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年产1.5万吨碳酸二甲酯化工厂的设计【优秀化学工程与工艺全套课程毕业设计含6张CAD图纸+带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译+56页@正文15200字】

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年产 碳酸 二甲 酯化 工厂设计 化学工程 工艺课程毕业设计 年产1.5万吨碳酸二甲酯化工厂的设计 化学工程与工艺全套课程毕业设计
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年产1.5万吨碳酸二甲酯化工厂的设计【优秀化学工程与工艺全套课程毕业设计含6张CAD图纸+带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译+56页@正文15200字】

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反应精馏塔.dwg

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外文翻译.doc

尿素熔融装置.dwg

带控制点工艺流程图.dwg

年产1.5万吨碳酸二甲酯化工厂的设计.doc

开题报告.doc

总厂平面图.dwg

换热器.dwg

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萃取精馏塔.dwg

锌化合物催化氨基甲酸甲酯和甲醇合成碳酸二甲酯毕业课程外文文献翻译.zip

年产1.5万吨碳酸二甲酯化工厂的设计

摘要：通过分析国内外碳酸二甲酯生产工艺的现状，采用尿素醇解法来生产碳酸二甲酯，针对目前生产工艺中存在的几个难点问题进行工艺的改进，采用Aspen软件对年产1.5万吨碳酸二甲酯生产工艺进行了模拟计算，经过改进后的生产工艺可使碳酸二甲酯的纯度达到99.8%，通过分析目前市场行情估算整个项目的经济投资，通过Aspen软件对整个流程进行物料衡算，热量衡算，设备的计算等。

关键词：碳酸二甲酯；尿素醇解法；生产工艺；Aspen软件；经济分析； 

Abstract: Analyse DMC production technology at home and abroad, using Urea alcoholysis to produce DMC. To improve technology to solve some promble which exist presently. Using Aspen software to simulate technology flow of DMC. After the production technololy’s ameliorate, the DMC content is reach at 99.8%. Estimate economy of the whole project through market analysis. Using Aspen software to get material balance, heat balance and equipment data etc.

Keywords: DMC; Urea alcoholysis;Production technology; Aspen software; Economy analysis

目  录

1 总论 1

1.1 碳酸二甲酯的性质和用途 1

1.2 碳酸二甲酯的市场分析 1

1.2.1国外产能情况及需求预测 1

1.2.2国内产能情况及需求预测 1

1.2.3厂址选择 1

2 碳酸二甲酯生产工艺 2

2.1工艺方案的选择 2

2.2 碳酸二甲酯生产工艺 2

2.2.1 反应流程 2

2.2.2反应条件及能耗 3

2.2.3反应主要设备 3

2.2.4催化剂的比较与选择 3

2.2.5 膜的要求 3

2.2.6膜的选择 4

3 投资与经济分析 6

3.1总投资 6

3.1.1总设备投资费用计算 6

3.1.2其它固定资产投资 8

3.1.3 固定资产折旧费 8

3.1.4 维修费用 9

3.1.5 原料费用 9

3.1.6 人事费用 9

3.1.7能源的消耗 11

3.1.8 无形资产 12

3.1.9 总投资费用 12

3.2总收益估算 12

3.2.1 投资额的确定 12

3.3资金筹措 13

3.4经济分析 13

3.4.1投资回收期 13

3.4.2 投资净现值 13

3.4.3 内部收益率 13

4 物料衡算 13

4.1流程简述 13

4.2碳酸二甲酯合成及分离工段 13

4.3反应精馏塔物料衡算 14

4.4共沸精馏塔物料衡算 15

4.5 膜分离器物料衡算 15

4.6萃取精馏塔物料衡算 16

4.7萃取剂回收塔物料衡算 16

4.8 DMC精制塔物料衡算 17

4.9甲醇精制塔物料衡算 18

4.10总流程物料衡算 18

5 热量衡算 20

5.1 HEATER1热量衡算 20

5.2 HEATER2热量衡算 20

5.3 CONDENSE热量衡算 21

5.4 HEATX1热量衡算 22

5.5 HEATX2热量衡算 22

5.6 SEP1热量衡算 23

5.7 SEP2热量衡算 23

5.8 T1热量衡算 24

5.9 T2热量衡算 25

5.10 T3热量衡算 25

5.11 T4热量衡算 26

5.12 T5热量衡算 27

6 主要设备设计与选型 28

6.1 泵的选型举例 28

6.2 换热器的选型举例 34

6.3 精馏塔的设计举例 36

6.3.1精馏塔T1设计数据 36

6.3.2 精馏塔T2设计数据 38

6.3.3 精馏塔T5设计数据 40

6.2 非标准设备设计 43

6.2.1 反应精馏塔 43

6.2.2 尿素熔融装置 44

6.3 设备一览表 45

7 管道特性表 47

参考文献 49

谢　　辞 51

1 总论

1.1 碳酸二甲酯的性质和用途

碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，简称DMC)：化学式CH3OCOOCH3，分子量为90.08，常温下为透明液体，略带香味。难溶于水，但能与醇、酮、酯等任意比混溶。DMC毒性很小，对金属基本上无腐蚀性。DMC具有酯的通性，可与水发生水解反应；可与含活泼氢基团的醇、酚、胺、酯等化合物反应；与二元醇或二元酚反应生成聚碳酸酯。DMC分子中含有羰基、甲基、甲氧基等基团，具有良好的反应性能［1-3］，可代替剧毒的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷等作为羰基化剂、甲基化剂和甲氧基化剂，成为开发一系列洁净化工工艺的新基块。

1.2 碳酸二甲酯的市场分析

1.2.1国外产能情况及需求预测

国外生产DMC的企业大约有十几家，其中规模较大的有意大利ENI公司［4-8］。目前世界DMC的生产能力约130kt/a ,年产量不足100kt,主要分布在美国、法国、意大利、日本等国。国外的DMC消费情况是50%-60%用于取代剧毒的光气，制造聚碳酸酯、西维因、呋喃丹、苯甲醚等，20%-30%用于制造环丙沙星等特殊用途的新产品，其余10%-20%用作溶剂。

1.2.2国内产能情况及需求预测

我国目前DMC生产企业有10余家，生产能力均不大。近几年来，由于DMC下游产品——聚碳酸酯、聚氨酯、涂料溶剂、汽油添加剂、高能电池电解液市场发展迅速，带动了DMC市场需求量的走高，2005年,DMC国际市场需求量约13万吨，国内为3～4万吨。预计国内外DMC的需求将以10～20％的速度递增，到2010年国内需求量将达10万吨以上，国外将达到20～30万吨。

