【正文】 ………………………………………………..20第二部分 分離段……………………………………………….294 常壓精餾塔…………………………………………………………….......29 物料衡算 ……………………………………………………………….29 熱量衡算………………………………………………………………..30 設(shè)備計(jì)算………………………………………………………………..31 附屬設(shè)備………………………………………………………………..505 加壓精餾塔……………………………………………………………….54 物料衡算..………………………………………………………………54 熱量衡算……………………………………………………………….54 設(shè)備計(jì)算……………………………………………………………….55 附屬設(shè)備……………………………………………………………….726 減壓精餾塔…………………………………………………………………75 物料衡算………………………………………………………………..75 熱量衡算………………………………………………………………..75 設(shè)備計(jì)算………………………………………………………………..76 附屬設(shè)備………………………………………………………………..100第四章 安全評(píng)價(jià)…………………………………………1041 安全生產(chǎn)………………………………………………………………………1042 廠區(qū)安全………………………………………………………………………..109 火災(zāi)爆炸事故原因多樣化 ………………………………………………..109 怎樣預(yù)防火災(zāi)爆炸事故……………………………………………………109 車間生產(chǎn)安全設(shè)施的配備………………………………………………….111第五章 環(huán)境問題分析…………………………………….113碳酸二甲酯生產(chǎn)過程環(huán)境現(xiàn)狀概述………………………………………113碳酸二甲酯生產(chǎn)過程污染物種類及其指標(biāo)………………………………..1133 、 “三廢”問題分析…………………………………………………………..1164 總結(jié)……………………………………………………………………………117第六章 項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果評(píng)價(jià)…………………………118……………………………………………………………………….118 ……………………………………………………………………1213 項(xiàng)目的盈虧分析………………………………………………………………..1214 風(fēng)險(xiǎn)敏感分析……………………………………………………………………1225 評(píng)價(jià)的結(jié)論和建議………………………………………………………………122摘要精餾是多級(jí)分離過程，即同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程。但國(guó)內(nèi)在這方面的研究則較少, 如何設(shè)計(jì)規(guī)整填料蒸餾塔已成為一個(gè)重要的課題, 它對(duì)自行設(shè)計(jì), 改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備生產(chǎn)狀況都較為重要。故存放在通風(fēng)低溫干燥處； 與氧化劑、食品添加劑分開存放。空氣混合爆炸極限為 %～74%。熔點(diǎn)約 100℃。 該 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 簡(jiǎn) 單 。據(jù) 介 紹 ， 碳 酸 二 甲 酯 與 上 下 游 產(chǎn) 品 的 關(guān) 聯(lián) 度 很 大 。 