年产6000吨碳酸二甲酯的工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

碳酸二甲酯（dimethyl carbonate，简称DMC），其化学式为(CH3O)2CO，是一种无毒、环保、性能优异且用途广泛的新型绿色化工产品，是重要的有机合成中间体，可作为羟基化、甲基化、甲氧基化和羟基甲氧基化等的反应试剂，被誉为当今有机合成的“新基石”。

近年来，我国DMC下游需求稳步增长，其主要应用于：①锂离子电池电解液。②作为油漆、涂料、粘胶剂、清洁剂、柔软剂等的溶剂或添加剂。③生产聚碳酸酯。④医药行业，DMC作为甲基化试剂替代高毒性的硫酸二甲酯使用，用于合成抗感染类药、解热镇痛类药、维生素类药和中枢神经系统用药。⑤农药行业。⑥作为提高汽油辛烷值的添加剂等。由于DMC在各领域的广泛应用，其需求量大幅增加。因此国内正在扩大DMC的产量。

目前在国内外长期处于供不应求的状态，而且目前国内外现有的碳酸二甲酯生产装备不仅生产效率低，而且对环境均有不同程度的污染。优化寻得工艺路线来适应人类的可持续发展要求有实际意义。随着研究的不断扩大和加深，DMC的市场需求量是不断持续上升，所以其在未来的市场前景也是非常广阔的。同时，生产的需要能够大力加快经济发展，加大就业，促进社会发展进步。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

（1）针对目前国内生产及供需现状，对于年产6000吨对碳酸二甲酯，目前工业化生产方法大致有四种：光气法，甲醇氧化羰基法，酯交换法和尿素醇解法。我所选用的研究方法是尿素醇解法，设计内容方面所选用的设计路线是nh2conh2 2ch3oh——(ch3o)2co 2nh3

（2）工艺流程的设计方面是用来自总厂的尿素和甲醇在混合釜中进行充分的混合，然后进入常压反应釜中进行反应，生成中间产物氨基甲酸甲酯，经精馏塔进行分离，塔底产品即为氨基甲酸甲酯，尿素混合液及极少量的甲醇进入碳酸二甲酯反应器中进行反应，反应后的碳酸二甲酯混合气体冷凝后先经一个精馏塔预分离除去部分甲醇，再进行萃取以较彻底的分离甲醇，含碳酸二甲酯的萃取相则经由一个精馏塔分离出碳酸二甲酯，得到最终产品。反应过程中产生的氨气甲醇混合气被不断加入的氮气和甲醇带走，经分离后，氨气与氮气混合气前往总厂合成氨，甲醇则回储罐作为原料再利用。各步骤中分离出的尿素，萃取剂，催化剂等则由泵打回重新利用。

3. 研究的方法与步骤

研究方法

生产方法：尿素醇解法

生产原料：甲醇，尿素

4. 参考文献

[1] 娄爱娟，化工设计[m]. 上海：华东理工大学出版社，2002

[2] 陈敏恒，化工原理(第三版)[m]. 北京：化学工业出版社，2006

[3] 周大军，化工工艺制图[m]. 北京：化学工业出版社，2005

5. 计划与进度安排

1、2022-3-04～2022-3-15 查阅文献，熟悉相关的专业知识及技能，完成文献翻译工作。并与指导教师进行学习和探讨，确定设计的初步方案，完成开题报告；

2、2022-3-16～2022-5-16 查找资料，完成工艺流程的设计，进行系统的物料衡算及热量衡算，对主体及附属设备进行设计，确定设备类型及尺寸等；

3、2022-5-17～2022-5-31 完成工艺流程图、设备图、布置图等的绘制，完成设计说明书；提交设计说明书查重；