1.2.3厂址选择

本项目厂址选择在山东省潍坊寿光市经济开发区的科技工业园内。寿光开发区先后与美国、日本、韩国、澳大 利亚、台湾、香港等20多个国家和地区的客商建立了稳固的合作关系，新批进区项目75个，项目投入7.2亿元，区内工业企业231家。天成食品有限公司、华源凯马冲压中心、富康制药厂、墨龙集团等先后进区落户。形成了以盐化工、生物医药、石油机械、服装、印染、食品加工为主体的工业体系。为鼓励更多的客商投资，寿光经济开发区规划建设了新城创业园、科技工业园两大园区［9-11］。


内容简介：
本 科 毕 业 设 计 （ 2010届） 题 目 年产 吨 碳酸二甲酯 化工厂的设计 学 院 医药化工 专 业 化学工程与工艺 班 级 2006 级 化学工程与工艺（ 1） 班 学 号 0612210123 学生姓名 陈 大 红 指导教师 何 光 洪 完成日期 2010 年 3 月 25 日 摘要： 通过分析国内外碳酸二甲酯生产工艺的现状，采用尿素醇解法来生产碳酸二甲酯，针对目前生产工艺中存在的几个难点问题进行工艺的改进，采用 件对年产 过改进后的生产工艺可使碳酸二甲酯的纯度达到 通过分析目前市场行情估算整个项目的经济投资，通过 量衡算，设备的计算等。 关键词 ： 碳酸二甲酯； 尿素醇解法； 生产工艺； 济分析； MC at to To to to s MC is of to 目 录 1 总论 . 错误 !未定义书签。 酸二甲酯的性质和用途 . 错误 !未定义书签。 酸二甲酯的市场分析 . 错误 !未定义书签。 外产能情况及需求预测 . 错误 !未定义书签。 内产能情况及需求预测 . 错误 !未定义书签。 址选择 . 错误 !未定义书签。 2 碳酸二甲酯生产工艺 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 酸二甲酯生产工艺 . 错误 !未定义书签。 应流程 . 错误 !未定义书签。 应条件及能耗 . 错误 !未定义书签。 应主要设备 . 错误 !未定义书签。 化剂的比较与选择 . 错误 !未定义书签。 的要求 . 错误 !未定义书签。 的选择 . 错误 !未定义书签。 3 投资与经济分析 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 设备投资费用计算 . 错误 !未定义书签。 它固定资产投资 . 错误 !未定义书签。 定资产折旧费 . 错误 !未定义书签。 修费用 . 错误 !未定义书签。 料费用 . 错误 !未定义书签。 事费用 . 错误 !未定义书签。 源的消耗 . 错误 !未定义书签。 形资产 . 错误 !未定义书签。 投资费用 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 资额的确定 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 资回收期 . 错误 !未定义书签。 资净现值 . 错误 !未定义书签。 部收益率 . 错误 !未定义书签。 4 物料衡算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 分离器物料衡算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 5 热量衡算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 1热量衡算 . 错误 !未定义书签。 2热量衡算 . 错误 !未定义书签。 3热量衡算 . 错误 !未定义书签。 4 热量衡算 . 错误 !未定义书 签。 5热量衡算 . 错误 !未定义书签。 6 主要设备设计与选型 . 错误 !未定义书签。 的选型举例 . 错误 !未定义书签。 热器的选型举例 . 错误 !未定义书签。 馏塔的设计举例 . 错误 !未定义书签。 馏塔 计数据 . 错误 !未定义书签。 馏塔 计数据 . 错误 !未定义书签。 馏塔 计数据 . 错误 !未定义书签。 标准设备设计 . 错误 !未定义书签。 应精馏塔 . 错误 !未定义书签。 素熔融装置 . 错误 !未定义书签。 备一览表 . 错误 !未定义书签。 7 管道特性表 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 谢 辞 . 错误 !未定义书签。 附图一：带控制点工艺流程图 附图二：反应精馏塔装置图 附图三：萃取精馏塔装置图 附图四：尿素熔融装置图 附图五：换热器装置图 附图六：总厂平面图 1 台州学院毕 业 设计 任务书 姓 名 陈大红 学 院 医药化工学院 专 业 年 级 化学工程与工艺 2006 级 指 导 教 师 何光洪 职 称 讲师 设计 题目 ： 年产 吨 碳酸二甲酯 化工厂的设计 主要内容与基本要求： 主要内容： 1. 设计 尿素醇解法生产碳酸二甲酯 的生产工艺路线 ； 2. 选择一种合适的催化剂来提高 甲醇 醇的转化率和 碳酸二甲酯 的产率； 3. 改进尿素醇解法 的工艺流程来提高乙酸乙酯的产率（ 反应精馏塔 ， 尿素熔融装置 ）； 4. 反应产物 碳酸二甲酯 与 甲醇 容易 形成 二 元共沸物，难以分离 ，寻找一种合适的方法 来分离这 两 种物质。 5. 对 碳酸二甲酯 生产工艺的经济技术分析，物料衡算，热量衡算，主要设备的计算等。 基本要求： 1. 完成年产 目的设计，完善项目设计； 2. 结合实际，大胆创新，解决工艺中的几个难点问题； 3. 改进工艺路线，使最终所得乙酸乙酯含量高于 进度计划： 第 7 学期第 1 周 第 3 周： 课题的选定，并拟订 设计 方案； 第 7 学期第 4 周 第 7 周：查阅相关文献，书写开题报告及综述； 第 7 学期第 8 周 第 10 周： 确定工艺路线，设计工艺流程； 第 7 学期第 11 周 第 14 周： 查阅文献资料，改进工艺流程； 第 7 学期第 15 周 第 18 周： 用 件模拟整个流程，得到物料衡算与热量衡算； 第 7 学期第 19 周 第 21 周： 对整个项目进行经济分析、设备设计与选型； 第 8 学期第 1 周 第 2 周：数据处理整理 ； 第 8 学期第 3 周 第 7 周： 书写论文阶段，论文答 辩准备。 