2万吨年碳酸二甲酯精制工段化工工艺设计开题报告

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1、 1 材料与材料与化学化学工程工程学院学院 毕业论文开题报告毕业论文开题报告 题题 目：目： 2 2 万吨万吨/ /年年碳酸二甲酯精制碳酸二甲酯精制工段化工工工段化工工 艺设计艺设计- -萃取剂回收塔工艺设计萃取剂回收塔工艺设计及设备及设备 设计设计 20201212 年年 3 月月 2 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）开计）开 题题 报报 告告 一、课题的目的与意义课题的目的与意义 碳酸二甲酯(简称DMC)，分子式(CHO)2CO，是一种无色透明液体，无味无 毒，化学反应性能好，无腐蚀性、使用安全、运输方便。在农药、医药、有机合 成、溶剂、增氧机、塑料、染料、电子化学品、食品添加剂等领域

2、中有着广泛的 应用，已引起国内外化工界的高度重视1。 碳酸二甲酯的物理性质：无色液体，有芳香气味，蒸汽压为 6.27KPa/20； 熔点 0.5，沸点 90，溶解性：不溶于水，可混溶于多数有机溶剂、酸、碱； 密度：相对密度（水=1）1.07；相对密度（空气=1）3.1，稳定性：稳定，危险标 记 7（易燃液体） ，主要用途：用作溶剂，用于有机合成 代替光气作羰基化剂，光气虽然反应活性较高，但是它的剧毒和高腐蚀性副 产物使其面临巨大的环保压力，因此将会逐渐被淘汰；而 DMC 具有类似的亲核 反应中心，当 DMC 的羰基受到亲核攻击时，酰基-氧键断裂，形成羰基化合物， 副产物为甲醇，因此可以代替光气

3、成为一种安全的反应试剂合成碳酸衍生物，如 氨基甲酸酯类农药、聚碳酸酯、异氢酸酯等，其中聚碳酸酯将是 DMC 需求量最 大的领域。 代替硫酸二甲酯作甲基化剂，由于与光气类似的原因， DMC 也面临被淘汰的 压力，而 DMC 的甲基碳受到亲核攻击时，其烷基-氧键断裂，同样生成甲基化产 品，而且使用 DMC 比 DMS 反应收率更高、工艺更简单。主要用途包括合成有机 中间体、医药产品、农药产品等。 精馏能将液相粗产品中的其他物质分离，从而获得很高纯度的产品。精馏是 把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物 分离为所要求组分的操作过程称为精馏。一般生产中都有副产物伴随着产

4、生，这 就需要通过精馏这个过程来获得比较高纯度的产物，所以精馏在化工生产中是很 重要的。 二、研究研究现状和前景展望现状和前景展望 目前国内合成碳酸二甲酯的方法有用二氧化碳与环氧乙烷反应生成碳酸丙烯 酯在与甲醇酯交换、光气甲醇法、光气甲醇钠法、硫酸二甲酯与碳酸钠在催化剂 存在下进行酯交换、甲醇液相氧化羰基法、甲醇气体氧化羰基法、甲醇二氧化碳 法等。 DMC 的研究开发过程大致经历了四个阶段。最初阶段是 20 世纪年代，由 Hood Mundor 用光气和甲醇合成了 DMC，以后有改进为由光气和甲醇钠反应合 成 DMC。这一阶段的合成只能维持小规模工业化生产，而且这些制备方法需要用 光气，操作安

5、全要求，原料剧毒，工艺复杂，腐蚀设备，环境污染，已经逐步被 3 淘汰，第二阶段是 Ugo Romano 在长期研究糖基化的基础上，于 1979 年研究成功 由 co，氧气和甲醇液相糖基化生产 DMC 的技术，20 世纪 80 年代中期，意大利 ENI 研究公司首先实现工业化。这一时期 DMC 合成技术和应用研究逐步深入， 是 DMC 研究的重要阶段。第三阶段是 20 世纪 80 年代末到 90 年代初的大力发展 阶段。这一阶段各阶段大公司纷纷推出了自己的羰基化，酯交换等非光气法 DMC 生产技术和研究成果。第四阶段是进入 21 世纪，酯交换法大力发展，大吨位的装 置在国内外一套接一套投产，下一

6、阶段将是酯交换法原料路线多元发展阶段。 DMC 各生产方法有缺点比较见表 1 表 1 DMC 各生产方法优缺点比较 工艺 优点 缺点 光气法 1 可工业化生产 2 产率高 1 光气剧毒，且不易存放和运输 2 副产物 HCL 腐蚀性强， 环境污染严 重 尿 素 醇 解 法 1 原料便宜易得 2 工艺条件温和 3 对环境有好 1 直接醇解法反应效率低 2 间接醇解法工艺流程较长 氧 化 碳 基 法 1 原料便宜易得 2 对环境友好 需在中压下操作 酯交换法 1 已实现工业化 2 产率较高 3 清洁生产，对环境友好 1 原料成本收油价格影响大 2 生产规模和利润受副产物限制 目前 DMC 的生产主要集中在中国，美国，日本，意大利，德国等国家，2006 年世界 DMC 总的产物达到 31.2 万吨，总产量达到 22.22 万吨。其中美国约占世 界总产量 26%以上，其次为中国，西欧和日本。在中国经过 2002 到 2001 年的两 轮高速度建设和改造后，DMC 的产量总量以 9 万吨居世界之首。从产量来看，