【正文】 K) 。年產(chǎn) 4000 噸碳酸二甲酯工藝設(shè)計(jì)說明書20第三章 工藝計(jì)算 反應(yīng)器工藝計(jì)算 物料恒算計(jì)算基準(zhǔn)為 300 天。DMC 可替代光氣合成聚碳酸酯、碳酸二苯酯、異氰酸酯（TDI、 MDI、HDI 、IPPI ）及烯丙基二甘醇碳酸酯（ADC） ；也可用于合成氨基甲酸酯類農(nóng)藥（西維因） 、苯甲醚、甲基芳胺等；此外，DMC 具有高的含氧量（ ％） ，可以用做汽油添加劑，能有效提高汽油的辛烷值；還具有與其它溶劑相溶性好，蒸發(fā)速度快的特點(diǎn)，適于在特種油漆、藥物制造行業(yè)使用。特別注意眼和呼吸道的防護(hù)年產(chǎn) 4000 噸碳酸二甲酯工藝設(shè)計(jì)說明書18⑸ 表 消防措施燃燒性 易燃 建規(guī)火險(xiǎn)分級(jí) 甲閃點(diǎn)(℃) 19 危險(xiǎn)特性 遇明火、高熱易燃。就醫(yī) 吸入 脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。精餾塔（1）為常壓塔，用來分離出DMO，塔釜主要成分是 DMO，塔頂?shù)闹饕煞质?DMC、CH 3OH，塔頂物流進(jìn)入精餾塔(2) ；精餾塔（ 2）為減壓塔，操作壓力為 30 kPa，用來分離出CH3OH，塔頂主要成分是 CH3OH，塔釜成分大部分是 DMC，還有少部分CH3OH，塔頂物流進(jìn)入精餾塔（3） ；精餾塔（3）為加壓塔，操作壓力為 800 kPa，主要是為了分離出少量的 CH3OH 獲得高純度的 DMC，DMC 從塔釜排出。本過程主要是采用甲醇?xì)庀嘌趸驶ê铣商妓岫柞?，用甲醇、氧氣和一氧化碳作原料來合成碳酸二甲酯（DMC） ，還需要按照空氣比加入一定的氮?dú)夥乐贡ㄊ鹿?，但是，用這三種作原料，不僅有 DMC 生成還有草酸二甲酯（DMO ）生成。由于DMOMeDMC混合液中DMC與Me形成二元恒沸物，而草酸二甲酯（DMO ）與此恒沸物的相對揮發(fā)度的差別很大，因此通過普通精餾可以分離出草酸二甲酯（DMO） ，再將塔頂?shù)暮惴形锿ㄟ^減壓加壓雙塔精餾模式分離出來。從反應(yīng)器流出的粗產(chǎn)品為DMC、MeOH、DMO 、H 2O多元混合物，經(jīng)脫水處理后變?yōu)镈MC、MeOH和 DMO三元混合物。當(dāng)前，尤其是在中小合成氨裝置的公用工程、設(shè)備和人員優(yōu)勢，大力開發(fā)碳酸二甲酯及其下洲產(chǎn)品已成當(dāng)務(wù)之急。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)，市場供需矛盾將會(huì)日趨緊張。同時(shí)，碳酸二甲酯的副產(chǎn)品丙二醇，也是一種十分有用的多元醇，主要用于生產(chǎn)丙二醇醚、新型樹脂材料、醫(yī)藥中間體，還可用作高級(jí)溶液等，國內(nèi)總需求為10 萬噸/年，每年需要大量進(jìn)口。隨著高分子合成、有機(jī)化工、精細(xì)化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥和環(huán)保等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對 DMC 合成方法的研究將繼續(xù)深入，必將開發(fā)出新型、高效的 DMC 生產(chǎn)工藝，以滿足綠色工業(yè)對 DMC 的要求。尿素醇解法以來源廣泛、價(jià)格低廉的尿素和甲醇作基本原料，具有原料價(jià)廉易得、工藝簡單和反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣可以回收利用等優(yōu)點(diǎn)，并且反應(yīng)過程無水生成，避免了甲醇—DMC—水復(fù)雜體系的分離問題。合成路線正朝著簡單化、無毒化和無污染化的方向發(fā)展。 國外市場目前世界上美國、日本、西歐是 DMC 主要生產(chǎn)國家和地區(qū)，全球總生產(chǎn)能力約為 17 萬噸/年，產(chǎn)量和消費(fèi)量約 9 萬噸。預(yù)計(jì)，2022 年、2022 年碳酸二甲酯在鋰電池及其它領(lǐng)域中的需求量將分別達(dá)到 2022 噸和 5000 噸。據(jù)業(yè)內(nèi)人士統(tǒng)計(jì)，2022 年僅手機(jī)用鋰電池的產(chǎn)量就達(dá)到 8 億個(gè)，年消費(fèi)碳酸二甲酯碳酸二乙酯 碳酸甲乙酯三元溶劑約 3000 噸，按其中 30%為碳酸二甲酯估算，實(shí)際消費(fèi)碳酸二甲酯約 1000 噸。若 DMC 取代 MTBE 作汽油添加劑成功，將成為最有市場潛力汽油添加劑之一，其需求量將達(dá)到 60 萬噸以上。2022 年以后，在國內(nèi)非光法 PC 工藝取得突破并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的基礎(chǔ)上，我國非光法聚碳酸酯工業(yè)將得到快速的發(fā)展，從而帶動(dòng)碳酸二甲酯市場的快速增長，在今后的聚碳酸酯生產(chǎn)中將逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。DPC 的合成一般采用光氣和苯酚反應(yīng)路線，也可使用碳酸二甲酯與苯酚反應(yīng)合成 DPC，即所謂的非光氣化路線。