隨 著環(huán) 保 、 安 全 生 產(chǎn) 等 法 律 法 規(guī) 的 日 臻 完 善 ， 以 及 DMC 生 產(chǎn) 成 本 的 不 斷 降 低 ，DMC 替 代 光 氣 、 硫 酸 二 甲 酯 、 氯 甲 烷 等 有 害 物 質(zhì) 作 為 羰 基 化 、 甲 基 化 、 酯交 換 原 料 ， 其 市 場(chǎng) 前 景 將 十 分 看 好 。碳酸二甲酯用作汽油添加劑、代替光氣生產(chǎn)市場(chǎng)缺口很大的聚碳酸酯和 異氰酸酯，這些產(chǎn)品的市場(chǎng)需求都有上百萬(wàn)噸。例如前些年做了大量工作的甲醇液相氧化羰基化法和尿素一步醇解法等，都已經(jīng)取得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如果進(jìn)一步打通流程、完善工藝、降低成本，也將會(huì)有巨大的競(jìng)爭(zhēng)力。例如碳酸二甲酯在鋰電池電解液領(lǐng)域、在環(huán)保型建筑膠黏劑中的應(yīng)用 就是很好的突破口。附圖二 草酸二甲酯合成過程中低壓恒沸精餾高壓恒沸精餾雙塔分離低濃度碳 2 所示，MEDMCDMO 混合液由儲(chǔ)槽（V101）經(jīng)泵（P101）送入草酸二甲酯分離塔（T101 ） ，甲醇與恒沸物（ME/DMC）從塔頂餾出，經(jīng)冷凝器（E101）冷凝器至液體，流入儲(chǔ)槽（V103） ，塔頂產(chǎn)物為草酸二甲酯（DMO） ，經(jīng)冷卻器（E107）冷卻后流入DMO 儲(chǔ)槽（V102） ，E102 為 T101 塔再沸器，提供精餾塔的熱量。 吸入： 脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。出反應(yīng)段后各物質(zhì)的質(zhì)量為：CO 的質(zhì)量為：（）98%= Kg/h；(氣液分離器分離)O2 的質(zhì)量為：（）98%= Kg/h；（氣液分離器分離）N2 的質(zhì)量為： Kg/h；（氣液分離器分離）水的質(zhì)量為：（+） 1898%= Kg/h（水吸附分離）甲醇的質(zhì)量為： Kg/h；（進(jìn)入 DMO 分離塔）DMC 的質(zhì)量為：701 Kg/h；（進(jìn)入 DMO 分離塔）DMO 的質(zhì)量為： Kg/h；（進(jìn)入 DMO 分離塔）表 31 物料衡算表物質(zhì) 原料進(jìn)料量/（Kg/h）預(yù)熱器各物質(zhì)的質(zhì)量/（Kg/h）反應(yīng)或生成各物質(zhì)的質(zhì)量/（Kg/h）出反應(yīng)段各物質(zhì)的質(zhì)量/（Kg/h）進(jìn)入 DMO 分離塔各物質(zhì)的質(zhì)量/（Kg/h）甲醇 反應(yīng) CO 反應(yīng) 0O2 反應(yīng) 0N2 0 反應(yīng) 0H2O 0 0 生成 0DMC 0 0 生成 701 701DMO 0 0 生成 通常在低于幾千個(gè)千帕的壓力下，理想氣體方程往往能滿足工程的要求。K))KJ/mol KJ/mol J/(mol??=??????單 管 = 6=查得塔經(jīng)的計(jì)算公式有 39。 防火層的設(shè)計(jì) 考慮到裙座的防火問題，在裙座內(nèi)外側(cè)均敷設(shè)防火層，防火材料為石棉水泥層, 厚度為50mm。（6）運(yùn)行模擬計(jì)算，并顯示計(jì)算結(jié)果 可知運(yùn)算的的理論板數(shù)為18塊(不包括冷凝器和再沸器)，進(jìn)料板是第9塊，單擊“OK”。 O2：。)。K)（4）狀態(tài) S5 到狀態(tài) S6 的焓變和熵變△H 56=∫ Cp，M,DMC dT +∫ Cp，M,H2O dT29832983 =（S 4）T 2（125℃）P2(2MPa)DMC(g)+ H2O (g) = KJ/mol△S 56=∫ Cp，MDMC dlnT +∫ Cp，M H2O dlnT29832983== J/(mol 第三章 工藝計(jì)算第一部分 反應(yīng)段1 .