年产6万吨硫酸二甲酯工艺设计

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1、.wd目目录录.设计任务书 12.工艺路线的选择 32.1 合成方法的选择 32.2 生产原理 32.3 工艺流程确实定 43.物料衡算 94.热量衡算 105.典型设备吸收塔的设计 115.1 设备设计 115.2 选型设计计算 115.3 典型设备图(附图二)126.投资与成本估算 146.1 车间装置人员配置表 146.2 设备投资 146.3 投资估算及分析 206.4 工程效益和风险分析 217.厂房布置及生产车间的组成 22.wd7.1 厂房设计要求 227.2 水电要求 227.3 生产车间的组成 228.安全环保生产要求 238.1 安全生产 238.2 三废处理 26致谢 2

2、8参考文献 29附图 30年产 6 万吨硫酸二甲酯工艺设计及吸收塔设计.设计任务书1.1 工程硫酸二甲酯的工艺设计1.2 设计内容生产工艺设计设计典型设备吸收塔.wd1.3 设计规模年产 ： 60000 吨的硫酸年生产日 ： 300 天。日生产能力： 200 吨(日均生产 24 小时，每小时生产 8.3 吨1.4 设计依据该设计说明书是依据富驰化工医药股份的生产资料,并结合设计任务书的内容和生产管理标准的相关文件而设计的。1.5 产品用途产品广泛用于医药、农药及其他工业行业，是良好的甲基化剂，用于制造二甲基亚矾、咖啡因、香草醛、氨基比林、甲氧氨苄嘧啶和农药乙酰甲胺磷等，在有机合成中，用于代替卤

3、化烷作甲基化剂。1.6 原料介绍1.6.1 硫酸应符合 GB534-82 的规定含量98.0%，灼烧残渣含量0.10% 1.6.2 甲醇应符合 GB333-35 的规定，但也可以使用工业回收甲醇，要求含量98.0%，外观无色透明1.6.3 硫酸氢甲酯硫酸氢甲酯的比重要求为 1.551.6625。配制方法：.wda.耐酸容器中置于一定量的甲醇，其量按配制的氢甲酯的量定。b.向甲醇内参加 98%的硫酸，要求混合液的温度不超过 70，必要时容器夹套水冷却，加酸时不宜太快，一般要保持 12 小时以上。c.混合液体比重到达要求是停顿加酸，为保证其较好的催化活性，至少应静置三天后使用。11.6.4 生产辅

4、助材料a.氢氧化钠固体 98%以上含量使用时，配制 10%左右的溶液要求PH12。b.液氨符合 GB536-88，一级品的含量99.8%液体不水氨。c.无水乙醇。d.自行配制 0.5mol/l 的氢氧化钾的乙醇溶液。e 润滑油类。21.7 产品介绍1.7.1 产品名称中文名称 硫酸(二)甲酯 英文名称 methyl sulfate；dimethyl sulfate 别名：硫酸甲酯分子式：C2H6O4S；(CH3)2SO4不安全标记 13(剧毒品)，20(腐蚀品) 31.7.2 产品理化性能无色或微黄色，略有葱头气味的油状可燃性液体。硫酸二甲酯分子量.wd126.14。相对密度 1.3322(2

5、0/4)。熔点 31.8 。沸点 188/开环。闪点83.33。自燃点 187.78。蒸气密度 4.35。蒸气压 2.00kPa(15mmHg 76)。溶于乙醇和乙醚,在水中溶解度 2.8g/100ml。在 18易迅速水解成硫酸和甲醇。在冷水中分解缓慢。遇热、明火或氧化剂可燃。41.8 技术指标(企业指标)表 1 硫酸二甲酯产品应达标要求指指 标标指指标标名称名称一一级级品品合格品合格品硫酸二甲酯含量(CH3)2SO4/%98.5%98.0%酯含量(以 H2SO4计)/%0.6%0.8%1.9 生产方式该车间设计为产量较小的精细化工产品，故采用下单投料生产包装出厂间连续批量生产。2 工艺路线的

6、选择2.1 合成方法的选择硫酸二甲酯的合成方法很多，如钠盐法、无水硫酸与甲醇直接反响法、.wd二甲醚与三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氢甲酯法等。但除二甲醚与三氧化硫合成法外，都存在着产品收率低，原材料消耗大、设备腐蚀严重等问题。本设计中采用二甲醚和三氧化硫反响来生产硫酸二甲酯。先由甲醇脱水得到二甲醚。再将 25%发烟硫酸加热蒸出三氧化硫气体，用硫酸二甲酯喷淋吸收。吸收了三氧化硫的硫酸二甲酯与二甲醚气体在合成塔反响，即生成硫酸二甲酯。工业品硫酸二甲酯的纯度98%。原料消耗定额：甲醇550kg/t、发烟硫酸25%3000kg/t。52.2 生产原理1甲醇催化脱水反响：6CH3HSO42CH3O

