5000吨碳酸二甲酯塔设备的设计（代做化工专业毕业设计）
摘要：本设计介绍对比了常用的碳酸二甲酯生产方法，在综合考虑酯化率、反应时间、反应温度等因素的情况下，选择固体超强酸树脂直接催化生产碳酸二甲酯。依据物料性质及工艺操作条件，对工艺流程过程中的其他设备进行了简单选型。设计了固体超强酸树脂催化法制碳酸二甲酯的工艺流程，重点计算设计了精制净化工段设备筛板式精馏塔。工艺包括两步，首先是环氧丙烷或环氧乙烷与CO在一定的压力和温度下进行反应，生成粗碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯，经精馏塔脱除轻组分和催化剂后得到高纯碳酸丙烯酯，碳酸乙烯酯；第二步是碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯与甲醇在催化剂存在下进行酯交换反应，塔顶得DMC与甲醇共沸物，经冷凝后送往加压精馏塔将DMC粗品精制获得高纯度产物。
关键词：固体超强酸树脂；碳酸二甲酯；精馏塔；生产工艺流程
Abstract
In this design several commonly used method of producing adipic acid dimethyl are introduced and compared, in consideration of the esterification rate, reaction time, reaction temperature and other factors, the solid super acid resin is chosen to directly catalyze the production process of dimethyl adipate. Based on material properties and process operating conditions, other equipment used in this process is to be selected. Solid super acid resin to dimethyl adipate catalyzed process flow is designed, focusing on the design of the refined cleaning equipment ---sieve retifying tower.
The process includes two steps, the first is propylene or ethylene oxide and CO reaction was carried out under a certain pressure and temperature, generating crude propylene carbonate or ethylene carbonate, after removal of the distillation tower of light component and catalyst to obtain high purity propylene carbonate, ethylene carbonate; the second step is propylene carbonate or ethylene carbonate acetate and methanol in the presence of a catalyst of ester exchange reaction, the DMC and methanol azeotrope by condensing to the pressurized distillation tower will obtain high purity DMC crude product.
Key words: Solid super acid resin; Dimethyl adipate; Rectifying column; The production process
目录
摘要 I
关键词 I
引 言 2
第一章 碳酸二甲酯制备工艺及设备简介 4
1.1碳酸二甲酯的制备方法及研究现状 4
1.1.1 固体强酸催化法 4
1.1.2 硫酸氢钠催化法 5
1.1.3 杂多酸催化法 6
1.1.4 对甲苯磺酸催化法 6
1.1.5 其它方法 6
1.2 主要设备研究进展 7
1.2.1 塔设备基本性能 7
1.2.2 塔设备现状及发展 7
第二章 工艺计算 9
2.1 工艺原理及流程简介 9
2.1.1 工艺原理 9
2.1.2工艺流程 9
2.2 设计依据 10
2.3 物料衡算 10
2.4 热量衡算 11
第三章 精馏塔工艺尺寸计算 15
3.1设计任务及要求 15
3.2确定物性数据 15
3.2.1 原料液、塔顶及塔底产品的摩尔分率 15
3.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 16
3.2.3物料衡算 16
3.3 塔板数的确定 16
3.3.1 泡点进料温度 16
3.3.2 最小回流比及操作回流比 17
3.3.3 精馏塔气液相负荷 17
3.3.4 操作线方程 18
3.3.5 图解法求塔板数 18
3.4 精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算 19
3.4.1 操作压力计算 19
3.4.2 操作温度计算 19
3.4.3 平均摩尔质量计算 19
3.4.4 平均密度计算 20
3.4.5 液体平均表面张力计算 20
3.4.6 液体平均粘度计算 21
3.5 精馏塔的塔体工艺尺寸的计算 21
3.6 塔板主要工艺尺寸的计算 23
3.6.1 溢流区计算 23
3.6.2 塔板布置 24
3.7 塔板的流体力学验算 25
3.7.1 塔板压降 25
3.7.2 液面落差 26
3.7.3 雾沫夹带 27
3.7.4 漏液 27
3.7.5 液泛 27
3.8 塔板负荷性能图 28
3.8.1 液相负荷下限线 28
3.8.2 液相负荷上限线 28
3.8.3 漏液线 28
3.8.4 雾沫夹带线 29
3.8.5 液泛线 29
3.9 各种管尺寸的计算 30
3.9.1 进料管 30
3.9.2 釜液出料管 31
3.9.3 回流液管 31
3.9.4 塔顶蒸汽出口管 31
3.10 塔高计算 32
第四章 其他设备选型 34
4.1 反应釜选型 34
4.2 换热器选型 34
4.3 泵的选型 34
结 论 36
致 谢 37
参考文献 38
参考文献
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