年产27万吨碳酸二甲化工厂设计开题报告.doc

本 科 生 毕 业 设 计 开题报告 题目： 年产2.7万吨碳酸二甲酯化工厂设计 姓 名： 王小西 学 号： 201208010326 指导教师： 李磊 班 级： 化工123 所在院系： 化学与化工学院 年产2.7万吨碳酸二甲酯化工厂设计 1概述 碳酸二甲酯（Dimethyl Cabonate）简称DMC，常温时是一种无色透明、略有气味、微甜的液体，熔点4 ，沸点90.1 ，密度1.069 g/cm3,难溶于水，但可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶。DMC在常压下和甲醇共沸，共沸温度63.8。DMC毒性很低，是一种符合现代清洁工艺要求的环保型化工原料，因此DMC的合成技术受到了国内外化工界的广泛重视DMC的分子结构独特（CH3O-CO-OCH3），性能优异，因此具有非常广泛的用途，主要用作羰基化和甲基化试剂、汽油添加剂、合成聚碳酸酯（PC）的原料等。DMC的大规模生产就是伴随着聚碳酸酯的非光气合成工艺而发展起来的。 17万t/a，产量和消费量约为9万t/a，主要的生产企业十几家。我国碳酸二甲酯的开发始于20世纪80年代，早期的生产装置均采用国内开发的光气法工艺路线，装置规模在300～500t/a20世纪90年代以后，对碳酸二甲酯的非光气法生产工艺进行了开发研究，尤其是在酯交换法工艺的研发方面投入了大量的人力、物力。我国已经基本掌握了非光气合成碳酸二甲酯的生产工艺，是目前世界上能生产碳酸二甲酯的少数几个国家之一。我国碳酸二甲酯生产企业有20多家，2002年生产能力2万t/a以上，产量约1万t/a。 3碳酸二甲酯合成工艺技术概况 DMC传统的生产路线为光气法，但是由于光气的高毒性和腐蚀性以及氯化钠排放的环保问题而使得这一路线正逐渐被淘汰，普遍采用的合成路线有三种：以氯化铜或一氧化氮为催化剂的氧化羰基化反应、碳酸丙烯酯与甲醇的酯交换反应、尿素甲醇解反应。CO + Cl2 → COCl2 (1) 2CH3OH + COCl2 → CH3OC(O)OCH3 + 2HCl (2) 2CH3ONa + COCl2 → CH3OC(O)OCH3 + 2NaCl (3) 它是合成DMC较早的方法，实际上是间接氧化羰基化过程。此法生产DMC 的收率按甲醇计为90%，纯度95%以上。Ludo提出用甲醇钠与CO2反应生成碳酸钠甲酯，再以甲烷使其甲基化生成DMC。 光气法是传统的合成方法，工艺简单，技术成熟，虽然这些方法的DMC产率较高，但存在操作周期长，成本高，原料光气剧毒，安全性差，运输不方便，三废量大等问题，不符合新的能源和环境的发展要求。目前，光气法正在逐步被其它方法取代，属于淘汰性工艺。 甲醇氧化羰基化法 该法以甲醇、CO、O2 DMC，其反应式如下: CO + 1/2O2 + 2CH3OH → CH3OC(O)OCH3 + H2O 根据使用的催化剂不同，主要有以下2种不同的工艺路线。 3.2.1液相法 该法是以甲醇、CO 和氧气为原料的均相反应，CuCl 为催化剂。反应分2步进行: 氧化反应: 2CuCl + 2CH3OH + 1/2O2 → 2Cu(CH3O)Cl + H2O 还原反应: 2Cu(CH3O)Cl + CO → CH3OC(O)OCH3 + 2CuCl 3.2.2气相法 其化学原理与液相法相同。所用催化剂为Pd-Cl2 、CuCl/C固体催化剂，反应也是分2步进行: 氧化反应: 2NO + 2CH3OH + 1/2O2 → 2CH3ONO + H2O 还原反应: CO + 2CH3ONO → CH3OC(O)OCH3 + 2NO 气相法目前仍处