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5000t/a马来酸二甲酯生产工艺设计1毕业设计系别：化学与材料工程学院课题名称：5000t/a马来酸二甲酯班级：化工1211指导教师：刘承先时间：2014年11月20日5000t/a马来酸二甲酯生产工艺设计2目录1.总论..............................................................71.1设计依据......................................................71.2建设规模......................................................71.2.1产品品种、规格、数量.....................................71.2.2主要原料、产品的物理化学性质、规格、来源.................71.3产品方案......................................................81.3.1产品的用途...............................................81.3.2工艺路线.................................................81.3.3工艺流程简述.............................................82.工艺计算：........................................................92.1物料衡算：...................................................102.1.1基础数据：..............................................102.1.2原料、产品的技术规格...................................112.1.3物料衡算:...............................................112.2热量衡算.....................................................122.2.1动力（水、电、气、汽）技术规格..........................122.2.2热量衡算................................................123设备选型计算......................................错误!未定义书签。3.1贮罐的选型说明及计算..........................错误!未定义书签。3.2反应釜的选型说明及计算........................错误!未定义书签。3.3换热器的选型说明及计算........................错误!未定义书签。3.4泵类的选型说明及计算.........................................204.设备布置.........................................错误!未定义书签。4.1设备布置原则.................................................324.2车间建筑要求.................................................324.3设备布置.....................................................335000t/a马来酸二甲酯生产工艺设计35.消耗定额、控制指标、定员.........................................345.1原材料、动力消耗定额及消耗量.................................345.2生产控制分析表...............................................345.3定员.........................................................356三废处理及环境保护...............................................367、安全生产与劳动保护..............................................307.1危险性物质物性一览表.........................................317.2消防安全措施.................................................317．2．1车间建筑安全要求.....................................317．2．2工艺安全措施.........................................317．2．3电气安全措施.........................................327.3劳动防护措施.................................................328.节能措施.........................................................43致谢.............................................................36参考文献...........................................................375000t/a马来酸二甲酯生产工艺设计4化工1211班毕业设计任务书化工1211班，储莉同学：现下达给你毕业设计如下，要求你在预定的时间内，完成此项任务。