【正文】 法、酯交換合成法等三種合成方法。在 DMC 的諸多用途中，聚碳酸酯（PC ）是其消耗量最大的領域，例如采用非光氣的酯交換工藝，生產 1 t 的 PC 需要消耗 t DMC，預計在2022－2022 年新建的 PC 工廠中將有 15%采用這種工藝。據(jù)稱，目前國內 DMC 的需求量已經達到了數(shù)萬噸，僅醫(yī)藥行業(yè)生產環(huán)丙沙星就年需 DMC 至少 8 kt 以上。我國 DMC 的生產廠家原有 20 多家，但都存在規(guī)模小、開工率不足的情況，近兩年這一狀況有所改善：2022 年湖北興發(fā)化工集團利華化工有限公司投產了4 kt/a DMC 項目，安徽銅陵有色金泰精細化工廠將其 1 kt/a DMC 裝置擴建到了3 kt/a，2022 年 5 月河北新朝陽化工股份公司投資 1500 萬元在河北省萬全縣建成投產了 5 kt/a 的 DMC 裝置，至此，我國 DMC 的年生產能力超過了 10 kt/a。隨著人們對環(huán)境問題的日益重視，以及 DMC 下游產品的不斷開發(fā)，DMC 的應用及市場前景會十分看好。要實現(xiàn)氣相法的工業(yè)化，需使催化活性和使用壽命達到工業(yè)應用要求。DMC 作為環(huán)境友好的活潑中間體，其合成方法必然受到越來越廣泛的關注。 項目背景和發(fā)展概況近年來，隨著碳酸二甲酯生產工藝的突破，其應用領域日益廣泛。含Cl 催化劑是將CuCl、CuCl 及PdCl等活性組分負載于高比表面積載體年產 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書3上，或者是以氯化物作為助劑的催化劑。為此，研究者試圖在催化劑制備上有所突破，包括載體的選擇、活性組分前驅體的選擇、助劑的添加和制備工藝的變化等，以求達到高選擇性地同時提高甲醇轉化率及催化劑穩(wěn)定性。 催化劑自1983年意大利埃尼集團化學合成公司率先采用甲醇液相羰基化技術實現(xiàn)碳酸二甲酯工業(yè)化生產以來，甲醇氣相羰基化催化劑的研究主要集中在液相反應催化活性組分的固載化方面，涉及的活性組分有Cu +、Cu、Pb等物種。用于有機合成。熔點為 54℃，沸點為 ℃，相對密度 （54℃） ，折光率 （℃） ， 閃點 75℃。 ⑵ 草酸二甲酯 草酸二甲酯又稱為乙二酸二甲酯，分子式為 COOCH3COOCH3，分子量為，無色單斜形結晶，能溶于醇和醚。在 2022 年美國化學會會議上，我國天津大學的無污染、低成本生產汽油添加劑 DMC 的技術成為本次會議最受矚目的三大發(fā)明之一，這說明了 DMC 作為汽油添加劑的優(yōu)勢已經被廣泛認同。DMC 不僅毒性小，還具有閃點高、蒸汽壓低和空氣中爆炸下限高等特點，因此是集清潔性和安全性于一身的綠色溶劑。主要用途包括合成有機中間體、醫(yī)藥產品、農藥產品等。DMC 的優(yōu)良性質和特殊分子結構決定了 DMC 廣泛的用途，概括如下： ① 代替光氣作羰基化劑光氣（ClCOCl）雖然反應活性較高，但是它的劇毒和高腐蝕性副產物使其面臨巨大的環(huán)保壓力，因此將會逐漸被淘汰；而 DMC（CH 3OCO OCH3）具有類似的親核反應中心，當 DMC 的羰基受到親核攻擊時，?；蹑I斷裂，形成羰基化合物，副產物為甲醇，因此 DMC 可以代替光氣成為一種安全 的反應試劑合成碳酸衍生物，如氨基甲酸酯類農藥、聚碳酸酯、異氫酸酯等，其中聚碳酸酯將是 DMC 需求量最大的領域。 碳酸二甲酯是一種新興的綠色基礎化學原料，可以滿足當前清潔工藝的要求，符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略趨勢，同時兼具多種優(yōu)良性能。DMC 毒性很小，對金屬基本上無腐蝕性。 產物介紹⑴ 碳酸二甲酯碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，簡稱 DMC)，化學式為 CH3OCOOCH3，分子量為 ，常溫下為透明液體，略帶香味。常溫下為氣體，在標準大氣壓下，冷 ℃ 時，變成沒有顏色的液體，℃時，液態(tài)氮變成雪狀的固體。⑷ 氮氣氮氣常壓下是一種無色無味無嗅的氣體，且通常無毒。用于制造甲醛和農藥等，并用作有機物的萃取劑和酒精的變性劑等。是無色有酒精氣味易揮發(fā)的液體。⑶ 甲醇甲醇系結構最為簡單的飽和一元醇，化學式 CH3OH。氧氣比空氣重，在標準狀況（0℃和大氣壓強 101325 帕）下密度為 克/升，能溶于水，但 溶解度很小。常見于家庭居室通風差的情況下，煤爐產生的煤氣或液化氣管道漏氣或工業(yè)生產煤氣以及礦井中的一氧化碳吸入而致中毒。因此一氧化碳具有毒性?？諝饣旌媳O限為 %～74%。分子量 ，密度 g/l，冰點為207℃，沸點190℃。該工藝產品純度可達 %，主反應選擇性為56%。反應原料甲醇、CO、O 2 氣態(tài)物流在 130℃，1 MPa 下，通過填裝有活性炭吸附的 PdCl2/CuCl2 固體催化劑的固定床反應器，生成 DMC。其中氧化羰基化法可直接利用初級化工原料，一步合成，具有工藝簡單、原料易得、只有單一副產品水、原料利用率高、無污染等特點，是極具吸引力的原子經濟性工藝路線。年產 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書IV摘要碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，簡稱 DMC)可作為一種清潔的有機化學試劑。我國有豐富的煤炭資源，可為該合成方法提供充足的一氧化碳和甲醇原料，另外，CO 還可來自煉鋼廠廢氣，故此方法具有較大的開發(fā)前景。從反應器流出的粗產品為DMC、MeOH、DMO、H 2O 多元混合物，經脫水處理后變?yōu)?DMC、MeOH 和 DMO 三元混合物。