推荐参考文献： 1 p, M. of as a . 997,(11):2 29. 2 pp l 996, 68(2):367375. 3 赵天生 ,韩怡卓 ,孙予罕 ,等一种从甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的方法 P: 242356. 20004 , et of in of . 003,255(1):93 99. 5 侯振山 ,韩布兴 ,刘志敏 ,等 P: 20026 曹发海 ,刘殿华 ,房鼎业 . 碱性催化剂作用下 J2000,11:594 596. 7 k. 2O . 002,237(1/2):103 109. 8 O2 000,62:187 194. 9 of p of . 003,256 (1/2):203 212. 10 钟顺和 ,程 庆彦 ,黎汉生 征与催化合成碳酸二甲酯 J2003,24(1):125 129. 11 何永刚 ,淳远 ,朱建华 ,等 甲醇法合成碳酸二甲酯反应中的作用 J2000,16(3):477 483. 指导教师 何光洪 （ 签名 ） 2009 年 9 月 15 日 专业 系、 部 主任 （签名） 年 月 日 1 年产 吨碳酸二甲酯化工厂的设计 医药化工学院 化学工程与工艺 学生：陈大红 指导老师：何光洪 1 总论 酸二甲酯的性质和用途 碳酸二甲酯 (称 化学式 子量为 温下为透明液体，略带香味。难溶于水，但能与醇、酮、酯等任意比混溶。 性很小，对金属基本上无腐蚀性。 有酯的通性，可与水发生水解反应；可与含活泼氢基团的醇、酚、胺、酯等化合物反应；与二元醇或二元酚反应生成聚碳酸酯。 子中含有羰基 、甲基、甲氧基等基团，具有良好的反应性能 1，可代替剧毒的光气、硫酸二甲酯、氯甲烷等作为羰基化剂、甲基化剂和甲氧基化剂，成为开发一系列洁净化工工艺的新基块。 酸二甲酯的市场分析 外产能情况及需求预测 国外生产 中规模较大的有意大利 4。 目前世界30kt/a ,年产量不足 100要分布在美国、法国、意大利、日本等国。国外的 0%于取代剧毒的光气，制造聚碳酸酯、西维因、呋喃丹、苯甲醚等， 20%于制造环丙沙星等特殊用途的新产品，其余 10%作溶剂。 内产能情况及需求预测 我国目前 产企业有 10 余家，生产能力均不大。近几年来，由于 游产品 聚碳酸酯、聚氨酯、涂料溶剂、汽油添加剂、高能电池电解液市场发展迅速，带动了场需求量的走高， 2005 年 ,际市场需求量约 13 万吨，国内为 3 4 万吨。预计国内外 需求将以 10 20的速度递增，到 2010 年国内需求量将达 10 万吨以上，国外将达到 20 30 万吨。 址选择 本项目厂址选择在山东省 潍坊寿光市经济开发区的科技工业园内。寿光开发区先后与美国、日本、韩国、澳大 利亚、台湾、香港等 20 多个国家和地区的客商建立了稳固的合作关系，新批进区项目 75 个，项目投入 元，区内工业企业 231 家。天成食品有限公司、华源凯马冲压中心、富康制药厂、墨龙集团等先后进区落户。形成了以盐化工、生物医药、石油机械、服装、印染、食品加工为主体的工业体系。为鼓励更多的客商投资，寿光经济开发区规划建设了新城创业园、科技工业园两大园区 9。 2 2 碳酸二甲酯生产工艺 艺方案的选择 目前国内外生产碳酸二甲酯的 方法主要有光气甲醇法、光气醇钠法、甲醇酯交换法、二氧化碳直接合成法、尿素直接醇解法、尿素间接醇解法以及甲醇氧化羰基法。 通过对国内外工艺的比较可知，尿素直接醇解法有如下特点：（ 1）原料廉价易得；（ 2）工艺简单，易于操作；（ 3）反应产生的氨气可以回收利用，对环境友好，绿色无污染；（ 4）反应过程无水生产，避免了甲醇 后续分离提纯简单化，节省投资。（ 5）虽然反应第二步中 G0，在热力学 12上为非自发反应，但可以通过提高温度，增大压强来提高其转化率。由实验可知反应温度在 185 ，压力 ，尿素和甲醇在反应精馏塔中反应，在此条件下尿素的转化率可以达到 100%，碳酸二甲酯的选择性大于 98%， 单程收率大于 50%。 酸二甲酯生产工艺 应流程 图 2其流程示意图： 12345 678制塔； 9 图 2艺流程示意图 流程简介： 在 1 号为反应精馏塔，尿素和甲醇分别以熔融和气相状态从反应精馏塔的上端和下端进入塔内。两者在塔内的 固定床上逆流接触产生反应，其中未反应的部分在塔底列管式反应器3 上继续发生反应；反应精馏塔可以将反应产生的 馏出去，因此可以打破反应的平衡从而提高反应转化率，增加其收率；反应精馏塔上端为一个全凝器，在全凝器上端可采出氨气，下端采出口采出的 甲醇混合物经过 2 号共沸精馏塔，塔顶采出 甲醇的共沸物，塔底采出交纯的甲醇，共沸物再经过 4 号膜分离器再次提浓，打破 甲醇的二元共沸点，此时 浓度可达 40%，再经过分离车间提纯。 6 号为萃取精馏塔，采用邻二甲苯为萃取剂，使用萃取精馏的方法分离甲醇和 以大大降低其能耗。萃取精馏得到的产物再经过 7 号萃取剂回收塔和 8 号 制塔最后得到含量为 品。 注：具体工艺流程图见附图一。 应条件及能耗 催化剂 :双金属催化剂 量占尿素质量的 27%； 反应原料 : 甲醇尿素 进料； 反应条件 :185 ， 反应工艺 :反应精馏（采用热耦合工艺）； 分离工艺 : 膜分离，常压萃取精馏分离； 尿素单耗： t 甲醇单耗： t 能耗 : 3t 应主要设备 尿素醇解法生产碳酸二甲酯反应精馏塔，萃取精馏塔，膜分离器，精馏塔。 化剂的比较与选择 通过比较与分析 （ 1） 且容易与产品分离，分离后的 （ 2）催化剂不含有毒元素； （ 3）副产物少，但有氨基甲酸甲酯和氨甲酸甲酯，容易分离； （ 4）转化率低于均相催化，但可以通过简单的焙烧循环使用； 因此，我们选择 为尿素醇解法的催化剂。 的要求 分离膜是具有优先透过碳酸二甲酯性能的有机复合膜、有机 /无机复合膜或无机膜。优4 先透酯膜和优先透水膜都采用有机硅聚合物中聚二甲基硅氧烷（ 可置于 有较好的选择性和通过量。 的选择 由于在反应过程中为反应掉的甲醇与尿素形成二元共沸物，如果直接使用精馏塔来分离将大大增加其分离成本，所以我们选择膜分离器来提浓跨过二元共沸物的共沸点，在用精馏塔将其提纯。 的分离原理 膜是一种起分子级分离过滤作用的介 质，当溶液或混和气体与膜接触时，在压力，或电场作用，或温差作用下，某些物质可以透过膜，而另些物质则被选择性的拦截，从而使溶液中不同组分，或混和气体的不同组分被分离，这种分离是分子级的分离。