【正文】 萬 噸 /年 ， 每 年 需 要 大 量 進(jìn) 口 。3 國 內(nèi) 外 市 場 需 求 及 預(yù) 測中 國 碳 酸 二 甲 酯 市 場 長 期 處 于 供 不 應(yīng) 求 的 狀 況 ， 過 去 10 多 年 ，碳 酸 二 甲 酯 是 主 要 用 于 生 產(chǎn) 雞 用 飼 料 添 加 劑 ——呋 喃 唑 酮 及 其 他 醫(yī)藥 中 間 體 ， 其 次 是 生 產(chǎn) 鍋 爐 清 洗 劑 。 由 于工 藝 流 程 短 、 原 料 尿 素 和 甲 醇 易 得 ， 引 起 了 國 內(nèi) 外 化 工 界 的 高 度 重 視 。 甲 醇 氧 化 羰 基 化 法 又 分 液 相法 和 氣 相 法 工 藝 。(3)甲 醇 氧 化 羰 基 化 法 是 CH3OH、 CO 和 O2， 在 催 化 劑 存 在 下 ， 直 接 合 成 DMC。 “三廢 ”排 放 少 ， 國 內(nèi) 大 型 DMC 產(chǎn) 生 企 業(yè) 均 采 用 該 工 藝 ， 裝 置 經(jīng) 過 多 年的 發(fā) 展 和 改 進(jìn) ， 酯 交 換 工 藝 轉(zhuǎn) 化 率 有 了 很 大 的 提 高 。 反 應(yīng) 釜 出 來 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 。 目 前 國內(nèi) 外 基 本 上 已 沒 有 光 氣 法 DMC 生 產(chǎn) 裝 置 。 在 2022 年 美 國 化學(xué) 會 會 議 上 ， 我 國 天 津 大 學(xué) 的 無 污 染 、 低 成 本 生 產(chǎn) 汽 油 添 加 劑 DMC 的技 術(shù) 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(jīng) 被 廣 泛 認(rèn) 同 。 從 表 1 可 以 看 出 ， 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 。 DMC 毒 性 很 低 ， 在 1992 年 就 被 歐 洲 列 為 無 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 內(nèi) 外 化 工 界 的 廣 泛 重 視 ， 我 國 化 工 部 在 八 五 和 九 五 期 間 將 其 列 為 重 點項 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 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 ，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 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 ， 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 。2 項 目 背 景 與 發(fā) 展 概 況碳 酸 二 甲 酯 （ Dimethyl Cabonate） 簡 稱 DMC， 常 溫 時 是 一 種 無 色 透 明 、略 有 氣 味 、 微 甜 的 液 體 ， 熔 點 4 ℃ ， 沸 點 ℃ ， 密 度 g/cm3,難 溶于 水 ， 但 可 以 與 醇 、 醚 、 酮 等 幾 乎 所 有 的 有 機 溶 劑 混 溶 。用于顏料， 木材防腐等工業(yè)， 并用作消毒劑, 媒染劑, 催化劑。有毒。相對密度。易溶于水、乙醇和甲醇，略溶于丙酮和乙酸乙酯，微溶于乙醚。在濕空氣中潮解，在干燥空氣中風(fēng)化。工業(yè)上氧氣一般由空氣分離得到。氧氣比空氣重，在標(biāo)準(zhǔn)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。 氧氣氧氣（Oxygen）：化學(xué)式 O2，分子量 32。一氧化碳是無色、無臭、無味的氣體，故易于忽略而致中毒。一氧化碳進(jìn)入人體之后會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，從而引起機體組織出現(xiàn)缺氧，導(dǎo)致人體窒息死亡。在水中的溶解度甚低，但易溶于氨水。 CO一氧化碳（Carbon monoxide， ）：化學(xué)式 CO，分子量 ，密度，冰點為207℃，沸點190℃。也可由低級烷烴氧化制得。密閉操作，儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。易燃，蒸氣能與空氣形成爆炸極限 %%（體積） 。甲醇對金屬特別是黃銅有輕微的腐蝕性。無色澄清液體，有刺激性氣味。 甲醇甲醇（Methyl alcohol）：又稱“木醇”或“木精” 。屬有毒物品，且高熱、明火可燃, 能與氧化劑起作用。主要用于制藥、農(nóng)藥、有機合成、純甲醇的制備，也用作增塑劑。微溶于冷水，??32CHO在熱水中分解。當(dāng) 前 制 DMC 的 主 要 方 法 是 氧 化 羰 化 法 ， 該 法 以 CH3OH、 CO 和O2 為 原 料 ， 原 料 價 廉 易 得 ， 投 資 少 ， 成 本 低 且 理 論 上 甲 醇 全 部 轉(zhuǎn) 化 為DMC， 無 其 它 有 機 物 生 成 ， 受 到 工 業(yè) 界 極 大 重 視 ， 被 認(rèn) 為 是 DMC 最有 前 途 的 生 產(chǎn) 方 法 ， 也 是 各 大 工 業(yè) 國 家 重 點 研 究 、 開 發(fā) 的 技 術(shù) 路 線 。 此 外 ，DMC 還 可 作 清 潔 劑 、 表 面 活 性 劑 和 柔 軟 劑 的 添 加 劑 。 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 。