7、H CH32O + H2O130140H=1.775KCaL/moL2硫酸二甲酯的合成反响：7CH32SO4CH32 O + SO3CH32SO47090H=-44.89KCaL/moL3二甲酯合成副反响：SO3 + H2O + CH32SO4 2 CH3HSO42 CH3HSO 4 CH32SO4 + H2SO44甲醇脱水的主要反响：82CH3OHC2H4 + 2H2O.wd2.3 工艺流程确实定硫酸二甲酯的合成方法很多，如钠盐法、无水硫酸与甲醇直接反响法、二甲醚与三氧化硫合成法、氯磺酸合成法、硫酸氢甲酯法等。但除二甲醚与三氧化硫合成法外，都存在着产品收率低，原材料消耗大、设备腐蚀严重等问题

8、。2.3.1 工艺流程简述a.采用二甲醚和三氧化硫合成二甲脂的工艺路线，二甲醚的根源由甲醇催化脱水制得，该工艺有合成效益高，成品杂质含量少的特点，这样防止复杂的硫酸二甲脂净化操作，只要通过简单的精馏，就可以制得质量较高的成品，这对于安全生产和防止环境污染是具有积极意义的。9b.二甲醚是由甲醇催化脱水制得，借助催化剂进展，这个方法的特点是副反响少，即使转化率并不十分高，但是未反响的甲醇和反响以后的水份自气相的二甲醚中别离对比容易，因此操作步骤简单，别离效果好。c.三氧化硫来自发烟硫酸，含量在 7%左右，在吸收塔中三氧化硫被二甲脂的母液吸收，大量的惰性气体在塔顶放空，因而塔直径和循环母液量较大。2

9、.3.2 生产工艺流程1甲醇的气化精甲醇自高位槽经流量计进入汽化器，在加热至蒸汽加热至 7080时，甲醇气化器，不挥发杂质后留在汽化器内需要定期清洗。.wd2甲醇催化脱水甲醇催化脱水是在三台 2000L 的转化器内进展，反响器内填有12001500 的 CH3HSO 4 做催化剂，当催化剂温度控制在 115时，甲醇气体自底部进入反响器，均匀鼓泡，脱水而生成CH32O，故转化器出口的气体成分主要有CH32O，H2O,CH3OH 正确控制工艺条件时，其转化率可达80%左右。(3).醚化气的净化醚化气在除沫器中别离去局部所带来强酸性液体后，进入碱洗槽底部，醚化气在 510%氢氧化钠的溶液层中均匀鼓泡

10、，酸性液沫成为钠盐进入溶液中，中型的醚化气自碱洗槽出来后进入水冷器.为了防止甲醇和二甲醚气体溶解碱汽液中，在碱性过程中，汽体和气体的温度必须保持 70以上，随着碱汽操作的运行，汽液中氢氧化钠的含量逐步降低待汽液接近中性时，应及时更换洗液。(4).二甲醚枯燥洗去酸性液体沫的醚化气先通过，以常温水为中介的冷凝器，醚化气中绝大局部的水和甲醇，在冷凝器中凝为液体的液甲醇自气相中别离出来，这种淡甲醇常温比重约：0.95，除甲醇外，其中还溶解了一定量的二甲醚，收集在淡甲醇储槽中，送回淡甲醇精馏回收甲醇，自水冷器出来的气体， 根本是二甲醚，温度约 35左右，但是还剩有一定的甲醇和水蒸气，还需要进一步在氨冷器

11、中降温别离。.wd二甲醚气体在水冷器出来后，直接进入以液氨为冷却介质的氨冷器在其中降至 010，剩余的甲醇和水几乎全部自气相中被别离出来，二甲醚气体经甲醚别离器进展一步别离淡甲醇以后，送往酯化循环槽，冷凝下来的谈甲醇含有约 40%水分和 10%以上的二甲醚，收集在淡甲醇储槽中，送回淡甲醇精馏回收甲醇(5)三氧化硫的吸收一级吸收塔 B 使用来自硫酸车间的转化器三段出口，含 7%SO3的转化气。由 SO3吸收塔底部进入一吸塔内，在其上升通过填料层时被硫酸二甲酯母液吸收，成为含三氧化硫的硫酸二甲酯溶液。该吸收 SO3后的二甲酯溶液酸度控制在 10-12%按硫酸含量计。三氧化硫和硫酸二甲酯几乎是互溶的