分离机理主要为筛分：膜表面有微孔，流体流经膜一侧的表面时，部分较小的分子随部分溶剂穿过膜到达另一侧，形成透析液，而大分子则被截留在原来的一侧，形成截留液，从而达到了将大分子溶质与小分子溶质及溶剂分离开的目的。 先透酯膜 高分子中空纤维膜 表 2分子中空纤维膜的规格 名称 规格 型号 600B 材料 改性聚醚砜 外径 /内径 /膜壁厚度（） 称截留分子量 60， 000 拉伸强度（ 34 纤维长度 2m(根据应用而定 ) 递送包装 800束 大肠杆菌截留率（ 56 最大总氯耐受量（ 500 （视用途而定） 2分子中空纤维膜组件的规格 名称 规格 型号 600B 5 膜型号 600B 组件 直径 长度 8 m 膜壳材料 封材料 凯发专利密封材料 操作温度范围 5 40 流动模式 外压式 纯水初始通量立方米 /膜组 /小时（10 ） 9 运行 2 11 清洗 2 12 常用跨膜压力 5 下最大入水压力（ 冲洗最大跨膜压力 洗最大跨膜压力 量（ 55 1 米长度组件可订制 醇、碳酸二甲酯分离膜 瓷中空纤维膜 以稳定无机材质为膜材质，以最具集约化的中空纤维为组件形式，膜组件装填密度大，密封简单，过滤精度高。具有抗酸 /碱、抗溶剂、卓越的热稳定性、超长的使用寿命、高机械强度、可用蒸气杀菌、高通量、高组装密度等特点。特别适合于乳化液废水等高粘度、高含固量苛刻工业流体的分离应用，目前已在金属 /表面处理工程，化学工程工业，食品和饮料 /制糖业，废物 /废水处理，工业过程中的化学品回用，生物制药 /生命科学，乳业等行业得到广泛应用。 表 2瓷中空纤维膜组件的规格 型号 /规格 表 面极性 无极性 有效膜面积 (5 膜芯长度（ 560 膜芯直径（ 260 6 纤维数量 1800 最大操作压力 (6 运行温度（ ） 5 110 适用 围 11 过滤形式 内压式 膜壳材料 水连接尺寸 8 出水连接尺寸 封材料 硅胶圈 净重 8 膜内纯水流速（ m/s） 计进水流量（ m3/h） 42 程特色 碳酸二甲酯的生产一直存在原料剧毒，生产成本高，操作工艺复杂，分离困难等限制其发展的 诸多问题。 本流程采用尿素和甲醇直接醇解法合成碳酸二甲酯降低原料的成本，减少投资，且生产过成中无水生成，降低了分离的难度；通过使用反应精馏塔，设备结构紧凑，布局适合尿素和甲醇合成碳酸二甲酯的生产，反应转化率高，生产过程安全易控，操作方便，使生产流程更为简捷。通过使用蒸气渗透膜分离技术，不需要引入共沸剂。分离采用萃取精馏分离得到最优级产品，分离工艺简单易控。通过使用双金属 高原子利用率，降低生产成本。 3 投资与经济分析 投资 设备投资费用计算 根据生 产发展的需求 21，可以得到所需要的所有设备主要有一下这些，将他们价格列表如下所示： 表 3备投资费用一栏表 设备名称及技术规格 型号、规格 数量 单价 /万元 总计 /万元 7 共沸塔 8000 1 醇精馏塔 0000 1 取精馏塔 5000 1 取剂回收塔 5000 1 馏塔 8000 1 素熔融器 1 应精馏塔 6000 1 气吸收塔 8000 1 热器 缩机 0 1 0 1 2 1 醇储罐 10000球 1 水储罐 11000球 1 罐 30005000 2 甲醇储罐 10000球 1 流罐 30005000 6 罐 10000球 1 心泵 计 ：中低压碳钢以 18000/t 计，高压碳钢以 20000/t 计。 它固定资产投资 表 3它固定资产投资 表 要素 成本 /万元 要素 成本 /万元 设备安装 辆 170 仪表 公设备 200 仪表 安装 他建筑 680 管道 213 厂区建筑 500 道路 185 行政、生活设施 280 其他 250 万元 小结 元 注：设备的安装费为该设备的 45%；控制仪表费为 15%。 定资产折旧费 固定资产折旧率与服务寿命和残值有关，服务寿命是指该资产能够经济合理使用的时间，在估计服务寿命时间应同时考虑到功能性折旧与实质性折旧。一般房屋建筑物的使用年限为 20 年，而机器设备为 15 年，运输其中设备包括电子设备为 5 年。残值是指固定资产报废时的残余价值。一般，残值 =残值率 原值，残值率一般取 3%这里残值率取 4%，则9 每年的折旧费用为原值 （ 1。 表 3旧与摊销表 序号 项目 原值 /万元 残值率 /% 设备残值率 /万元 折旧年限 折旧（万元/年） 1 生产设备 5 建筑 1180 4 0 车辆 170 4 0 办公设备 200 4 8 15 其他 250 4 10 15 16 5 累计折旧 维修费用 在生产过程中，不可避免地会出现故障，需要定期检修，一般维修费用占固定资本的310%，我们取 5%，故维修费用 =5%（ =元。 料费用 表 3料费用表 成本项目 用量 /吨 单价 /元 /吨 总价 /万元 甲醇 200 素 520 二甲苯 000 0000 计 人事费用 表 3门人员和工资费用表 序号 岗位名称 定员 工资 (含年终奖金 )/（万 /年） 1 总经理 1 15 2 总经理助理 1 12 3 总工程师 1 12 10 4 副总经理 1 10 5 客户 服务部 经理 1 6 职员 2 6 6 人力 资源部 经理 1 6 职员 2 6 7 财务部 经理 1 8 职员 4 12 8 后勤部 主管 1 6 后勤 保安 6 12 厨师 4 12 保洁 3 6 9 销售部 经理 1 6 职员 10 25 10 市场部 经理 1 6 职员 2 6 11 物流部 经理 1 6 职员 2 6 12 企宣部 经理 1 6 职员 2 6 13 生产部 经理 1 6 合成 车间 工艺员 1 4 操作工 6 15 提浓车间 工艺员 1 4 操作工 6 15 精制车间 工艺员 1 4 操作工 6 15 公用工程人员 4 10 储运人员 8 20 11 监测员 4 12 维修中心人员 8 20 14 质检部 经理 1 6 职员 4 12 15 产品 研发部 经理 1 6 研发人员 8 32 16 合计 109 375 表 3工福利估计表 序号 类别 占技术工工资总额比例 小计（万元） 1 养老保险金 10% 失业保险金 医疗保险金 5% 生育保险 工伤保险 住房公积金 4% 总计 能源的消耗 在该厂生产过程中，总共用到两种能量的消耗，主要是水和电，他们的用量与价格见下表： 表 3能量的消耗 项目 年用量 单价 总价（万元） 生活用水 7128 吨 1.3/t 环冷却水 63000 吨 0.2/t 气 45000 吨 100/t 450 电 855 万 Kw /kW13 总计 2 形资产 术转让费 该项目中设计涉及到的专利转让费估计为 200 万元。 