近年，光氣的生產(chǎn)及供應(yīng)渠道均有了較大改進(jìn)，加上成本上的原因，碳酸二甲酯替代光氣生產(chǎn)氨基甲酸酯類農(nóng)藥方面的應(yīng)用增長受到限制，在農(nóng)藥行業(yè)中碳酸二甲酯的需求量將基本維持現(xiàn)狀。預(yù)計(jì) 2022 年、2022 年國內(nèi)固體光氣的產(chǎn)量將分別達(dá)到 6300 噸、10000 噸，屆時(shí)將分別消費(fèi)碳酸二甲酯 1900 噸和 3000 噸。近年來隨著國內(nèi)碳酸二甲酯工業(yè)的快速發(fā)展，為進(jìn)一步拓展碳酸二甲酯下游產(chǎn)品消費(fèi)市場，固體光氣的生產(chǎn)及應(yīng)用得到國內(nèi)眾多碳酸二甲酯生產(chǎn)企業(yè)及科研院所的重視，產(chǎn)量逐年上升。此外，在氟哌酸原藥的生產(chǎn)中，碳酸二甲酯用于替代硫酸二甲酯近年來得到較大的發(fā)展，其碳酸二甲酯的消費(fèi)量達(dá)到了約 1200 噸的水平。① 醫(yī)藥碳酸二甲酯在醫(yī)藥方面主要用于合成抗感染類藥、解熱鎮(zhèn)痛類藥、維生素類藥和中樞神經(jīng)系統(tǒng)用藥。 國內(nèi)外市場需求及預(yù)測 國內(nèi)市場⑴ 國內(nèi)生產(chǎn)情況截止到 2022 年底，我國有 DMC 生產(chǎn)企業(yè)二十多家，總生產(chǎn)能力約 萬噸/年，其中傳統(tǒng)的光氣法生產(chǎn)工藝已屬淘汰之列，現(xiàn)在除湖北興發(fā)集團(tuán) 4000 噸/年的生產(chǎn)裝置采用了液相氧化羰基合成法工藝外，其余裝置大多均采用國內(nèi)自行開發(fā)的酯交換法工藝。反應(yīng)式為： 2CH3ONO+CO→ (CH 3O) 2CO+2NO 2NO+1/2O2+2CH3OH→ 2CH 3ONO+H2O 總反應(yīng)： 2CH3OH+CO+1/2O2→(CH 3O) 2CO+H2O 反應(yīng)器采用多管式固定床反應(yīng)器， 催化劑采用活性炭吸附的 PdCl2/CuCl2。以美國 Dow化學(xué)公司為代表；甲醇、CO、O 2 氣態(tài)物流在 100～150℃，2 MPa 下，在有固體催化劑的固定床反應(yīng)器內(nèi)生成 DMC。反應(yīng)式為： 2CuCl+2CH3OH+1/2O2→ 2Cu(OCH 3)Cl+H2O 2Cu(OCH3)Cl+CO→ (CH 3O) 2CO+2CuCl 反應(yīng)速度由加入 O2 的速度控制，氣液反應(yīng)物經(jīng)閃蒸分離，回收液相中的催年產(chǎn) 4000 噸碳酸二甲酯工藝設(shè)計(jì)說明書6化劑，循環(huán)利用未反應(yīng)的氣相，最終反應(yīng)釜分離的液相經(jīng)脫水、脫醇、萃取和精餾制得 DMC 成品。此工藝在反應(yīng)中不引入其它溶劑，避免溶劑分離和碳酸乙烯酯的分離提純，不僅簡化工序，節(jié)約能源，而且提高反應(yīng)速度和反應(yīng)收率，可大大降低成本，這項(xiàng)技術(shù)已申請專利。 酯交換法生產(chǎn)的本質(zhì)是 CO2 與甲醇合成 DMC 過程與環(huán)氧丙烷或環(huán)氧乙烷水解合成丙二醇或乙二醇過程的耦合。以前美國的 PPG 公司、法國的 SNPE 公司、德國的 Bayer 公司、BASF 公司都采用過該法生產(chǎn) DMC；國內(nèi)的上海吳淞化工廠、江蘇吳縣農(nóng)藥廠、重慶東風(fēng)化工廠等少數(shù)廠家也曾采用該工藝。據(jù)專家預(yù)測，在 2022年全球 PC 的生產(chǎn)能力將達(dá)到 3 910 kt/a，這將需要 200 kt/a 的 DMC。安徽銅陵和河北新朝陽均有計(jì)劃在近兩年內(nèi)將 DMC 生產(chǎn)規(guī)模分別擴(kuò)大到 12 kt/a 和 10 kt/a。目前，甲醇氧化羰基化法合成 DMC 的反應(yīng)中，Cl 的流失是造成催化劑失活的主要原因。作為一種清潔的有機(jī)化學(xué)試劑，碳酸二甲酯一方面可替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進(jìn)行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交換等反應(yīng)生成多種重要化工產(chǎn)品；另一方面，以碳酸二甲酯為原料可以開發(fā)、制備多種高附加值的精細(xì)專用化學(xué)品，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料、染料、潤滑油添加劑、食品增香劑、電子化學(xué)品等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛；第三，由于氧含量高、相容性好,可用作低毒溶劑和燃油添加劑。研制的催化劑主要分為含Cl催化劑和不含Cl 催化劑兩大類。用作維生素 B13 的中間體，也可用作增塑劑。微溶于冷水，在熱水中分解。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?xì)浠衔?、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。