年产5000吨碳酸二甲酯的工艺流程设计开题报告

1. 研究目的与意义

碳酸二甲酯（简称dmc），分子式（ch3o)2co，分子量90.08，相对密度1.070，折射率1.3697，熔点4℃，沸点90.1℃。常温下为无色液体，略带香味，具有可燃性。能发生甲基化、羰基化、甲酯化和酯交换反应，能取代剧毒的甲基化试剂和羰基化试剂光气而应用于有机合成工业，被称之为有机合成的新基石，符合清洁生产和绿色化工的时代要求。随着人类可持续发展战略的实施，化学工业面临着严峻的挑战。工业化和城市化给环境带来了巨大的压力，对人类健康也造成了一定的威胁。积极研究和开发新的化学方法和技术，尽量减少使用或不使用对人类健康，生态环境有害的化学物质，“清洁生产工艺”和“绿色化学品”已成为21世纪化学工业发展的主导方向。

本设计为甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯。这种用途广泛的有机产品，，既可取代光气、硫酸二甲酯等剧毒试剂，也可凭借其独特的化学性质合成许多新的衍生产品。具有广阔的市场前景，并属于环保型绿色甲酯，收到国内外广泛关注。其可用于制备西维因苯、甲醚等多种农药、医药产品。还可用于制备光电子材料、粘合剂、润滑油等多种产品。碳酸二甲酯可作为无铅汽油添加剂，将其加入油品中可提高辛烷值在并降低尾气中no和co的排放量。碳酸二甲酯本身无毒无味，能与其他有机物混溶。在油漆、喷雾剂等方面有很大的市场价值潜力。也可替代剧毒的光气、氯甲酸甲酯、硫酸二甲酯等作为甲基化剂或羰基化剂使用，提高生产操作的安全性，降低环境污染。作为溶剂，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、清洁溶剂等。作为汽油添加剂，dmc可提高其辛烷值和含氧量，进而提高其抗爆性。国内以碳酸二甲酯为原料已能生产近20种医药产品。近年来，美国已提出用dmc逐步替代mtbe作为汽油添加剂，碳酸二甲酯被我国列入国家九五重点开发的50个精细化工产品范围。碳酸二甲酯的发展将对我国的煤化工、甲醇化工起到巨大作用。它诱人的工业应用前景被世界各国特别是美国、日本、意大利等都所关注。国内的碳酸二甲酯一直处于供不应求状态，很大程度上靠国外市场购买。本项目投产必将有效地缓解国内的市场需求。

因此，该选题有很高的研究价值和商业价值。

2. 研究内容和预期目标

（1）研究内容

查阅文献，了解碳酸二甲酯的基本生产方法，并对年产5000吨的dmc生产工艺过程进行详细设计，确定整个生产过程的工艺流程、设备类型、设备结构及尺寸、工厂布置方法、三废处理方法等，编制设计说明书，绘制工艺流程图、主体设备图、车间布置图等图纸。

具体方法及措施：甲醇跟dme先按一定配料比混合后与二氧化碳通过涡轮泵混合加压预热后进入反应器中反应。反应器流出的二氧化碳、甲醇、dme、dmc和水通过一个气液分离器得到的二氧化碳经旋风分离机提纯后去循环，旋风分离器下面的液体回到气液分离器里继续分离；而气液分离器出来的液相混合物进入精馏塔分得轻相dme与甲醇共沸物和重相dmc与水共沸物。塔顶轻相dme与甲醇可作为原料循环使用；塔底重相dmc与水的共沸物，由于dmc难溶于水，采用倾析精馏即可分离得到高纯度的产品。

3. 研究的方法与步骤

（1）光气法

传统的dmc生产方法是以甲醇与光气，碱反应制取dmc，反应物经中和，洗涤和蒸馏而制得。

1.甲醇和光气在低温下进行液相反应，脱除释放出的hcl并加以回收。2.氯甲酸甲酯与补充的甲醇反应，速度较慢且在较高温度下进行，用叔胺或通过与冷碱液一起搅拌可加速反应进行。

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

1.2022-2-29~2022-3-11

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；

2.2022-3-12~2022-5-08