第一章 項目說明1 產(chǎn) 品 與 原 料 的 介 紹 碳酸二甲脂碳 酸 二 甲 酯 (DMC)是 一 種 重 要 的 有 機 化 工 中 間 體 ， 由 于 其 分 子 結(jié) 構(gòu)中 含 有 羰 基 、 甲 基 、 甲 氧 和 羰 基 甲 氧 基 ， 因 而 可 廣 泛 用 于 羰 基 化 、 甲 基化 、 甲 氧 基 化 和 羰 基 甲 基 化 等 有 機 合 成 反 應(yīng) ， 用 于 生 產(chǎn) 聚 碳 酸 酯 、 異 氰酸 酯 、 聚 氨 基 甲 酸 酯 、 聚 碳 酸 酯 二 醇 、 烯 丙 基 二 甘 醇 碳 酸 酯 、 甲 胺 基 甲酸 萘 酯 (西 維 因 )、 苯 甲 醚 、 四 甲 基 醇 銨 、 長 鏈 烷 基 碳 酸 酯 、 碳 酰 肼 、 丙二 酸 酯 、 丙 二 尿 烷 、 碳 酸 二 乙 酯 、 三 光 氣 、 呋 喃 唑 酮 、 肼 基 甲 酸 甲 酯 、苯 胺 基 甲 酸 甲 酯 等 多 種 化 工 產(chǎn) 品 。規(guī)整填料種類較多, 有板波紋填料、格柵填料、絲網(wǎng)填料等, 材質(zhì)有金屬、塑料、陶瓷等。特別是在氣液接觸中, 已越來越多地被采用, 如已有設(shè)備通過利用規(guī)整填料來更換塔內(nèi)構(gòu)件, 從而達(dá)到提高塔負(fù)荷的目的, 一日〕 。近二十年, 規(guī)整填料塔對板式塔、散裝填料以及其它多種塔設(shè)備產(chǎn)生了巨大的沖擊, 在國內(nèi)外引起眾多研究者的極大興趣, 在近幾年的文獻(xiàn)中, 國外有大量的規(guī)整填料研究報道〕 。本文采用甲醇氧化羰化法制碳酸二甲酯（DMC） ，采用填料塔。塔頂蒸汽進(jìn)入冷凝器中被全部冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品。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)的傳遞過程?；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。精餾可視為由多次蒸餾演變而來的。目錄摘要………………………………………………………1第一章 項目說明………………………………………21. 產(chǎn)品與原料的介紹....................................................................................22. 項目背景和發(fā)展概況……………………………………………………43. 國內(nèi)外市場需求及預(yù)測………………………………………………….64. 生產(chǎn)現(xiàn)狀及估計………………………………………………………….75. 銷售價格分析…………………………………………………………….8第二章 工藝設(shè)計方案………………………………….101. 合成機理…………………………………………………………………102. 生產(chǎn)工藝流程描述………………………………………………………103. 主要設(shè)備………………………………………………………………….114. 倉儲方案…………………………………………………………………..11第三章 工藝計算………………………………………13第一部分 反應(yīng)段………………………………………………131. 物料衡算………………………………………………………………….132 熱量衡算 ………………………………………………………………….143 反應(yīng)器的設(shè)備計算………………………………………………………..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)備計算………………………………………………………………..76 附屬設(shè)備………………………………………………………………..100第四章 安全評價…………………………………………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 項目技術(shù)經(jīng)濟效果評價…………………………118……………………………………………………………………….118 ……………………………………………………………………1213 項目的盈虧分析………………………………………………………………..1214 風(fēng)險敏感分析……………………………………………………………………1225 評價的結(jié)論和建議………………………………………………………………122摘要精餾是多級分離過程，即同時進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程。因此可是混合物得到幾乎完全的分離。精餾操作廣泛用于分離純化各種混合物，是化工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中尤為常見的單元操作。精餾過程中采用連續(xù)精餾流程，原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后，送入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔頂上部下降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。操作時，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品，部分汽化，產(chǎn)生上升蒸汽，依次通過各層塔板。根據(jù)精餾原理可知，單有精餾塔還不能完成精餾操作，必須同時擁有塔底再沸器和塔頂冷凝器