【正文】 萬 噸 /年 ， 每 年 需 要 大 量 進(jìn) 口 。3 國 內(nèi) 外 市 場(chǎng) 需 求 及 預(yù) 測(cè)中 國 碳 酸 二 甲 酯 市 場(chǎng) 長(zhǎng) 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(huì) 會(huì) 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(huì) 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(shì) 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(diǎn) 高 、 蒸 汽 壓 低 和 空 氣 中 爆 炸 下 限 高 等 特 點(diǎn) ， 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(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 。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 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 。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(duì)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(qiáng) 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(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。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(diǎn)為207℃，沸點(diǎn)190℃。也可由低級(jí)烷烴氧化制得。密閉操作，儲(chǔ)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(duì)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(jī)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(jià) 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(jī) 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(diǎn) 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(xiàng)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(jī) 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(jī) 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(zhǎng) 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(duì)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(bào)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(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。精餾可視為由多次蒸餾演變而來的。目錄摘要………………………………………………………1第一章 項(xiàng)目說明………………………………………21. 產(chǎn)品與原料的介紹....................................................................................22. 項(xiàng)目背景和發(fā)展概況……………………………………………………43. 國內(nèi)外市場(chǎng)需求及預(yù)測(cè)………………………………………………….64. 生產(chǎn)現(xiàn)狀及估計(jì)………………………………………………………….75. 銷售價(jià)格分析…………………………………………………………….8第二章 工藝設(shè)計(jì)方案………………………………….101. 合成機(jī)理…………………………………………………………………102. 生產(chǎn)工藝流程描述………………………………………………………103. 主要設(shè)備………………………………………………………………….114. 倉儲(chǔ)方案…………………………………………………………………..11第三章 工藝計(jì)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(jì)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(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。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(shí)，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(shí)擁有塔底再沸器和塔頂冷凝器