【正文】 （5）詳細(xì)定義各單元操作 雙擊塔 1（設(shè)備 1） ，可得如下畫面，其中在“Light key split”中填入 xD，在“Heavy key split”中填入 1?xD，在 R/Rmin 中填入一個(gè)倍數(shù)，如 。則所用加熱的蒸汽量為：Gh= Q/r=106/(103)=（2）冷凝器，其比熱Cp= J/(kg.℃) ，則所用冷凝的水用量為： cG)2580(????tCQp= 設(shè)備計(jì)算（1）設(shè)置單位 選擇“Si”制，將“Presure”設(shè)置為“Mpa” ，單擊“OK”。 封頭的設(shè)計(jì) 選用橢圓形封頭，因反應(yīng)器直徑為了1300mm,查化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)，封頭高350mm,厚度為筒體厚度10mm，直邊高度h==*1300=250mm (1) 反應(yīng)器進(jìn)口由已知條件： 進(jìn)料甲醇摩爾流量：F0= ????????/?進(jìn)料比 CH3OH:CO:O2:N2=:::摩爾比：CH3OH:CO:O2:N2=:::在 120℃，10atm 的條件下，各組分密度（ ）：????/??3CH3OH：。b ；mdt ??? 一般取 ,取239。I=n=13所編程序如下：fx=inline(39。K)(2) 狀態(tài) S2 到狀態(tài) S3 的焓變和熵變△H 23=0(氣體可看做理想氣體，溫度不變，焓值不變)△S 23=Rln（P 2/P1）=ln （2/） = J/(molK)(2)狀態(tài) S2 到狀態(tài) S3 的焓變和熵變△H 23=0(氣體可看做理想氣體，溫度不變，焓值不變) △S 23=Rln（P 2/P1）=ln （2/） = J/(molCO,O 2,N2 進(jìn)入預(yù)熱器升溫至 125℃，甲醇迅速氣化至 125℃，被高速氣流送向反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。工作后，淋浴更衣。就醫(yī)。 危險(xiǎn)性概述侵入途徑： 吸入食入經(jīng)皮吸收 毒性： 屬微毒類 LD50：13000mg／kg(大鼠經(jīng)口) ； 6000mg／kg( 小鼠經(jīng)口) LC50：該物質(zhì)對(duì)環(huán)境有危害，應(yīng)特別注意對(duì)水體的污染。 T101 餾儲(chǔ)液 MEDMC 混合液由 V103 進(jìn)入甲醇分離塔的減壓恒沸精餾（T102） ，T102 為真空操作，料液直接吸入，此外，T103 塔頂恒沸物（ME/DMC 混合液）由恒沸物儲(chǔ)槽（V114）吸入進(jìn)入 T102 塔，塔頂餾出液經(jīng)冷凝器（E103）采用冷鹽水冷凝成液體，然后流入中間槽（ V104） ，中間槽（V104）與真空裝置連接，使 T102 塔維持在減壓下進(jìn)行操作。T102 是作為甲醇分離塔的減壓恒沸精餾，塔底分離出甲醇，滴定餾出恒沸屋（ME/DMC） ，減壓操作。 技術(shù)工藝方面：做應(yīng)用研究應(yīng)該借鑒外企的一體化解決方案，因?yàn)樘妓岫柞ピ谕苛?、油漆、膠黏劑、汽油添加劑等方面的應(yīng)用都不一樣。 第二，開拓下游應(yīng)用技術(shù)，推動(dòng)下游市場(chǎng)。該工藝已經(jīng)進(jìn)行了中試，放大到工業(yè)生產(chǎn)已是時(shí)機(jī)。 盡管碳酸二甲酯行業(yè)目前面臨困境，但是據(jù)國(guó)際石化咨詢網(wǎng)市場(chǎng)調(diào)研部調(diào)研成果顯示現(xiàn)在的困難是暫時(shí)的。這個(gè)綠色化學(xué)品肯定具有生命力?，F(xiàn)在中國(guó)碳酸二甲酯行業(yè)產(chǎn)能已經(jīng)出現(xiàn)階段性過(guò)剩，全行業(yè)處于虧損狀態(tài)。 目 前 ， 國(guó) 外 DMC 第 一 大 消 費(fèi) 領(lǐng) 域 是 聚 碳 酸 酯 ， 其 次 是 醫(yī) 藥 行 業(yè) 。 