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（CH 3OSOOCH3）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、工藝更簡單。DMC 具有酯的通性，可與水發(fā)生水解反應(yīng)；可與含活潑氫基團(tuán)的醇、酚、胺、酯等化合物反應(yīng)；與二元醇或二元酚反應(yīng)生成聚碳酸酯。氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但在高溫、年產(chǎn) 4000 噸碳酸二甲酯工藝設(shè)計(jì)說明書1高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對人類有用的新物質(zhì)。通常由一氧化碳與氫氣反應(yīng)制得。又稱“木醇”或“ 木精”。⑵ 氧氣氧氣是空氣的組分之一，無色、無臭、無味。一氧化碳進(jìn)入人體之后會(huì)和血液中的血紅蛋白結(jié)合，進(jìn)而使血紅蛋白不能與氧氣結(jié)合，從而引起機(jī)體組織出現(xiàn)缺氧，導(dǎo)致人體窒息死亡。關(guān)鍵詞：碳酸二甲酯 氧化羰基化 固定床反應(yīng)器 精餾年產(chǎn) 4000 噸碳酸二甲酯工藝設(shè)計(jì)說明書VAbstractDimethyl carbonate (Dimethyl Carbonate, referred to as DMC) can be used as a clean anic reagents. DMC production process mainly light domestic gas law, transesterification synthesis, oxidative carbonylation, three synthesis methods. Oxidative carbonylation of them direct access to the primary chemical raw materials, step synthesis with a simple process, raw materials readily available, and only one byproduct water, raw materials, high efficiency, no pollution, is attractive atom economy process route. The synthesis process that uses this method produce 4000 tons DMC. Reaction raw material methanol, CO, O2 gas logistics in 130℃, 1 MPa, through the activated carbon adsorption PdCl2/CuCl2 filled with solid catalyst fixed bed reactor to produce DMC. he reaction product by condensation, gasliquid separation, the separation section in the regular removal of dimethyl oxalate pressure distillation into vacuum pressure twin processes of methanol for DMC separation products. The process of % purity, the main reaction selectivity of 56%. Key words: Dimethyl Carbonate Of carbon dioxidebased Fixedbed reactorDistillation 年產(chǎn) 4000 噸碳酸二甲酯工藝設(shè)計(jì)說明書VI目錄第一章 項(xiàng)目說明 ..........................................................................................................1 產(chǎn)品與原料介紹 ..................................................................................................1 原料介紹 ........................................................................................................1 產(chǎn)物介紹 ........................................................................................................2 催化劑 ............................................................................................................3 項(xiàng)目背景和發(fā)展概況 ...................................................................