物料衡算5000 噸/年（300 天） MDMC=90g/mol，M meth=32g/mol，M DMO=118g/mol反應(yīng)方程式：CO（g）+ 2（g）+2CH 3OH（g）→DMC （g）+H2O（g） （1 ） 2CO（g）+ 2（g）+2CH 3OH（g）→DMO （g）+H2O（ g） （ 2）DMC 日產(chǎn)量為 691 Kg/h每個(gè)精餾塔物料損耗 %，反應(yīng)段物料損 2%,則反應(yīng)生成的 DMC 的量為 Kmol/h綜上：DMC 日產(chǎn)量 701 Kg/h，合 Kmol/h已知 DMC 的收率為 %，則： Y=生成 DMC 所消耗的關(guān)鍵組分量/關(guān)鍵組分的起始量算得甲醇進(jìn)量為 Kmol/h（進(jìn)入預(yù)熱器中物質(zhì)的量） ，反應(yīng)（1）消耗的甲醇量為 2DMC=2= Kmol/h已知甲醇的轉(zhuǎn)化率為 20%，則： 反應(yīng)器中反應(yīng)了的甲醇/加入反應(yīng)器中的甲醇=20%即 n 反應(yīng) /=20%，n 反應(yīng) = Kmol/h則反應(yīng)（2）中甲醇的反應(yīng)量為 = Kmol/h生成的 DMO 量為 Kmol/h下面計(jì)算預(yù)熱器中各物質(zhì)的量甲醇的物質(zhì)的量= Kmol/h，即 Kg/h，已知反應(yīng)器進(jìn)料氣相組成：20% 甲醇 ,65%CO,6%O2,9%N2。本品對(duì)皮膚有刺激作用， 其蒸氣或煙霧對(duì)眼睛、粘膜和上呼吸道有刺激作用。分離塔T101 為草酸二甲酯分離塔，理論塔板數(shù)為 10~20，回流比 ~,進(jìn)料組成為MEDMCDMO,在分離中由于 MEDMC 形成恒沸物，同時(shí)由于分離的洗滌液中 DMC 的濃度不同且較低，因此 T101 塔的關(guān)鍵組分為 MEDMC，由于關(guān)鍵組分沸點(diǎn)差大，所以容易分離T102 為甲醇分離塔的減壓恒沸精餾，理論塔板數(shù)為 10~20，回流比 ~，塔頂餾出液為恒沸物（ME/DMC） ，塔底為甲醇（ME） ，由于甲醇與恒沸物之間的沸點(diǎn)差很?。ㄏ鄬?duì)揮發(fā)度?。?，因此分離相對(duì)困難，在設(shè)計(jì)中既要考慮分離所需的理論板數(shù)，同時(shí)還需考慮塔板數(shù)變化引起的壓降造成沸點(diǎn)升高允許的范圍內(nèi)，為此通常選擇壓降低的高效填料。我國(guó)碳酸二甲酯生產(chǎn)從無(wú)到有，短短 10 年時(shí)間發(fā)展到 24 萬(wàn) 噸產(chǎn)能，這只是第一個(gè)發(fā)展周期。 對(duì)此國(guó)際石化咨詢網(wǎng)資深市場(chǎng)分析 師常先生給出以下建議： 第一，力爭(zhēng)碳酸二甲酯產(chǎn)業(yè)升級(jí)。因?yàn)榘茨壳霸檄h(huán)氧丙烷價(jià)格 13000 元 / 噸計(jì)算，產(chǎn)品碳酸二甲酯價(jià)格應(yīng)該維持 7000 元 / 噸、丙二醇應(yīng)該維持 10000 元 / 噸，行業(yè)才有較合理的盈利水平，才是比較健康的。 目 前 ， 國(guó) 外 DMC 生 產(chǎn)企 業(yè) 相 對(duì) 較 為 集 中 ， 只 有 十 幾 家 生 產(chǎn) 企 業(yè) 。在 國(guó) 際 市 場(chǎng) 上 ， 碳 酸 二 甲 酯 的 年 市 場(chǎng) 需 求 量 約 為 15 萬(wàn) 20 萬(wàn)噸 。 主 要 生 產(chǎn) 工 藝(1) 光 氣 法 是 最 早 實(shí) 現(xiàn) 工 業(yè) 化 生 產(chǎn) DMC 的 方 法 ， 由 于 光 氣 的 劇 毒 性 和 工 藝 雜 性及 其 對(duì) 設(shè) 備 的 嚴(yán) 重 腐 蝕 性 ， 且 產(chǎn) 品 氯 含 量 高 ， 已 經(jīng) 被 逐 步 淘 汰 。在 70 至 200℃時(shí)失去水分。此外，還可從木材干餾時(shí)得到的焦木酸分出。熔點(diǎn) 54℃，沸點(diǎn) ℃，相對(duì)密度 （54℃） ，折光率（℃） ， 閃點(diǎn) 75℃。