甲醇氣相氧化羰基化法一步直接合成碳酸二甲酯，工藝路線由于其原料便宜易得、毒性小、工藝簡單成本低等特點，是極有發(fā)展前途的方法。早期用光氣法工業(yè)化生產 DMC，由于光氣是劇毒品，曾在第二次世界大戰(zhàn)上用作化學武器，該法對生產安全及環(huán)境保護十分不利。在理論知識日趨成熟的同時，工業(yè)擴大的要求也日益強烈。在生產中具有使用安全、方便、污染少、容易運輸?shù)忍攸c，在能源方面，可作汽油添加劑，提高辛烷值，降低有害氣體的排放。年產 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書課 程 設 計 說 明 書化工與制藥學院課程設計說明書課題名稱 4000 噸/年氧化羰化法合成碳酸二 甲酯工藝設計 專業(yè)班級 08 工業(yè)催化 01 學生成績 指導教師 課題工作時間 ~ 化工與制藥學院年產 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書I化工與制藥學院課程設計任務書專業(yè) 08 工業(yè)催化 班級 01 學生姓名 發(fā)題時間： 2022 年 12 月 15 日一、 課題名稱4000 噸/年氧化羰化制碳酸二甲酯工藝設計 二、 課題條件（文獻資料、儀器設備、指導力量）指導教師：。三、 設計任務（包括設計、計算、論述、實驗、應繪圖紙等，只需簡明列出大項目）1. 反應和分離工藝的確定2. 工藝計算3. 安全評價4. 環(huán)境問題分析5. 項目技術經濟效果評價6. 圖紙（1）全廠總平面布置圖；（2）帶控制點的工藝流程圖；（反應工段，分離工段）（3）主要設備裝配圖：反應器和一個精餾塔的裝配圖四、 設計所需技術參數(shù)年產 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書II五、 設計說明書內容設計任務書題目名稱，目錄及頁碼第一章 項目說明第二章 工藝設計方案第三章 工藝計算 （反應段， 分離段）第四章 安全評價第五章 環(huán)境問題分析第六章 項目技術經濟效果評價結語：設計體會，收獲，致謝等參考文獻六、 進度計劃（列出完成項目設計內容、繪圖等具體起始日期） 課程設計任務布置 查閱資料，確定工藝路線 物料衡算和能量衡算 設備選型和繪制主要設備圖 工藝流程圖和全廠總平面布置圖 安全評價、環(huán)境問題分析、技術經濟效果評價和答辯指導教師（簽名）： 年 月 日 年產 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書III學科部（教研室）主任（簽名）： 年 月 日 前言碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，DMC)是一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料，它是一種重要的有機合成中間體，分子結構中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團，具有多種反應性能，可以代替光氣作羰基化劑，代替硫酸二甲酯作甲基化劑，同時，自身是一種性能優(yōu)良的低毒溶劑。是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產品，引起了廣泛的關注與研究。 近年來 DMC 研究開發(fā)的重點工藝依然是氧化羰基化法和酯交換法，典型的氧化羰基化法包括 ENI 液相法、Dow 氣相法和 UBE 常壓氣相法，而通常的酯交換工藝是由碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯與甲醇進行酯交換反應得到 DMC。對于酯交換法，環(huán)氧乙烷需鋼瓶貯運，成本費用相對環(huán)氧丙烷較高，故一般國內采用環(huán)氧丙烷為原料占多數(shù)，如果 DMC 生產與環(huán)氧乙烷產地就近相建，才有較大的經濟價值。反應體系為氣固相體系，氣相除一部分循環(huán)到反應體系中進行反應外，其余可以放空，解決了工業(yè)三廢的問題。本設計就采用甲醇羰基化法合成 DMC，采用減壓，常壓，加壓三塔精餾提純，產品除碳酸二甲酯外還有草酸二甲酯。本設計全面分析其工藝，環(huán)保，經濟可行性等多方面內容，較為詳盡地介紹這一工藝。國內外 DMC 生產工藝主要有光氣法、酯交換合成法、氧化羰基化法等三種合成方法。本工藝即采用此法合成年產 4000 噸 DMC。反應產物經冷凝、氣液分離后，在分離工段經常壓精餾塔脫除草酸二甲酯，進入減壓—加壓雙塔流程分離甲醇以獲得 DMC 產品。關鍵詞：碳酸二甲酯 氧化羰基化 固定床反應器 精餾年產 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書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 4000 噸碳酸二甲酯工藝設計說明書VI目錄第一章 項目說明 ..........................................................................................................1 產品與原料介紹 ..................................................................................................1 原料介紹 ....................................................................................