地购置费 根据我们 的厂区设计可以得到我们厂区的面积为 25200 平 方米。同时又由于我们的厂址所 在地的地价为 15 元 /立方米，因此可知该项目工厂的土地购置费为 378 万元。 投资费用 表 3总投资费用表 总投资 要素 成本 /万元 固定资产投资 主要设备 它固定资产投资 形资产投资 技术转让费 地购置费 他费用 固定资产折旧费 修费用 料费用 事费用 源的消耗 三废 ”处理费 计 收益估算 项目收益主要为产品碳酸二甲酯和副产品氨水。 表 3品收益表 产品 产量 /吨 价格 /（元 /吨） 收益 /万元 碳酸二甲酯 15000 7000 水 50 计 投资额的确定 一般化工项目的资金回拢期为 3个月，即流动资金一般取一年成本的 25%，达产期年成13 产成本为 可得 到流动资金为 表 3资额的确定 项目 金额（万元） 成本 定资产投资 动资金 投资额 ：总投资额 =固定资产投资额 +流动资金。 金筹措 本工厂的总投资约为 6925万元，资金筹措方案为向中国工商银行贷款 3000万元，借款偿还期为 5年。剩下的 3925万由企业自有资金注入。 济分析 资回收期 资净现值 元） 部收益率 4 物料衡算 程简述 本厂主要生产碳酸二甲酯（ 吨 /年），同时副产氨水。由尿素和甲醇为原料，在反应精馏塔内反应。从塔顶采出碳酸二甲酯和甲醇的共沸物，经过膜分离器提浓跨过共沸点，产物通过萃取精馏塔，两个碳酸二甲酯精馏塔，最终生产纯度为 酸二甲酯。整个生产工艺包括碳酸二甲酯的合成以及产品的分离精制两个阶段。 酸二甲酯合成及分离工段 尿素和甲醇为原料，经反应精馏塔一步反应直接得到碳酸二甲酯和氨气，氨气从反应精馏塔塔顶馏出，产物依次通过共 沸精馏塔、膜分离器、萃取精馏塔、在经过碳酸二甲酯精制精馏塔，最终生产纯度为 程如图 4示。 14 图 4酸二甲酯合成及分离工段流程模拟图 应精馏塔物料衡算 表 4应精馏塔物料衡算表 o. 185 185 185 g/ 0 二甲苯 0 0 0 0 0 5 沸精馏塔物料衡算 表 4沸精馏塔物料衡算表 o. 4 9 0 0 0 0 二甲苯 0 0 0 分离器物料衡算 表 4 分离器物料衡算表 o. 105 105 105 105 0 0 0 0 0 0 6 0 二甲苯 0 0 0 0 0 0 取精馏塔物料衡算 表 4取精馏塔物料衡算表 o. 6 11 50 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 邻二甲苯 C 0 0 0 0 0 0 0 取剂回收塔物料衡算 表 4取回收塔物料衡算表 o. 7 1 0 二甲苯 0 0 0 0 0 制塔物料衡算 表 4制塔物料衡算表 o. 2 13 1 1 0 0 0 0 0 0 邻二甲苯 C 0 0 0 18 0 0 醇精制塔物料衡算 表 4醇精制塔物料衡算表 o. 5 0 0 0 0 0 邻二甲苯 C 流程物料衡算 表 4流程物料衡算 o. 9 25 25 150 185 105 2 23 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 二甲苯 0 0 0 C 0 0 0 0 0 0 0 0 5 热量衡算 量衡算 表 5量衡算表 25 o. 7 1 25 132 12 0 kg/H 量衡算 表 5量衡算表 o. 5 05 21 4 1 kg/H 量衡算 表 5量衡算表 o. 7 105 25 1 kg/H 量衡算 表 5量衡算表 o. 0 4 5 3 2 1 2 0 0 0 4 kg/H 量衡算 表 5量衡算表 o. 3 5 2 0 0 0 70 170 kg/H 量衡算 表 5量衡算表 o. 185 185 185 2 12 12 1 1 23 kg/H 量衡算 表 5量衡算表 o. 6 105 105 105 105 4 4 4 1 kg/H 1 热量衡算 表 51 热量衡算 o. 4 9 1 1 0 0 4 kg/H 备名称 塔底再沸器 塔顶冷凝器 负荷 H 热量守恒 2 热量衡算 表 5量衡算表 o. 5 10 2 2 0 kg/H 备名称 塔底再沸器 塔顶冷凝器 负荷 H 热量守恒 25 3 热量衡算 表 53 热量衡算表 o. 6 11 50 0 0 0 kg/H 备名称 塔底再沸器 塔顶冷凝器 负荷 H 热量守恒 4 热量衡算 表 54 热量衡算表 o. 1 12 0 0 kg/6 H 备名称 塔底再沸器 塔顶冷凝器 负荷 H 热量守恒 5 热量衡算 表 5量衡算表 o. 2 3 0 0 kg/H 备名称 塔底再沸器 塔顶冷凝器 负荷 H 热量守恒 27 6 主要设备设计与选型 的选型举例 运用软件化工专业泵计算 算出各泵的具体参数 28，如下： 表 6型计算 泵性能参数 名称 取值 流量 m3/h 速 m/s 程 m 口压力 压 ) 口压力 压 ) 差 装高度 m m 率 % 70 有效功率 功率 性参数 操作容器内压力 物料名称 度 kg/00 吸入容器内 操作压力 度 Pas 和蒸气压 压 ) 出容器内 操作压力 诺数 件参数 名称 取值 名称 取值 28 管内径 00 绝对粗糙度 管长度 m 管摩擦因数 头数目 个 头局部阻力系数 止（球）阀数目 个 止阀阻力系数 阀数目 个 阀局部阻力系数 它管件数目 个 部阻力系数 管阻力损失 m 液柱 出口阻力损失 m 液柱 件阻力损失 m 液柱 表 6302 选型计算 泵性能参数 名称 取值 流量 m3/h 速 m/s 程 m 口压力 压 ) 口压力 压 ) 差 装高度 m m 率 % 70 有效功率 功率 性参数 操作容器内压力 物料名称 度 kg/00 吸入容器内 操作压力 度 Pas 9 饱和 蒸气压 压 ) 出容器内 操作压力 诺数 件参数 名称 取值 名称 取值 管内径 00 绝对粗糙度 管长度 m 管摩擦因数 头数目 个 头局部阻力系数 止（球）阀数目 个 止阀阻力系数 阀数目 个 阀局部阻力系数 它管件数目 个 部阻力系数 管阻力 损失 m 液柱 出口阻力 损失 m 液柱 件阻力损失 m 液柱 表 6303 选型计算 泵性能参数 名称 取值 流量 m3/h 速 m/s 程 m 口压力 压 ) 口压力 压 ) 差 装高度 m m 率 % 70 有效功率 功率 0 物性参数 操作容器内压力 物料名称 M 台州学院毕业 设计 开题报告 课题名称 年产 吨 碳酸二甲酯 化工厂的设计 课题来源 其他 课题类型 工程设计型 指导教师 何光洪 姓 名 陈大红 学 院 医药化工学院 专业年级 化学工程与工艺 06级 选题的背景和意义： 碳酸二甲酯是重要的有机化工原料之一，具有有机合成的新基石和绿色化工产品之称，在二十一世纪将具有广阔的应用前景。