年产130吨富马酸二甲酯工艺设计课程设计.doc

年产130吨富马酸二甲酯工艺设计 目 录 1 概论 1 1.1 富马酸二甲酯的介绍 1 1.2 富马酸二甲酯的性质及用途 1 2富马酸二甲酯的市场分析 3 2.1市场概况 3 2.2国外市场分析 3 2.3 国内市场分析 5 2.4市场预测 7 3生产流程的选择 9 3.1 主要生产工艺 9 3.3 本设计采用的工艺 12 4工艺流程设计 12 4.1原料来源及产品规格 12 4.2工艺流程简图 13 4.3 工艺流程叙述 13 5物料衡算及热量衡算 14 5.1全流程物料衡算 14 5.2 全流程热量衡算 19 6 主要设备选型 25 6.1泵的设计与选型 25 6.2 换热器的计算与选型 26 7 自动控制与优化 31 7.1控制水平与方案 31 7.2 自动控制内容 31 8 车间布置 33 8.1富马酸二甲酯合成车间 33 9 公用工程 36 9.1电气 36 9.2 给水 37 10 环境保护及三废处理 40 10.1主要污染源与主要污染物 40 10.2 设计中采取的环保措施及其简要处理工艺流程 40 10.3 装置危险性物料主要物性 42 结束语 43 参考文献 44 符号说明 45 附图1 富马酸二甲酯装置合成工段工艺车间布置图 附图2 富马酸二甲酯装置合成工段工艺流程图（CAD） 附图3 富马酸二甲酯装置合成工段工艺流程图（手工画） 1 概述 1.1 富马酸二甲酯的介绍 富马酸二甲酯简称为DMF。它具有低毒(LD_(50)大白鼠口服为2240毫克/公斤)、高效、广谱抗菌的特点，对霉菌有特殊的抑菌效果。可应用于面包、饲料、化妆品、鱼、肉、蔬菜及水果的防霉。DMF用于面包的防霉效果大大优于丙酸钙。据国内研究表明，DMF具有较好的抗真菌能力，对于饲料的防霉效果优于丙酸盐、山梨酸及苯甲酸等酸性防腐剂，在含500～800 ppm的PDA培养基中对许多霉菌及细菌起到完全抑制作用。 1.2 富马酸二甲酯的性质及用途 1.2.1 富马酸二甲酯的性质 （1）化学性质 富马酸二甲酯在辐射或加热条件下会分解成甲烷、乙烷、甲醛、二氧化碳及一氧化碳（产物取决于反应条件及催化剂）。富马酸二甲酯可作为烷基化合剂，在很多场合中，它具有甲基化反应性能，例如在硅酸铝催化剂存在的条件下，富马酸二甲酯可以与苯发生烷基化反应而生成甲苯、二甲苯及多烷基苯。富马酸二甲酯与一氧化碳反应可生成乙酸或乙酸甲脂；与二氧化碳反应则生成甲氧基乙酸。当与氰化氢反应时则生成乙腈。此外，富马酸二甲酯可与三氟化硼形成络合物，其分子式（CH3）2OBF3，此络合物在空气中发烟，而在水或醇中则可分解。DME还可选择性氯化为各种氯化衍生物。无致癌性、腐蚀性甚微。 （2）物理性质 1、酯含量：≥99.0%； 2、不挥发物：≤0.1%； 3、重金属（以Pb计）：≤0.002%； 4、熔点：101-104℃； 5、沸点：193℃； 6、相对密度：1.37； 7、游离酸：合格 1.2.2富马酸二甲酯的用途 产品用途富马酸二甲酯是美国80年代开发出来的一种新型防霉剂，取名为“霉敌”。具有高效、低霉（LD）大白鼠服为2240mg/kg），对许多霉菌有特殊的抑制效果，并且具有抗真菌能力，广泛应用于食品、饮料、饲料、中药材、化妆品、鱼、肉、蔬菜、水果等防霉、防腐、防虫、保鲜、据报道，美国把富马酸二甲酯用于面包防霉实验，在同样条件下储存面包不发霉期，加丙酸钙的面包为16—30天，而加富马酸二甲酯面包为475天，其药效大大优于丙酸钙。其结果表明富马骏二甲酯对食品中常见的八种霉菌（如黄曲霉、黑曲霉、青霉、高链孢霉、白地霉、串珠镰刀菌等）有明显的抑制作用，用于饲料的防霉优于丙酸盐、山梨酸及苯甲酸二甲酯配成的挥发性溶液喷酒在衣柜，书柜中，也获得了很好的防霉效果，此外，富马酸二酯是一种很在发展前景的新型防霉剂，正在引起国内外食品行业的高度重视。因此开发生产富马酸二甲酯不仅具有现实意义而且还具有明显的经济效益和社会效益。 2 富马酸二甲酯的市场分析 国外生产富马酸二甲酯的国家有美国、日本、德国等。美国的产量为4000T/Y，日本为8000T/Y， 中国在80年代未研制出富马酸二甲酯，并于1990年在甘肃天水建成一套200T/Y的生产线，继后江苏、江西、山东、陕西省均有装置上马，但规模都不大，累计中国总产量约在800—1000T/Y。 中国有数万家食品、饮料、饲料生产厂，有十多万家酱油厂和大面积的瓜果蔬菜生产基地，全国每年对防霉防腐保鲜剂的需求量在4万吨以上。作为新一代的防霉剂富马酸二甲酯应用领域广，市场容量大，前景十分光明。 3 生产流程的选择 3.1 生产的一般方法 1、硫酸催化合成DMF　　 不含富马酸二甲酯的干燥剂 硫酸作为催化剂是经典的合成法,