化工工藝課程設(shè)計(jì)

《化工工藝課程設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《化工工藝課程設(shè)計(jì)（8頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。引言01 總論21.1設(shè)計(jì)項(xiàng)目21.2碳酸二甲酯的性質(zhì)和用途21.2.1碳酸二甲酯的性質(zhì)21.2.2碳酸二甲酯的用途22碳酸二甲酯的制備方法42.1 酯交換法42.1.1碳酸乙烯酯法43.大工藝路線的比較83.1本設(shè)計(jì)所選工藝方案93.2 甲醇氧化羰基化法流程104主要設(shè)備計(jì)算和選型144.1 精餾塔的設(shè)計(jì)144.2 精餾塔設(shè)計(jì)計(jì)算154.2.1 換熱器的設(shè)計(jì)15(A) 反應(yīng)釜的計(jì)算與選型16(a)確定反應(yīng)釜體積16(b) 反應(yīng)釜選型17(d) 確定反應(yīng)釜夾套材料和壁厚17(e) 確定反應(yīng)釜內(nèi)筒的壁厚和材料18(B) 泵的選型18(

2、a) 泵的選型說明184.3.1 車間布置設(shè)計(jì)20資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。(A) 車間布置的基本原則204.3.2 安全與環(huán)保21(A) 安全21(B) 環(huán)保21參 考 文 獻(xiàn)22附錄 A 設(shè)備一覽表26致謝32資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。引言碳酸二甲酯 ( Dimethyl carbonate, 簡稱為 DMC) 是無毒無公害的主要工原料和產(chǎn)品之一,一種新型的綠色有機(jī)合成中間體, 被稱為 /21 世紀(jì)有機(jī)合成領(lǐng)域的新基塊0。它在農(nóng)藥、醫(yī)藥、高分子合成、燃料添加劑及溶劑中均有廣泛用途。由于生產(chǎn)和使用DMC 的過程中 , 極

3、少產(chǎn)生對環(huán)境的污染 , 因此 ,DMC 已日益受到人們的重視 , 并將得到越來越廣泛的應(yīng)用。 DMC 是一種重要的有機(jī)合成中間體 , 其結(jié)構(gòu)中含有甲基、 甲氧基、 羰基、 甲氧基羰基 , 因而具有良好的反應(yīng)活性 , 能與酚、 醇、 胺、 肼、酯類化合物發(fā)生反應(yīng) , 生成許多重要的化工產(chǎn)品。 DMC 可代替有毒的硫酸二甲酯作甲基化劑 , 制備苯甲醚 ( 苯甲醚是重要的農(nóng)藥、 醫(yī)藥中間體 ) , 還可用作油脂工業(yè)抗氧化劑、食用香料等 ,以及生產(chǎn)主要用于照相印刷中作顯影液的四甲基醇( TMAH)?？纱嬗袆《镜墓鈿庾黥驶瘎? 合成如聚碳酸酯等工程材料,也可用于制造磁帶、磁盤等光電子產(chǎn)品。另外, 由

4、于 DVD 等高檔視聽產(chǎn)品的普及, 光盤需求量大幅提高 , 對以 DMC 為原料生產(chǎn)的聚碳酸酯的需求將不斷增大, 因而用在此方面的 DMC用量會大幅上升。 DMC 還可用于生產(chǎn)烯丙基二甘醇碳酸酯( ADC) 。 ADC 是一種性能優(yōu)異的熱固性樹脂, 可替代玻璃用于眼鏡片和光電材料等新的領(lǐng)域,代替各種有毒溶劑 ( 苯、 甲苯 )作涂料、油漆的溶劑 ,也可代替甲基叔丁基醚作汽油添加劑。DMC 的分子量含氧高達(dá) 53 % , 且辛烷值高 , 可用作汽油添加劑 , 以增加汽油含氧量 , 提高燃燒效率 , 降低毒性尾氣排放 , 這些方面都要優(yōu)于 MTBE 。 DMC 還是與環(huán)境友好的綠色化合物 , 隨著