一、项目名称：5000吨/年马来酸二甲酯生产工艺设计通过相关图书、期刊、电子资料等查询、论证，自行确定生产方法，经老师审阅后执行。二、主要内容1、开题报告（1）产品市场概况及前景、现有生产方法评价、以及选定的生产方法（2）毕业设计主要工作（3）工作进度安排2、设计及说明书内容见指导书3、设计图纸（1）带控制点的工艺流程图（2）物料流程图（3）设备一览表（4）设备平面布置图三、工艺设计参数：（1）产品规模及规格：年生产力：5000吨/年产品规格：≧99%(wt)(2)年开工时间：300天（3）反应条件、消耗定额、收率等相关数据，请根据所选生产方法的文献确定。（4）原料规格：所有原料是工业一级品，通过查阅资料得到。（5）公用工程条件：蒸汽：8kg/cm2循环冷却水：20℃电：380V（6）厂址：常州地区，自然条件主导风向东南风最大风速20.3m/s平均风速3.1m/s年平均降雨量1076.1mm年平均气温15.4℃5000t/a马来酸二甲酯生产工艺设计5绝对最高气温39.4℃绝对最低气温-15.5℃年平均相对湿度70%年平均气压1016.3mbar地下水位3.00m地震烈度6°四、设计中主要参考资料（参考书）（包括资料、规范、标准等）：化工部设备设计中心站。《化工设备设计手册》、《化学工程师手册》。上海科学技术出版社。1981。国家医药管理局上海医药设计院编,化学工艺设计手册[M]（第二版）化学工业出版社（等）刘光启、马连湘、刘杰。《化学化工物性数据手册》。化学工业出版社，工业装备与信息工程出版中心。2001。《化学工程手册》编辑委员会。《化学工程手册》（1-6）。化学工业出版社。1998。化工部科技情报研究所，世界精细化工手册[M],北京：科学出版社，1982.402相关图书、期刊、电子资料等等五、提交技术文件：设计说明书：1份设计图纸：3张（物料流程图、带控制点工艺流程图、设备平面布置图）六、上交文件（装订）：1、开题报告：1份（将此任务书装订在开题报告封面后第一页）2、设计说明书：1份；附：设计图纸3张及设备一览表3、草稿本请将上述文件装在文件袋中上交。设计指导老师：刘承先2014、11、205000t/a马来酸二甲酯生产工艺设计6常州工程职业技术学院毕业设计报告（2012届）题目：5000吨/年顺丁烯二酸二甲酯生产工艺设计学生：储莉系：化学工程技术系专业班级：化工1211指导教师：刘承先专业技术职务：教授一、前言1、课题的背景、目的和意义课题的背景、目的和意义：顺丁烯二酸二甲酯与其它物质的共聚物可制成多种具有特殊性能和用途的涂料、粘结剂、防缩整理剂等，有很大的市场应用价值。在顺丁烯二酸二甲酯的生产应用中，若想提高产品生产率，简化后处理工艺，降低生产成本，则传统的以硫酸为催化剂的生产工艺有必要向新型的绿色经济型工艺发展；而关键在于高效、廉价、易于分离回收的新型催化剂的设计开发。沸石型分子筛具有催化活性高，环境污染小，能够重复使用，且可以与多价金属阳离子进行离子交换改性等优势，将会成为马来酸二甲酯生产工艺中催化剂发展方向之一。近几年来，马来酸二甲酯的合成在技术上没有多大的进展，主要停留在20世纪70年代的技术水平。国内用硫酸作为催化剂，它虽然价廉易得，但设备腐蚀严重，副反应多，有大量富马酸二甲酷产生，山于在马来酸二甲酯中残存硫酸，因此，若用液碱中和将产生大量废液，用釜蒸馏时也会有釜残产生造成损失，而影响马来酸二甲酯的收率。这几年在酯化方面，出现了磷钨酸、硫酸铁、甲基磺酸、硫酸铁氨、对甲苯磺酸、硅钨酸、聚苯乙烯磺酸、硫酸铁和三氯化铝等固体超强酸，它们的制备须高温净化分离，非常麻烦，需要自己合成，制备催化剂本身就产生三废。2、课题的现状与发展趋势；课题欲解决哪一方面的问题生产顺丁烯二酸二甲酯的现状与发展趋势：现在用于顺丁烯二酸二甲酯催化合成的无机酸类催化剂主要是硫酸。早先有美国专利报道，在泡帽塔反应器中，以硫酸为催化剂，甲醇与顺酐按摩尔比1．4—3．0混合，在100—125℃下酯化反应20～140min，马来酸二甲酯收率达到96％以上。目前国内用于顺丁烯二酸二甲酯合成的最常用无机酸催化剂也是硫酸。然而真正涉及工艺方面的报道较少，只从少数文献得知酯化反应时间约需10小时左右。国内外所报道的反应时间相差这么多，不排除可能是反应器及操作不同而造成的原因。总之硫酸用作催化剂，其优点是可溶于反应体系中，使酯化反应在均相条件下进行；而且催化活性高，价格便宜。缺点是硫酸有强氧化性，易使产品色泽变深；且又有强腐蚀性，易腐蚀设备及排除的酸性废水易造成环境污染。所以被其它类型催化剂（离子交换树脂类催化剂、固体酸类催化剂）逐步取代也是势在必行。我欲解决催化剂这一方面的问题。5000t/a马来酸二甲酯生产工艺设计7二、课题方案的确定1、方案的原理、特点与选择依据方案的原理：顺丁烯二酸二甲酯的合成分两步进行：（1）顺酐醇解生成顺丁烯二酸单甲酯HC-C=OHC-C=O=O+CH3OH→HC-COOCH3HC-COOH=+CH3OH加催化剂HC-COOCH3HC-COOCH3=+H2O该反应过程中顺酐开环结合一分子水，反应迅速，无需催化剂。研究表明，第一步反应容易进行，无需催化剂，基本上是不可逆的。第二步反应是可逆过程，速率较慢，是合成顺丁烯二酸二甲酯的关键控制步骤，需在催化剂的作用下才能进行的比较迅速和完全。（2）顺丁烯二酸单甲酯转化为双酯该反应是可逆过程，是合成马来酸二甲酯的关键控制步骤，需在催化剂的作用下才能进行的比较迅速和完全。方案的特点：我选择磷钨酸。因为磷钨酸价廉易得，且具有与产品分离容易、酯化过程无三废、其催化剂可循环使用、收率可达95%以上等优点。方案的选择依据：○1传统生产DMM的方法是以顺酐为原料，在硫酸的催化作用下与甲醇进行酯化反应，该生产工艺虽然催化剂硫酸的催化活性高、价格便宜，但存在副反应多、产