近年来，碳酸二甲酯作为环保性绿色化工产品，受到国内外广泛的关注。由于其独特的分子结构，一方面它有望在诸多领域全面代替光气、硫酸二甲酯（ 氯甲烷、甲酯化及酯 交换等反应生成多种重要化工产品；另一方面，以碳酸二甲酯为原料可以开发、制备多种高附加值的精细专用化学品 1在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用；第三，其非反应性用途如溶剂 5溶媒和汽油填加剂等也正在或即将实用化。正是由于它诱人的工业应用前景，世界各国特别是美国、日本、意大利等都在关注其合成路线的研究和发展。 本项目选择尿素甲醇直接合成法，以尿素和甲醇为原料， 首次 用反应精馏塔生产碳酸二甲酯。 研究的基本内容和拟解决的主要问题： 研究内容： 1. 设计 尿素醇解法生产碳酸二甲酯的生产工艺路线 ； 2. 选择一种合适的催化剂来提高甲醇醇的转化率和碳酸二甲酯的产率； 3. 改进尿素醇解法的工艺流程来提高乙酸乙酯的产率（反应精馏塔，尿素熔融装置）； 4. 反应产物碳酸二甲酯与甲醇容易形成二元共沸物，难以分离，寻找一种合适的方法来分离这两种物质。 5. 对碳酸二甲酯生产工艺的经济技术分析，物料衡算，热量衡算，主要设备的计算等。 拟解决的问题： 1. 选择一种合适的催化剂来提高 尿素 的转化率和 碳酸二甲酯 的产率； 2. 改进尿素醇解法 的工艺流程来提高 碳酸二甲酯 的产率（ 反应精馏塔，尿素熔融装置 ）； 3. 反应产物乙酸乙酯与 甲醇 容易形成 二 元共沸物，难以分离，寻找一种合适的方法来分离这 两种物质。 研究方法及措施： 1. 工艺部分 (1) 通过翻阅大量的文献资料以及对市场的分析来确定生产 碳酸二甲酯 的工艺路线； (2) 利用别人研发出来的最新专利来改进生产工艺，提高 尿素 的转化率与 碳酸二甲 酯 的产率； (3) 对现有工艺流程进行大胆创新，突破工艺流程中的几个瓶颈问题； 2. 非工艺部分 (1) 用 件来模拟整个生产流程，并进行相应的物料衡算，热量衡算； (2) 运用化工技术经济所学内容，调查目前的市场行情，对整个项目进行建设投资估算以及投资收益分析； (3) 用 件对换热器进行模拟，得到相关数据来选择所需的换热器； (4) 首先通过 件模拟精馏塔，计算得到相关的设计参数和物性资料，然后再使用 个软件，对精馏塔进行初步设计。 研究工作的步骤、进度： 第 7 学期第 1 周 第 3 周： 课题的选定，并拟订设计方案； 第 7 学期第 4 周 第 7 周：查阅相关文献，书写开题报告及综述； 第 7 学期第 8 周 第 10 周： 确定工艺路线，设计工艺流程； 第 7 学期第 11 周 第 14 周：查阅文献资料，改进工艺流程； 第 7 学期第 15 周 第 18 周：用 件模拟整个流程，得到物料衡算与热量衡算； 第 7 学期第 19 周 第 21 周：对整个项目进行经济分析、设备设计与选型； 第 8 学期第 1 周 第 2 周：数据处理整理； 第 8 学期第 3 周 第 7 周： 书写论文阶段，论文答辩准备。 主要参考文献： 1 p,of MC)as a . 997,(11):2 29. 2 996,68(2):367 375. 3 赵天生 ,韩怡卓 ,孙予罕 ,等一种从甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的方法 P:6. 4 T,of in of 003,255(1):93 99. 5 侯振山 ,韩布兴 ,刘志敏 ,等 方法 P:1. 6 曹发海 ,刘殿华 ,房鼎 碱性催化剂作用下 J2000, 11:594 596. 7 钟顺和 ,程庆彦 ,黎汉生 征与催化合成碳酸二甲酯 J2003,24(1):125 129. 8 何永刚 ,淳远 ,朱建华 ,等 甲醇法合成碳酸二甲酯反应中的作用 J 2000,16(3):477 483. 指导教 师意见： 该学生选题合适，有较强的实际意义和研究价值， 查阅了大量的文献资料，课题设计合理，技术路线正确， 设计方案较为科学， 基本符合化学工程与工艺专业培养目标 ，同意开题！ 希望 该生能按照进度安排，认真进行 设计工作 ，顺利完成毕业 设计。 指导教师 何光洪 （签名） 2009 年 10 月 15 日 专业系、部意见： 专业系、部领导 （签名） 年 月 日 二级学院审核意见： 二级学院领导 （签 名） 二级学院（公章） 年 月 日 课题来源：教师科研、企业生产实际、学生自立、其他。 课题类型：理论研究型、实验研究型、技术开发型、工程设计型、应用型、其他。 文献综述 碳酸二甲酯合成 的 研究新进展 医药化工学院 化学工程与工艺 学生：陈大红 指导老师：何光洪 摘要 :综述了国内外 甲醇直接合成法、酯交换法和尿素醇解法合成碳酸二甲酯的研究进展 ,在相催化体系、非均相催化体系、离子液体催化体系、超临界反应体系以及光催化反应体系下概述了上述方法的研究概况。 关键词 :碳酸二甲酯 ;直接合成法 ;离子液体 ;光催化 前言 碳酸二甲酯 (子中含有甲基、甲氧基、羰基和羰基甲氧基等基团 ,化学性质活泼 ,可以进行甲基化反应、甲氧基化反应、羰基化反应和羰基甲氧基化反应等多种反应 ,是一种新型的绿色有机合成中间体 ,同时也是溶剂和提高汽油辛烷值的添加剂 1, 2 。近年来 ,随着碳酸二甲酯生产工艺的突破 ,其应用领域日益广泛。