5、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。世界各國對環(huán)境污染的日益重視, 利用 DMC 的特性及將其作為合成中間體開發(fā)綠色化工產(chǎn)品, 有著巨大的吸引力和市場潛力。設(shè)計(jì) 7萬噸 /年碳酸二甲酯的工廠設(shè)計(jì), 本次設(shè)計(jì)我選用甲醇氧化羰基法。經(jīng)過本次實(shí)驗(yàn), 我學(xué)習(xí)到了工廠設(shè)計(jì)一套生產(chǎn)碳酸二甲酯的工藝流程的整個過程。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。1 總論1.1 設(shè)計(jì)項(xiàng)目本課題以某石油化工廠尿素和甲醇為原料 , 進(jìn)行年產(chǎn) 70000 噸工業(yè)碳酸二甲酯裝置的工業(yè)設(shè)計(jì) , 并提交設(shè)計(jì)說明書及相關(guān)工程圖紙。配管設(shè)計(jì)采用 PDSOFT 三維管道設(shè)計(jì)與管理系統(tǒng)輔助

6、設(shè)計(jì) ,年工作時間大于8700 小時。1.2 碳酸二甲酯的性質(zhì)和用途1.2.1 碳酸二甲酯的性質(zhì)(CH 3O)2C=O,無色液體 ,有香味。相對密度 1.065(17),熔點(diǎn) -0.5,沸點(diǎn) 90.6。不溶于水 ,溶于許多有機(jī)溶劑 ,可混合于酸類和堿類。又稱碳酸甲酯 ,簡稱 DMC 。無色透明液體。相對分子質(zhì)量 90.08。相對密度1.0694。熔點(diǎn) 24。沸點(diǎn) 90 91、 42 (1.60 104Pa)。閃點(diǎn)21.7、 16.7(閉式 )。折射率 1.3687。溶于水 (20時 13.9)、 丙酮、氯仿、 甲苯 , 易溶于乙醇、 無機(jī)酸和堿溶液。化學(xué)反應(yīng)性強(qiáng) , 能夠提供甲基化基、 羰基化

7、基及?；?,以取代對環(huán)境有污染的光氣、 硫酸二甲酯等 ,受到廣泛注意。經(jīng)過對它的毒性進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn) , DMC 的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于當(dāng)前常見的化工原料 ( 光氣、 硫酸二甲酯 ) , 與大白鼠、 小白鼠經(jīng)口致死中量 LD 50=6 40012 800 mg/kg, 與甲醇 ( LD 50=3 000mg/kg) 相比 , 應(yīng)該認(rèn)為是安全的。以 DMC 為原料可合成食品添劑、 抗氧化劑、 植物保護(hù)劑、 高級樹脂、 燃料和藥物中間體、 表面活性劑等 , 是有機(jī)合成的”新基塊”。1.2.2 碳酸二甲酯的用途它可作為溶劑 ;由于本品毒性極低 ,廣泛用作醫(yī)藥原料 ,生產(chǎn)呋喃唑酮 ; 農(nóng)藥的中間體 ,制備殺

8、蟲劑 ”西維因 ”(又稱 ”胺甲萘 ”,Carbanyl)、 殺螨劑 ”呋資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。喃丹 ”,用于蔬菜、 果樹、 棉花的病蟲害防治 ;制備磷酸二苯酯 ,用作聚碳酸酯的原料 , 聚碳酸酯廣泛用作工程塑料及光學(xué)材料 ;用作異氰酸酯的原料 ,由異氰酸酯可生產(chǎn)聚氨酯 ;用作生產(chǎn)熱固性樹脂烯丙基二甘醇碳酸酯 , 用作光學(xué)材料 ;用作生產(chǎn)對二氨基脲的原料 ,對二氨基脲是一種鍋爐清洗劑;用作長鏈烷基碳酸酯及四甲基氫氧化銨的原料 ;制備苯甲醚、 香料、N- 甲基咔唑和均二氨基脲的原料;本身可用作汽油添加劑,以提高辛烷值 ;也用作其它有機(jī)合成的中間體及甲基化劑

