6000吨年氧化羰化制碳酸二甲酯合成工艺设计说明书.doc

课 程 设 计 说 明 书 武 汉 工 程 大 学 化工与制药学院 课程设计说明书 课题名称 6000吨/年氧化羰化制碳酸二甲酯合成工段的工艺设计 专业班级 工业催化与煤化工01 学生学号 0806160125 学生姓名 张晓玲 学生成绩 指导教师 金放 杨晓俊 汪峰 课题工作时间 2011.12—2012.01 武汉工程大学化工与制药学院 化工与制药学院 课程设计任务书 专业 工业催化与煤化工 班级 01 学生姓名 张晓玲 发题时间： 2011 年 12 月 23 日 课题名称 6000吨/年氧化羰化制碳酸二甲酯合成工段的工艺设计 指导教师：金放、汪峰、杨小俊。 设计任务 1. 反应和分离工艺的确定。 2. 工艺计算： 3. 安全评价 4. 环境问题分析 5. 项目经济效果评价 副反应为 动力学方程为 其中：R1，R2主副反应反应速率，mol/(g·h-1) R气体常数 T温度，℃ Pi各组分分压，MPa 4. 反应进料气相组成为：甲醇20%，CO65%，O2 6%，其余为N2（以质量计）。反应甲醇转化率为20%，DMC收率为11.2%，选择性56%。 5．过程中加热介质为饱和蒸汽，冷却介质为饱和水，冷却后反应液体温度为47℃。 6. 催化剂性质：比表面积为1000m2/g, 颗粒密度为0.9g/cm3，孔容0.42 cm3/g，床层孔隙率0.38，催化剂直径6mm。 7. 反应过程中物料损耗为2%。 8. 分离过程物料损耗为0.5%。 9. 分离工艺为三塔流程，DMO分离塔-减压恒沸精馏塔-加压恒沸精馏塔。 10. DMO分离塔进料物料摩尔比为： 甲醇: DMC:DMO=0.8:0.112:0.045；进料温度为320K，101.3KPa，塔底产品为DMO，纯度99.99%，塔底温度437K, 塔顶温度336.5K，常压操作。 11. 减压精馏塔进料为DMC和甲醇恒沸混合物（甲醇摩尔分率0.8），塔顶温度310K，操作压力30KPa，塔底产品为甲醇，纯度99%；加压精馏塔进料为减压精馏塔塔顶出来的恒沸物，塔顶温度为445K，操作压力800KPa，塔底产品为DMC，纯度99.5%。 设计说明书内容 设计任务书 题目名称，目录及页码 第一章 第章 第四章 安全评价 第五章 环境问题分析 第章 项目经济效果评价目录 绪 论 8 第一章 项目说明 9 1.1、产品与原料的介绍 9 1.1.1原料与产品的基本性质 9 1.1.2 DMC的用途 10 1.2项目背景与发展概况 10 1.2.1项目背景 10 1.2.2主要生产工艺 11 1.3国内外市场需求及预测 12 1.3.1国内概况 12 1.3.2替代光气和DMS的潜在需求 12 1.3.3汽油添加剂领域的潜在需求 12 1.4?生产现状及估计 13 1.4.1国外生产情况 13 1.4.2国内生产情况 13 1.5 销售价格分析 13 第二章 工艺设计方案 15 2.1. 合成机理[2] 15 2.2生产工艺流程 15 2.3. 主要设备 16 2.4 仓储方案 16 2.4.1 ME的性质 16 2.4.2 ME的储运及应急处理 16 2.4.3 DMC的性质 17 2.4.4 DMC的储存 18 第三章 工艺计算 19 第一部分 反应段 3.1物料衡算 19 3.1.1物料衡算条件 19 3.1.2 物料衡算基本依据 19 3.2热量衡算 21 3.2.1预热段能量计算 22 3.2.2反应段能量计算 23 3.3.反应器设计 26 3.3.1计算反应体积 26 3.3.2计算反应器直径 30 3.3.3反应床层压降 31 3.3.4 机械强度的计算和校核 31 3.3.6管口设计 33 3.3.7 气体分布器 34 3.3.8 支座的设计 34 3.3.9人孔的设计 34 3.3.10 防火层的设计 34 第二部分 分离段 3.4 常压精馏塔 34 3.4.1 全塔物料衡算 34 3.4.2 热量恒算 35 3.4.3 常压精馏塔的设计 35 3.4.4 附件的设计 40 3.4.5 附属设备的设计 46 3.4.5.2 储罐 48 3