目 前 國(guó) 外 總 生 產(chǎn)能 力 約 為 l7 萬(wàn) ～ 20 萬(wàn) t／ a， 主 要 集 中 在 美 國(guó) 、 西 歐 和 日 本 。 為 此 ， 原 化 工 部 已 將 碳 酸 二 甲 酯 定 為 “九五 ”重 點(diǎn) 開 發(fā) 化 工 產(chǎn) 品 之 一 。 目 前 ， 碳 酸 二 甲 酯 在 中 國(guó) 主 要 用于 農(nóng) 藥 、 醫(yī) 藥 中 間 體 ， 需 求 量 15 萬(wàn) 噸 /年 左 右 ， 隨 著 其 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 的進(jìn) 一 步 拓 展 ， 市 場(chǎng) 需 求 將 以 每 年 兩 倍 的 速 度 快 速 增 長(zhǎng) 。 酯 交 換 法 工 藝 經(jīng)過(guò) 多 年 的 運(yùn) 行 ， 目 前 已 十 分 成 熟 。（ 4） 汽 油 添 加 劑DMC 具 有 高 氧 含 量 （ 分 子 中 氧 含 量 高 達(dá) 53%） 、 優(yōu) 良 的 提 高 辛 烷 值作 用 （ （ R+M） /2=105） 、 無(wú) 相 分 離 、 低 毒 和 快 速 生 物 降 解 性 等 性 質(zhì) ， 使汽 油 達(dá) 到 同 等 氧 含 量 時(shí) 使 用 的 DMC 的 量 比 甲 基 叔 丁 基 醚 （ MTBE） 少 倍 ， 從 而 降 低 了 汽 車 尾 氣 中 碳 氫 化 合 物 、 一 氧 化 碳 和 甲 醛 的 排 放 總 量 ，此 外 還 克 服 了 常 用 汽 油 添 加 劑 易 溶 于 水 、 污 染 地 下 水 源 的 缺 點(diǎn) ， 因 此DMC 將 成 為 替 代 MTBE 的 最 有 潛 力 的 汽 油 添 加 劑 之 一 。有刺激性。 氯化銅綠色至藍(lán)色粉末或斜方雙錐體結(jié)晶。因此一氧化碳具有毒性。可由氫與一氧化碳的混合物在高溫高壓下通過(guò)催化劑合成。系結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的飽和一元醇，化學(xué)式 CH3OH，分子量為 。 草酸二甲脂草酸二甲脂（Oxalic acide dimethyl ester，簡(jiǎn)稱 DMO）：化學(xué)式，分子量為 ，無(wú)色單斜形結(jié)晶，能溶于醇和醚。即使同樣的種類亦有不同的規(guī)格, 它們的比表面、空隙率及幾何尺寸存在差異, 這樣在選擇填料時(shí), 應(yīng)根據(jù)體系物性, 操作負(fù)荷, 壓降要求, 同時(shí)兼顧材料性能等, 進(jìn)行綜合考慮, 保證既經(jīng)濟(jì)又能正常生產(chǎn)。根據(jù)精餾原理可知，單有精餾塔還不能完成精餾操作，必須同時(shí)擁有塔底再沸器和塔頂冷凝器，有時(shí)還有配原料液，預(yù)熱器、回流液泵等附屬設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)操作。因此可是混合物得到幾乎完全的分離。在每層板上，回流液體與上升蒸汽互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過(guò)程。特別是在氣液接觸中, 已越來(lái)越多地被采用, 如已有設(shè)備通過(guò)利用規(guī)整填料來(lái)更換塔內(nèi)構(gòu)件, 從而達(dá)到提高塔負(fù)荷的目的, 一日〕 。 此 外 ，DMC 還 可 作 清 潔 劑 、 表 面 活 性 劑 和 柔 軟 劑 的 添 加 劑 。屬有毒物品，且高熱、明火可燃, 能與氧化劑起作用。易燃，蒸氣能與空氣形成爆炸極限 %%（體積） 。在水中的溶解度甚低，但易溶于氨水。氧氣比空氣重，在標(biāo)準(zhǔn)狀況（0℃和大氣壓強(qiáng) 101325 帕）下密度為 克/升，能溶于水，但溶解度很小。相對(duì)密度。 