9、和羰基化劑。1.2.3 碳酸二甲酯的應(yīng)用( A) 羰基化試劑當(dāng)前 , 羰基化試劑一般都采用光氣。光氣(COCl 2)的反應(yīng)活性較高但有劇毒 , 參加反應(yīng)時易生成腐蝕反應(yīng)設(shè)備的副產(chǎn)物, 同時嚴(yán)重污染環(huán)境。因此 , 隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展, 光氣將逐漸被淘汰。DMC 具有和光氣類似的親核反應(yīng)能力, 當(dāng)其羰基受到親核基團(tuán)攻擊時, ?；?- - 氧鍵即發(fā)生斷裂 , 形成羰基化合物。因此DMC 能夠代替光氣作高分子合成材料等的中間體, 如氨基甲酸酯、聚碳酸酯、異氰酸酯等。(B) 甲基化試劑常見的甲基化試劑硫酸二甲酯(DMS) 和 CH3Cl 不但具有毒性和腐蝕性 , 且堿用量大 , 又存在產(chǎn)物分離難題。用D

10、MC 作甲基化試劑可避免生產(chǎn)過程中的操作危險、設(shè)備腐蝕及環(huán)境污染等問題。如用DMC代替 DMS 與苯酚反應(yīng)生產(chǎn)農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體的苯甲醚, 產(chǎn)品收率高,副產(chǎn)物為甲醇和CO2。(C)汽油添加劑當(dāng)前已應(yīng)用的汽油添加劑主要是甲基叔丁基醚 ( MTBE) 。 DMC 能夠提高汽油的辛烷值和氧含量 , 使汽油達(dá)到同等氧含量時使用的 DMC 的量比 MTBE 少 4.5 倍, 從而降低了汽車尾氣中碳?xì)浠衔?、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。一氧化碳和甲醛的排放總量 ; 使用 DMC 還克服了 MTBE 易溶于水、污染地下水源等缺點(diǎn)。另外 , 生產(chǎn) DMC 工藝過程中 DMC 和

11、CH 3OH 是共沸物 , 不需要進(jìn)行分離 , 可直接摻入汽油中使用 , 這樣既簡化了DMC的生產(chǎn)工藝過程又降低生產(chǎn)成本。(D) 電解液碳材料陽極電池的電解液所用溶劑一般含50% 90%的DMC 。將添加 DMC 的電解液用于鋰離子電池中, 電池具有高電流密度和良好的抗氧化還原性能, 而且導(dǎo)電性能高、電池壽命長。(E)溶劑DMC 是性能優(yōu)良的溶劑, 其熔、沸點(diǎn)范圍窄 , 表面張力大 , 粘度低 , 介電常數(shù)小 ,蒸發(fā)溫度高 , 蒸發(fā)速度快。因此 , 它作為集清潔性和安全性于一體的綠色溶劑 , 可用作特種干油漆的溶劑及醫(yī)藥品的溶媒介質(zhì)。另外 , DMC 還可用于柴油添加劑 , 合成高級潤滑油的基本材料長鏈烷基碳酸酯 , 生產(chǎn)香料、 清洗劑、 農(nóng)藥等新型化學(xué)產(chǎn)品。2 碳酸二甲酯的制備方法2.1 酯交換法2.1.1 碳酸乙烯酯法1918 年 , Hood Murdock 成功地用光氣與甲醇制得DMC 。反應(yīng)分兩步完成 , 首先由光氣與甲醇反應(yīng)得氯甲酸甲酯, 氯甲酸甲酯進(jìn)而與甲醇反應(yīng)得DMC 產(chǎn)品。以后DMC 的合成方法不斷發(fā)展, 出現(xiàn)了酯交換法、 甲醇氧化羰基化法以及以甲醇和二氧化碳為原料的合成方法。C3H4O3+2CH 3OH CH 3OC(O)OCH 3+HO(CH 2)2OH該酯化反應(yīng)催化劑一般為堿金屬氫氧化物、醇鹽或碳酸鹽 , 如氧化