填料塔自它發(fā)明以來, 已廣泛地應(yīng)用于化工生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域?；こ僧a(chǎn)中，精餾主要用于以下幾種目的:1)獲得餾出液塔頂?shù)漠a(chǎn)品；2)將溶液多級(jí)分離后，收集餾出液，用于獲得甲苯，氯苯等；3)脫出雜質(zhì)獲得純凈的溶劑或半成品，如酒精提純，進(jìn)行精餾操作的設(shè)備叫做精餾塔。 作 為 溶 劑 ， DMC 可 替 代 氟 里 昂 、 三 氯 乙烷 、 三 氯 乙 烯 、 苯 、 二 甲 苯 等 用 于 油 漆 涂 料 、 清 潔 溶 劑 等 。甲醇對(duì)金屬特別是黃銅有輕微的腐蝕性。 氧氣氧氣（Oxygen）：化學(xué)式 O2，分子量 32。2 項(xiàng) 目 背 景 與 發(fā) 展 概 況碳 酸 二 甲 酯 （ Dimethyl Cabonate） 簡(jiǎn) 稱 DMC， 常 溫 時(shí) 是 一 種 無(wú) 色 透 明 、略 有 氣 味 、 微 甜 的 液 體 ， 熔 點(diǎn) 4 ℃ ， 沸 點(diǎn) ℃ ， 密 度 g/cm3,難 溶于 水 ， 但 可 以 與 醇 、 醚 、 酮 等 幾 乎 所 有 的 有 機(jī) 溶 劑 混 溶 。 甲 醇 氧 化 羰 基 化 法 又 分 液 相法 和 氣 相 法 工 藝 。 而 全 世 界 光 氣 和 DMS 產(chǎn) 量 在 200 萬(wàn) 噸 /年 以 上 ， 按 照 實(shí) 際 反 應(yīng) 過 程 中 DMC 的 有 效 羰 基 化 數(shù) 和 甲 基 化 數(shù) 分 別 是 光氣 和 DMS 的 倍 、 倍 計(jì) ， 再 假 設(shè) 未 來 幾 年 光 氣 和 DMS 需 求 量 的 30%被DMC 取 代 ， 僅 此 一 項(xiàng) 就 需 DMC30 萬(wàn) 噸 /年 以 上 。 同 時(shí) ， 由 于 DMC 價(jià) 格 偏 高 ， 使 得 其 在 替 代 DMS 用 做甲 基 化 劑 等 方 面 的 應(yīng) 用 開 發(fā) 也 較 慢 。但現(xiàn)在的問題是需求沒有明顯增長(zhǎng)。該公司董事長(zhǎng)盧偉欣慰地說：“我們公司一期碳酸二甲酯產(chǎn)能 12022 噸 / 年，規(guī)模不算大，但成本可能是行業(yè)最低的。 第 三，加強(qiáng)行業(yè)產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用研究協(xié)作。塔頂產(chǎn)物進(jìn)入 T102 塔。 呼吸系統(tǒng)防護(hù)： 空氣中濃度較高時(shí)，應(yīng)該佩戴防毒口罩。K))KJ/mol KJ/mol J/(molK)(5) 狀態(tài) S1 到狀態(tài) S6 的焓變和熵變△H 16=△ fHm,DMO+△ fHm,H2O 2△ fHm,△ fHm,O22△ fHm,meth =+2+0+2 = KJ/mol△S 16=△ fSm,DMO+△ fSm,H2O2△ fSm,△ fSm,O22△ fSm,meth=+= J/(mol催化劑填充高度為6m，反應(yīng)器上下留有一定空間，故取反應(yīng)器筒體高度為7m。（3）選擇熱力學(xué)模型選SRK方程，點(diǎn)擊“ OK”。（4）詳細(xì)定義進(jìn)料物流 雙擊紅色箭頭后方框內(nèi)的流股1，填寫數(shù)據(jù):進(jìn)料溫度：320K，壓強(qiáng)：，其中甲醇： DMO： DMC: ，進(jìn)料總量：。 fm——修正的摩擦系數(shù)； ρ——流體密度，kg/m3； ? u0——空塔線速，m/s，因物料粘度較小，取3m/s； dp——催化劑顆粒直徑，m； ——床層空隙率； ? ????H——床層高度，m； μ——流體的絕對(duì)黏度， pa s?a、b——系數(shù)，采用Ergun 提出的數(shù)值，a＝，b＝150。K)求反應(yīng)條件下的吉布斯自由能： S3【398K,2MPa ；2CO （g）+ 2（g）+2CH 3OH（g） 】→S4【398K,2MPa