DMC 毒 性 很 低 ， 在 1992 年 就 被 歐 洲 列 為 無(wú) 毒 產(chǎn) 品 ，是 一 種 符 合 現(xiàn) 代 清 潔 工 藝 要 求 的 環(huán) 保 型 化 工 原 料 ， 因 此 DMC 的 合 成 技 術(shù) 受 到了 國(guó) 內(nèi) 外 化 工 界 的 廣 泛 重 視 ， 我 國(guó) 化 工 部 在 八 五 和 九 五 期 間 將 其 列 為 重 點(diǎn)項(xiàng) 目 工 藝 概 況 DMC 的 優(yōu) 良 性 質(zhì) 和 特 殊 分 子 結(jié) 構(gòu) 決 定 了 DMC 廣 泛 的 用 途 ， 概 括 如 下[1～ 3]： （ 1） 代 替 光 氣 作 羰 基 化 劑光 氣 （ ClCOCl） 雖 然 反 應(yīng) 活 性 較 高 ， 但 是 它 的 劇 毒 和 高 腐 蝕 性 副產(chǎn) 物 使 其 面 臨 巨 大 的 環(huán) 保 壓 力 ， 因 此 將 會(huì) 逐 漸 被 淘 汰 ； 而 DMC（ CH3OCOOCH3） 具 有 類 似 的 親 核 反 應(yīng) 中 心 ， 當(dāng) DMC 的 羰 基 受 到 親 核 攻 擊 時(shí) ，酰 基 氧 鍵 斷 裂 ， 形 成 羰 基 化 合 物 ， 副 產(chǎn) 物 為 甲 醇 ， 因 此 DMC 可 以 代 替光 氣 成 為 一 種 安 全 的 反 應(yīng) 試 劑 合 成 碳 酸 衍 生 物 ， 如 氨 基 甲 酸 酯 類 農(nóng) 藥 、聚 碳 酸 酯 、 異 氫 酸 酯 等 ， 其 中 聚 碳 酸 酯 將 是 DMC 需 求 量 最 大 的 領(lǐng) 域 ， 據(jù)預(yù) 測(cè) 2022 年 80%以 上 的 DMC 將 用 于 生 產(chǎn) 聚 碳 酸 酯 ； （ 2） 代 替 硫 酸 二 甲 酯 （ DMS） 作 甲 基 化 劑由 于 與 光 氣 類 似 的 原 因 ， DMS（ CH3OSOOCH3） 也 面 臨 被 淘 汰 的 壓力 ， 而 DMC 的 甲 基 碳 受 到 氫 核 攻 擊 時(shí) ， 其 烷 基 氧 鍵 斷 裂 ， 同 樣 生 成 甲基 化 產(chǎn) 品 ， 而 且 使 用 DMC 比 DMS 反 應(yīng) 收 率 更 高 、 工 藝 更 簡(jiǎn) 單 。 反 應(yīng) 釜 出 來(lái) 的 物料 經(jīng) 精 餾 脫 除 甲 醇 后 ， 回 收 得 丙 二 醇 或 乙 二 醇 ， 未 反 應(yīng) 物 甲 醇 、 碳 酸丙 烯 酯 或 碳 酸 乙 烯 酯 等 回 收 循 環(huán) 使 用 。 由 于工 藝 流 程 短 、 原 料 尿 素 和 甲 醇 易 得 ， 引 起 了 國(guó) 內(nèi) 外 化 工 界 的 高 度 重 視 。 隨 著 BASF、 Bayer、 SNPE 等 世 界 主 要 的碳 酸 二 甲 酯 生 產(chǎn) 商 的 光 氣 法 裝 置 的 停 產(chǎn) ， 市 場(chǎng) 供 需 矛 盾 將 會(huì) 日 趨 緊 張 。 有 資 料 介 紹 ， 若MTBE 在 汽 油 中 添 加 量 為 10%， 則 折 算 成 DMC 的 添 加 量 為 %。 國(guó) 外 一 些 企 業(yè) 一 直 在 積 極 研 究 DMC 替 代 光 氣 生 產(chǎn) 聚 碳 酸 酯 工 藝 技 術(shù) ，該 項(xiàng) 技 術(shù) 已 在 某 些 工 業(yè) 化 生 產(chǎn) 裝 置 上 運(yùn) 行 ， 但 并 未 得 到 大 范 圍 推 廣 。 華 東 理 工 大 學(xué) 利 用 自 己 開 發(fā) 的 以 國(guó) 產(chǎn) PC 為 原 料 的 酯 交 換 法 技 術(shù) ，在 安 徽 阜 陽(yáng) 、 南 化 公 司 、 河 南 濮 陽(yáng) 等 地 建 設(shè) 了 幾 套 規(guī) 模 不 同 的 裝 置 。 一個(gè)新興的綠色化工產(chǎn)品，短短幾年，為何就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩？ 