲醇氧化羰基化法流程 9 4主要设备计算和选型 13 4.1精馏塔的设计 13 4.2精馏塔设计计算 14 4.2.1换热器的设计 14 (A)反应釜的计算与选型 14 (a)确定反应釜体积 14 (b)反应釜选型 15 (d)确定夹套材料和壁厚 16 确定内筒的壁厚和材料 17 17 (a)泵的选型说明 17 4.3.1车间布置设计 18 车间布置的基本原则 18 19 (A)安全 19 (B)环保 19 参考文献 21 附录A设备一览表 24 30 引言 碳酸二甲酯(Dimethylcarbonate，DMC)是无毒无公害的主要工原料和产品之一，，/21世纪有机合成领域的新基块0。它在农药、医药、高分子合成、燃料添加剂及溶剂中均有广泛用途。由于生产和使用DMC的过程中，，，DMC，DMC是一种重要的有机合成中间体，，，，DMC可代替有毒的硫酸二甲酯作甲基化剂，(苯甲醚是重要的农药、医药中间体)，，(TMAH)。可代替有剧毒的光气作羰基化剂，，，DVD等高档视听产品的普及，，DMC为原料生产的聚碳酸酯的需求将不断增大，DMC用量会大幅上升。DMC还可用于生产烯丙基二甘醇碳酸酯(ADC)。ADC是一种性能优异的热固性树脂，，(苯、甲苯)作涂料、油漆的溶剂，DMC的分子量含氧高达53%，，，，，，MTBE。DMC还是与环境友好的绿色化合物，，DMC的特性及将其作为合成中间体开发绿色化工产品，/年碳酸二甲酯的工厂设计，本次设计我选用甲醇氧化羰基法。通过本次实验，我学习到了工厂设计一套生产碳酸二甲酯的工艺流程的整个过程。 总论 1.1设计项目 本课题以某石油化工厂尿素和甲醇为原料，进行年产70000吨工业碳酸二甲酯装置的工业设计，并提交设计说明书及相关工程图纸。配管设计采用PDSOFT三维管道设计与管理系统辅助设计，年工作时间大于8700小时。 1.2碳酸二甲酯的性质和用途 1.2.1碳酸二甲酯的性质 (CH3O)2C=O，无色液体，有香味。相对密度1.065(17)，熔点-0.5，沸点90.6。不溶于水，溶于许多有机溶剂，可混合于酸类和碱类。又称碳酸甲酯，简称DMC。无色透明液体。相对分子质量90.08。相对密度1.0694。熔点2～4。沸点90～91、42(1.60×104Pa)。闪点21.7、16.7(闭式)。折射率1.3687。溶于水(20时13.9)、丙酮、氯仿、甲苯，易溶于乙醇、无机酸和碱溶液。化学反应性强，可以提供甲基化基、羰基化基及酰基化基，以取代对环境有污染的光气、硫酸二甲酯等，受到广泛注意。DMC的毒性远远小于目前常用的化工原料（光气、硫酸二甲酯），与大白鼠、小白鼠经口致死中量LD50=6400～12800mg/kg，与甲醇（LD50=3000mg/kg）相比，应该认为是安全的。以DMC为原料可合成食品添剂、抗氧化剂、植物保护剂、高级树脂、燃料和药物中间体、表面活性剂等，是有机合成的“新基块”。 1.2.2碳酸二甲酯的用途 它可作为溶剂；由于本品毒性极低，广泛用作医药原料，生产呋喃唑酮；农药的中间体，制备杀虫剂“西维因”(又称“胺甲萘”，Carbanyl)、杀螨剂“呋喃丹”用于蔬菜、果树、棉花的病虫害防治；制备磷酸二苯酯，用作聚碳酸酯的原料，聚碳酸酯广泛用作工程塑料及光学材料；用作异氰酸酯的原料，由异氰酸酯可生产聚氨酯；用作生产热固性树脂烯丙基二甘醇碳酸酯，用作光学材料；用作生产对二氨基脲的原料，对二氨基脲是一种锅炉清洗剂；用作长链烷基碳酸酯及四甲基氢氧化铵的原料；制备苯甲醚、香料、N-甲基咔唑和均二氨基脲的原料；本身可用作汽油添加剂，以提高辛烷值；也用作其他有机合成的中间体及甲基化剂和羰基化剂。 目前，(COCl2)的反应活性较高，，，，，DMC具有和光气类似的亲核反应能力，，--氧键即发生断裂，DMC可以代替光气作高分子合成材料等的中间体， (B)甲基化试剂 常用的甲基化试剂硫酸二甲酯(DMS)和CH3Cl不仅具有毒性和腐蚀性，，DMC作甲基化试剂可避免生产过程中的操作危险、设备腐蚀及环境污染等问题。如用DMC代替DMS与苯酚反应生产农药、医药中间体的苯甲醚，，CO2。 (C)汽油添加剂 目前已应用的汽油添加剂主要是甲基叔丁基醚(MTBE)。DMC可以提高汽油的辛烷值和氧含量，DMC的量比MTBE少4.5倍，；DMC还克服了MTBE易溶于水、污染地下水源等缺点。此外，DMC工艺过程中DMC和CH3OH是共沸物，，，DM