作为一种清洁的有机化学试剂 ,碳酸二甲酯一方面可替代光气、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等剧毒或致癌物进行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要化工产品 ;另一方面 ,以碳酸二甲酯为原料可以开发、制备多种高附加值的精细专用化学品 ,在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域应用广泛 ;第三 ,由于氧含量高、相容性好 ,可用作低毒溶剂和燃 油添加剂。因此 ,碳酸二甲酯具有重要的应用价值和广阔的市场前景。 近年来 ,合成 成路线正朝着简单化、无毒化和无污染化的方向发展。目前合成 交换法和尿素醇解法。由 资源利用和环境保护方面具有重要意义 ,而且可以使生产过程简化、生产成本显著降低。酯交换法具有条件相对温和、对设备腐蚀性低、原料毒性相对较小和 素醇解法以来源广泛、价格低廉的尿素和甲醇作基本原料 ,具有原料价廉易得、工艺简单和反应产生的氨气可以回收利用等优点 ,并且反应过程无水生成 ,避免了甲醇 - 水复杂体系的分离问题。但用上述三种方法合成 率低等缺点 ,因此寻找更加合适的催化剂及载体、提高催化剂的活性和选择性是生产 1 以 00%的选择性和零排放 ,反应中不用任何溶剂 ,也没有污染物排出 ,该方法符合绿色化学化工要求 ,因此被认为是最有前途、最经济和安全的合成方法 ,是研究的热点。但以 反应的平衡转化率和收率都很低 ,反应中生成的水显著影响着催化剂的活性。因此研制高活性的新型催化剂和新反应技术 ,促进二氧化碳的活化 ,提高碳酸二甲酯的收率 ,是整个工艺实现工业化的关键。 相催化体系 赵天生等 3 在非超临界条件下用乙酸镍催化剂提高了碳酸二甲酯的收率 ,而且使副产物乙酸甲酯的收率降至最低。以乙酸镍为催化剂在超临界条件下 ,碳酸二甲酯为惟一的产物 ,而且收率是非超临界条件下的 12倍。 4 研究了 1, 3 - 二甲氧基四丁基六苯丁锡氧的合成、表征及其在甲醇和二氧化碳合成碳酸二甲酯中的应用。六苯丁锡氧是碳酸二甲酯合成的中间体 , 酸碱中心对甲醇的活化起着重要的作用。在侯振山 5 报道的由二氧化碳与甲醇直接合成碳酸二甲酯的反应中 ,所用的主催化剂为 促进剂为 。其反应条件为 :压力 20 30应温度 70 90 ,反应 10h。此条件下甲醇的转化率为 8. 3% 13%。曹发海等 6 研究了 催化的 在 n ( n () n (= 64 8 1,反应温度 80 100 ,压力 所得反应产物中 质量分数为 均相催化体系 由于非均相催化反应具有产物分离容易等优点 ,近年来成为研究的热点 ,所以非均相催化体系的二氧化碳和气相甲醇直接合成碳酸二甲酯的研究取得了重要的进展。 7 基于 弱两性 ,先后制备了 不同比例的 化剂 ,直接合成 得到了 7%的甲醇转化率。 J 8 在 化剂的基础上制备了40 /化剂 ,并指出 有 但 具有 B B 9 。钟顺和等 10 采用表面改性和离子交换法制备负载型双核桥联配合物催化剂 : 4 /2 4 /- 2 / - 2 / 2 /双核配合物中金属离子与载体 2- 以双齿配位键合 ,配体以桥基形式连接双金属离子形成双核物种。二氧化碳在催化剂表面存在桥式和烷氧碳酸酯基两种吸附态 ,其中烷氧碳酸酯基吸附态是生成碳酸二甲酯的关键物种。甲醇在催化剂上只有一种分子吸附态。二氧化碳和甲醇在催化剂表面上以高选择性生成碳酸二甲酯。在适宜的超临界条件 (温度130 ,压力 Pa,m (催化剂 ) m (甲醇 ) = ,以 - 2 /碳酸二甲酯的选择性为 100% ,甲醇的转化率可达 5%左右。何永刚等 11 以 载于无机氧化物及分子筛的表面制成了固体碱催化剂 ,分别在釜式和微波辐射两种反应器中考察了二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的反应 ,发现 而只是提供一种耦合的途径。在 100 、 5. 5甲烷存在下 ,碳酸二甲酯收率高于 90% ,主要副产物为二甲醚。 子液体催化体系 离子液体蒸气压近于零 ,有 较高的热稳定性和化学稳定性 ,并且在较宽的温度范围内处于液体状态。因此 ,采用离子液体作为催化反应介质 ,受到了越来越多的关注。 蔡清海等 12 首次在反应中引入了对反应有促进作用的离子液体溴代 1 - 乙基 - 3 - 甲基咪唑盐 ( , 使产物中 质量分数达到 蔡振钦等 13 利用离子液体溴代 1 - 乙基 甲基咪唑盐 溶解特性 ,研究了离子液体 2 催化 反应 规律的影响。固体碱 甲醇直接合成 增加 量可有效地提高 验结果表明 ,在反应温度低于 393K,反应压力高于 离子液体 甲醇直接合成 具有一定的促进作用 ,但不能改变反应的最佳条件和整体规律性。蔡振钦等 14 又考察了多种离子液体对直接合成碳酸二甲酯(应的促进作用 ,并对机理作了分析。结果表明 ,离子液体对反应几乎没有催化活性 ,但有明显的促进作 用 ,是提高 反应的规律和历程不发生改变。离子液体对 良好的溶解性 ,是起促进作用的主要原因 ;当加入溴代 1 - 乙基 - 3 - 甲基咪唑盐 在温度为 363 K,压力为 应时间为 8 m() m ( B r) m (为 12 2. 3 1等条件下 ,可使高到 临界反应体系 15 以无机碱性盐为催化剂 、碘甲烷为促进剂 ,系统地研究了超临界条件下 甲醇直接合成 验结果表明 ,催化剂的活性主要与催化剂的碱性有关 , 的催化效果最好。曹发海等 16 采用碳酸钾和碘甲烷为催化剂 ,在釜式反应器中于超临界条件下进行二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的反应 ,研究了所用两种催化剂的适宜配比及适宜的反应时间 ,在反应温度为 60 120 和反应压力为 100 , 产物碳酸二甲酯在反应液相混合物 中的物质的量分数为 催化反应体系 孔令丽等 17 采用表面改性法制备了 合氧化物 ,用等体积浸渍法制备了 催化剂。结果表明 ,引入 面的分散度 ,且 面分散均匀。在金属 (或 )的协同作用下 ,二氧化碳在催化剂表面形成活性较高的卧式吸附态 ,甲醇在催化剂表面形成分子吸附态和解离吸附态。 合后部 分形成了 提高了对光的吸收强度。金属 扩展了在可见光范围的吸收。与热表面催化相比 ,在较低的温度下光催化反应明显 , 并提高了甲醇的转化率。在 110 ,常压和空速 300的条件下 ,甲醇转化率达 13. 