業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為——潛在市場(chǎng)尚未變成 現(xiàn)實(shí)的消費(fèi)需求 國(guó) 際石化咨詢網(wǎng)市場(chǎng)分析師說(shuō)：“碳酸二甲酯單單作為綠色溶劑就有上千萬(wàn)噸的潛在市場(chǎng)需求。盡管碳酸二甲酯是綠色環(huán)保產(chǎn)品，有優(yōu)異的使用性能，但現(xiàn)在其身份只是‘替補(bǔ)隊(duì)員’。一方面可通過(guò)對(duì)現(xiàn)有酯交換法老工藝進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)挖潛和改造，每噸碳酸二甲酯生產(chǎn)成本可降低 1000 元以上；另一方面，開發(fā)和完善其他低成本生產(chǎn)工藝。相對(duì)于目前碳酸二甲酯 6000 元 / 噸左右的銷售價(jià)格而言，這是很可觀的。原來(lái)的‘坐 商’已經(jīng)行不通，碳酸二甲酯生產(chǎn)企業(yè)要主動(dòng)地開拓下游，推動(dòng)潛在市場(chǎng)變成實(shí)實(shí)在在的需求。合作可以從‘娃娃’抓起，從實(shí)驗(yàn)室的小試、 中試，直至工業(yè)放大都有企業(yè)和科研院所的全程參與。通常加壓恒沸精餾塔的操作壓力范圍為 400~1000Kpa,塔頂溫度為 70~140℃，從該塔底回收碳酸二甲酯產(chǎn)物，塔頂恒沸物送至減壓恒沸精餾塔。3. 主要設(shè)備T101：常壓塔 E101：冷凝器 V104：回流罐 E102：再沸器T102：減壓塔 E103：冷凝器 V108：塔釜常壓槽 V111：回流罐V105：塔頂減壓槽 V106：塔頂常壓槽 T103：加壓塔 E105：冷凝器 V112：回流罐 V115：塔頂加壓槽 V116：塔頂常壓槽V101：中間儲(chǔ)罐 P101：常壓塔進(jìn)料泵 V102：DMO 儲(chǔ)罐 V103：二元混合物儲(chǔ)罐 P102：減壓塔進(jìn)料泵 V107：塔釜減壓槽 V109：二元共費(fèi)物儲(chǔ)罐 E104：再沸器 V110：甲醇儲(chǔ)罐 P103：加壓塔進(jìn)料泵 V113：釜液中間罐 V114： DMC 儲(chǔ)罐 E106：再沸器 V117：溜出液儲(chǔ)罐 4. 倉(cāng)儲(chǔ)方案 倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)房設(shè)計(jì)如下圖： DMC 的性質(zhì) 理化特征外觀與性狀： 無(wú)色液體，有芳香氣味。就醫(yī)。 防護(hù)服： 穿防靜電工作服。進(jìn)入 DMO 分離塔時(shí)產(chǎn)物中 DMO 的含量為 98%= Kmol/h，DMC 為 Kmol/h，甲醇為（）98%= Kmol/：DMC:DMO=::1下面計(jì)算 CO，O 2的消耗量和水的生成量根據(jù)前面的兩個(gè)方程式（1） ， （2）可以得出以下結(jié)果：反應(yīng)的 CO 量為 Kmol/h，合 Kg/h；O 2 的反應(yīng)量為 Koml/h，合 Kg/h；水的生成量為 += Kmol/h。查水蒸氣表得：180℃，1MPa 時(shí)飽和水蒸氣的氣化潛熱 γ= KJ/kg 180℃，1MPa 時(shí)飽和水蒸氣的密度為 ρ= Kg/m3 180℃，1MPa 時(shí)水的比焓為 h1= KJ/kg 125℃，1MPa 時(shí)水的比焓為 h2= KJ/kgQ 總 =γK)求反應(yīng)條件下的吉布斯自由能： S3【398K,2MPa ；CO （g）+ 2（g）+2CH 3OH（g） 】→S4【398K,2MPa ；DMC （g）+H 2O （g） 】△ rG=△ rG34=△H 34T△S 34 =()/1000 = KJ/mol求此反應(yīng)的反應(yīng)平衡常數(shù)△ rG34=RTlnk∴k=1031副反應(yīng)（2）熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算表 34 查文獻(xiàn)【3】得 DMO 的熱力學(xué)數(shù)據(jù)物質(zhì) △ fHm / △ fGm △ fSm Cp (J/(m