台州学院毕业设计开题报告
课题名称
年产1.5万吨碳酸二甲酯化工厂的设计
课题来源
其他
课题类型
工程设计型
指导教师
何光洪
姓名
陈大红
学院
医药化工学院
专业年级
化学工程与工艺06级
选题的背景和意义：
碳酸二甲酯是重要的有机化工原料之一，具有有机合成的新基石和绿色化工产品之称，在二十一世纪将具有广阔的应用前景。近年来，碳酸二甲酯作为环保性绿色化工产品，受到国内外广泛的关注。由于其独特的分子结构，一方面它有望在诸多领域全面代替光气、硫酸二甲酯（DMS）、氯甲烷、甲酯化及酯交换等反应生成多种重要化工产品；另一方面，以碳酸二甲酯为原料可以开发、制备多种高附加值的精细专用化学品[1-4]，在医药、农药、合成材料、染料、润滑油添加剂、食品增香剂、电子化学品等领域获得广泛应用；第三，其非反应性用途如溶剂[5-8]、溶媒和汽油填加剂等也正在或即将实用化。正是由于它诱人的工业应用前景，世界各国特别是美国、日本、意大利等都在关注其合成路线的研究和发展。
本项目选择尿素甲醇直接合成法，以尿素和甲醇为原料，首次用反应精馏塔生产碳酸二甲酯。
研究的基本内容和拟解决的主要问题：
研究内容：
设计尿素醇解法生产碳酸二甲酯的生产工艺路线；
选择一种合适的催化剂来提高甲醇醇的转化率和碳酸二甲酯的产率；
改进尿素醇解法的工艺流程来提高乙酸乙酯的产率（反应精馏塔，尿素熔融装置）；
反应产物碳酸二甲酯与甲醇容易形成二元共沸物，难以分离，寻找一种合适的方法来分离这两种物质。
对碳酸二甲酯生产工艺的经济技术分析，物料衡算，热量衡算，主要设备的计算等。
拟解决的问题：
选择一种合适的催化剂来提高尿素的转化率和碳酸二甲酯的产率；
改进尿素醇解法的工艺流程来提高碳酸二甲酯的产率（反应精馏塔，尿素熔融装置）；
反应产物乙酸乙酯与甲醇容易形成二元共沸物，难以分离，寻找一种合适的方法来分离这两种物质。
研究方法及措施：
1.工艺部分
通过翻阅大量的文献资料以及对市场的分析来确定生产碳酸二甲酯的工艺路线；
利用别人研发出来的最新专利来改进生产工艺，提高尿素的转化率与碳酸二甲酯的产率；
对现有工艺流程进行大胆创新，突破工艺流程中的几个瓶颈问题；
2.非工艺部分
用Aspen软件来模拟整个生产流程，并进行相应的物料衡算，热量衡算；
运用化工技术经济所学内容，调查目前的市场行情，对整个项目进行建设投资估算以及投资收益分析；
用AspenPlus软件对换热器进行模拟，得到相关数据来选择所需的换热器；
首先通过AspenPlus软件模拟精馏塔，计算得到相关的设计参数和物性资料，然后再使用Hydrodyn和Mechanic两个软件，对精馏塔进行初步设计。
研究工作的步骤、进度：
第7学期第1周——第3周：课题的选定，并拟订设计方案；
第7学期第4周——第7周：查阅相关文献，书写开题报告及综述；
第7学期第8周——第10周：确定工艺路线，设计工艺流程；
第7学期第11周——第14周：查阅文献资料，改进工艺流程；
第7学期第15周——第18周：用Aspen软件模拟整个流程，得到物料衡算与热量衡算；
第7学期第19周——第21周：对整个项目进行经济分析、设备设计与选型；
第8学期第1周——第2周：数据处理整理；
第8学期第3周——第7周：书写论文阶段，论文答辩准备。
主要参考文献：
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赵天生,韩怡卓,孙予罕,等一种从甲醇和二氧化碳直接合成碳酸二甲酯的方法[P]:CN,1242356.2000-01-26
DanIelleBT,ThomasJ,RosaneL,etal.Theroleofdis2tannoxanesinthesynthesisofdimethylcarbonatefromcarbondiox2ide[J].Appl.Catal.A,2003,255(1):93～99.
侯振山,韩布兴,刘志敏,等.一种由二氧化碳和甲醇直接合成碳酸二甲酯的方法[P]:CN1368495A.2002-09-11
曹发海,刘殿华,房鼎碱性催化剂作用下CO2与甲醇直接合成碳酸二甲酯的探索性研究[J].化学世界,2000,11:594～596