9%, 碳酸二甲酯选择性达 , 收率达 孔令丽等 18 采用表面改性法和等体积浸渍法制备了 催化剂。结果表明 , 半导体 2合后部分形成了 - O - 键 , 而且 催化剂表面有相互修饰的作用。 加入有助于提高 载体 面的分散程度 ,抑制 聚集 ,而且金属 催化剂表面存在多种活性吸附位 ,催化剂对 甲醇产生的有效吸附使得其在较低温度下就能促进碳酸二甲酯的紫外光化学合成。用 在常压 ,空速 300 , 140 和 125W 紫外灯辐照的情况下 ,4. 2% , 碳酸二甲酯的选择性可达 2 酯交换法合成路线的研究进展 传统的酯交换法是用环氧乙烷或环氧丙烷与 应生成碳酸乙烯酯 (或碳酸丙烯酯 ( ,然后再与甲醇进行酯交换 ,生成 酯交换反应为可逆反应 ,反应平衡趋向于环状二醇酯一侧 ,故反应转化率低。因此目前国内外正在开发由二氧化碳、环氧乙烷或环氧丙烷和甲醇一步合成 温和的反应条件下 ,实现 相催化体系 高志明等 19 采用四丁基溴化铵和甲醇钠构成的双组分催化剂 ,催化环 氧丙烷 ( ,二氧化碳和甲醇合成 别考察了一次加入和分两次投入双组分催化剂的合成工艺。实验表明 ,在 T=423K, P=4将该双组分催化剂分两次加入时 ,副产物的选择性为 1. 4 %。该结果明显优于将该双组分催化剂一次加入的结果。陈秀芝等 20 在 1 - 正丁基 - 3 - 甲基咪唑四氟硼酸盐 ( 和 由环氧丙烷、甲醇和 成了碳酸二甲酯。实验表明 ,改变 量对 的影响 ,但可明显地影响其它产物的选择性。 足或过量都不利于 这说明只有 这归因于两种催化剂的协同效应。在 P = 4t=5= 150 的条件下 ,环氧丙烷的转化率达到 95%以上 ,碳酸异丙烯酯的选择性达到 碳酸二甲酯的收率达到 。崔洪友等 21 实验测定了不同条件下碳酸二甲酯 (,甲醇 , 乙二醇 ( , 碳酸乙烯酯 ( 在超临界相和液相中的 分配系数 , 计算了 随 随压力增加而增大 ,随温度升高而变小。这种变化规律表明 ,利用超临界萃取与反应耦合提高酯交换反应转化率的前提是 : ( 1)反应体系中浓度要高 , 即进料中环氧乙烷 (浓度要高 ,且 (2)低的反应温度和高的反应压力。在 160 和 5 20以环氧乙烷 ,甲醇和 原料 ,考察了用超临界究结果表 明 ,采用耦合技术可以提高%以上。 均相催化体系 由于均相催化剂与产物分离困难 ,因此 ,目前对非均相催化剂的研究较多。文献报道的非均相催化剂主要有碱土金属硅酸盐、离子交换树脂及分子筛等。最近 , 中科院化学所取得了较好的研究结果 22 ,在反应温度为 423K, 力为 使用氧化锌负载催化剂将副产物控制在了 下 ,4 %。固体碱催化剂活性中心具有极强的给电子能力 ,具有活性高、选择性好及反应条件温和、产物易于分离等优点 23, 24 。江琦等曾报道过分别以 25 及 26 为载体负载 并用于 近江琦等 27 利用稀土氧化物 E =Y,载体负载 2备了双组分固体碱催化剂 ,用于二氧化碳 ,甲醇及环氧丙烷一步直接合成碳酸二甲酯。结果表明 , 为佳 , 2 化剂中 ,其他三种催化剂中 。载体对催化剂活性有较大的影响 , 2 化活性最高。 2 焙烧温度超过 800 时 ,其催化活性仍然随焙烧温度的升高而升高 ,高温焙烧使部分 K+或者 入到 晶格 ,生成 构 ,这些物种充当活性位使催化剂保持较高活性。 28 以 B, x, 或 2, 6的整数 )负载在无机物上制成催化剂 ,主要对 载在 的催化剂进行了研究 ,其中以负载在 的 4. 5%。弱酸强碱盐具有催化活性的原因可能是在醇中形成了新的碱性位。 L 29 报道了 氧丙烷和甲醇在 4 率达 16. 8%。聂芊 30 以二氧化硅负载丙烯氰 - 丙烯酰胺 M)配合物为催化剂 ,由环氧氯丙烷 ,甲醇 , 接合成碳酸二甲酯 ,并给出了反应机理。指出 而是由环氧氯丙烷先与二氧化碳环加成生成氯丙二醇碳酸酯 ,然后再与甲醇进行酯交换生成 红等 31 采用浸渍法以 泡石 ( - 载体 ,制备了一系列金属盐 无机碱双组分负载型催化剂 ,催化环氧丙烷 ( 步合成碳酸二甲酯 (反应。结果表 明 , 催化剂的活性次序为 : 择性的次序为 : - 其最佳反应条件为 :反应温度 160 ,反应时间 5h,甲醇与 1。此时 , 3 尿素醇解法直接合成 甲醇尿素醇解法催化合成 具有原料价廉易得、工艺简单和反应产生的氨气可以回收利用等优点 ,并且反应过程无水生成 ,避免了甲醇 - 水复杂体系的分离问题 ,使后续分离提纯简单化 ,节省投资。目前已开发出多种不同类型的尿素直接醇解法合成碳酸二甲酯催化剂。 32 采用二丁基二甲氧基锡及高沸点电子施主化合物 - 三乙醇二甲醚的络合物为催化剂 ,用尿素或氨基甲酸甲酯和甲醇合成 过调节阀控制表压连续蒸出 176 182 反应 22h,氨基甲酸甲酯的转化率为 , 赵新强等 33 以正交实验评价了各因素对二丁基氧化锡催化作用的影响 ,得到的较佳因素水平为 :n(甲醇 ) n(尿素 ) = 44, n (二丁基氧化锡 ) n (尿素 ) = 应温度 180 ,反应时间 6h。由极差分析得知该四因素的重要性次序为 :反应温度 反应时间 原料物质的量比 催化剂用量。薄向利等 34 用低热固相配位化学反应方法 ,分析纯 均相沉淀法 ,溶胶 - 凝胶法 ,并流沉淀法和固体研磨法等 6种方法制备了 ,分析比较了它们在合成 果表明 :在尿素为 3g,甲醇为 120 化剂占整个反应物质的 6%,反应温度为 170 180 ,压力为 应时间为 8 D)的催化活性最高 , 收率达到 , 尿素转化率为 77. 83%。用不同方法制备的 D) F) C) A) B) E) 。这说明催化剂的 催化剂颗粒越细 小 因此特征吸收峰就高。薄向利 35 对 3种金属单质进行了活性比较 ,发现镁粉有高的催化活性 ,并提出了镁粉催化反应的机理。其反应机理可能是镁原子首先插入到甲醇中的甲氧基和氢原子之
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本文标题：年产1.5万吨碳酸二甲酯化工厂的设计【优秀化学工程与工艺全套课程毕业设计含6张CAD图纸+带任务书+开题报告+文献综述+外文翻译+56页@正文15200字】
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