化工工艺课程设计
化工工艺课程设计
化工工艺课程设计化工工艺课程设计是指在化学工程及相关领域中，通过合理的理论体系与实际工艺操作相结合，为工艺系统提供优化设计方案的过程。
该过程包括工艺流程设计、设备选型、操作规范、安全评估等多个环节。
下面将从几个方面分析和探讨化工工艺课程设计的重要性，以及如何实施化工工艺课程设计。
1. 重要性化工工艺课程设计在化学工程领域中是一项非常重要的工作。
首先，它是优化工艺流程的关键一步，可以有效地增强化工工艺的效率和经济性。
其次，化工工艺课程设计可以更好地保证化工工艺系统的安全和稳定。
在任何一步操作中，需要考虑潜在的风险和危险，从而减少可能导致人员伤亡、生产设备损坏等问题的发生。
此外，优秀的化工工艺课程设计还能够提高化工工艺的技术含量和科技创新能力，从而推动行业的发展。
2. 实施过程化工工艺课程设计的实施过程分为以下步骤：第一步：确定优化目标和标准。
优化目标和标准是任何化工工艺课程设计的基础。
确定这些目标和标准时，要考虑经济、技术要求、安全规范、环境保护等多方面因素。
第二步：确定工艺流程。
在确定优化目标后，需要分析现有工艺流程中的各个环节，找出可优化的部分，预测优化后的效果，并设计新的工艺流程。
第三步：选择设备。
在新的工艺流程设计后，需要选择适合的设备，以确保工艺运行的稳定和安全。
设备的选择要考虑生产要求、工艺流程、操作舒适度、维护效率以及安全性等方面的综合因素。
第四步：编写操作规范。
操作规范是确保工艺正常运行的关键。
编写操作规范时，要根据设备、流程特点以及安全评估结果编制详细记录，防止操作过程中出现问题。
第五步：进行安全评估。
在课程设计之前和课程设计之后，都需要对化工工艺系统进行严格的安全评估。
评估过程包括工艺流程风险分析、安全设备评估、人员安全教育等环节。
3. 总结化工工艺课程设计是化学工程领域中不可或缺的环节。
实施化工工艺课程设计要充分考虑经济性、技术性、安全性、可操作性等综合因素。
化工工艺课程设计要时刻关注现代行业的发展和技术改革，致力于提高化工工艺的效益和竞争力。
(完整word版)化工工艺课程设计
目录第一章概论 (1)1。
1 设计题目 (1)1.2 设计规模及其内容 (1)1.3 苯的酸催化硝化方法 (2)1.3。
1 固体酸催化的液相硝化 (2)1.3.2 固体酸催化的气相硝化 (3)1.3。
3 Lewis酸催化的液相硝化 (3)1。
3。
4 离子液体催化的液相硝化 (4)第二章工艺技术方案的选择 (5)2.1 概述 (5)2。
2 硝基苯传统硝化工艺和绝热硝化工艺的比较 (5)2。
2.1 传统硝化法 (6)2.2.2 绝热硝化法 (7)2.2.3 传统硝化法和绝热硝化法的比较 (7)第三章物料衡算 (9)3.1 准备计算 (9)3.2 第一个釜的计算 (12)3.3 第二个釜的计算 (12)3.4 第三个釜的计算 (13)3.5 第四个釜的计算 (14)第四章工艺流程 (16)4。
1 反应过程 (16)4.2精制工序 (16)4。
3尾气处理工序 (17)结语 (18)参考文献 (19)第一章概论1.1 设计题目40kt/a硝基苯生产工艺设计1.2 设计规模及其内容年产4万吨硝基苯是以苯和硝酸为原料,硫酸为催化剂，在一定反应条件下硝化。
硝基苯的物理性质是,分子式是C6H5NO3，熔点为5．7 ,沸点为210．8℃，相对密度为1．20373/g cm，闪点为90℃，自燃点为495℃。
硝基苯微溶于水，易溶于溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂。
纯净的硝基苯是无色油状液体，工业品常因含杂质而显黄色,有像杏仁油的特殊气味。
其水溶液有甜味，能随水蒸气蒸发.易燃易爆。
硝基苯是一种重要的基本有机化工原料,主要用途是制取苯胺,由苯胺进而生产各种有机中间体，也用于生产间硝基苯磺酸钠和偶氮苯等多种医药和染料中间体。
目前工业上制取硝基苯是以苯和硝酸为原料，硫酸为催化剂，在一定反应条件下硝化。
早期采用的是混酸间歇硝化法,逐渐发展了釜式串联、管式、环式或泵式循环等连续硝化工艺，而后又发展了绝热硝化法，这些工艺都是非均相混酸硝化工艺。
化工工艺课程设计大纲
化工工艺课程设计大纲一、课程目标知识目标：1. 让学生理解化工工艺的基本概念，掌握常见化工生产过程的特点及其应用。
2. 使学生了解化学反应原理在化工生产中的应用，掌握化学方程式的平衡及影响化学反应速率的因素。
3. 让学生掌握化工设备的基本构造、性能及其在工艺过程中的作用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析化工生产过程中出现的问题，并提出改进措施的能力。
2. 培养学生运用实验、图表、计算等方法，对化工生产过程进行初步设计和优化的能力。
3. 提高学生的团队协作能力，培养学生进行项目研究和汇报展示的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化工工艺的兴趣，激发学生学习化学及相关专业的热情。
2. 培养学生的环保意识，让学生认识到化学工业在环境保护中的责任与使命。
3. 培养学生严谨的科学态度和良好的学术道德，提高学生的自主学习能力和创新精神。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，旨在通过化工工艺的学习，使学生掌握化工生产的基本原理和实际应用。
学生特点：学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，但对化工生产实际了解不足。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，通过案例分析和实验操作，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
同时，注重培养学生的团队协作、沟通表达等综合素质。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 化工工艺基本概念：化工生产过程概述，化工工艺流程图的识别与绘制，典型化工生产过程的案例分析。
2. 化学反应原理：化学平衡与反应速率，影响化学反应的因素，化工生产中的典型化学反应。
3. 化工设备与工艺：常见化工设备的构造、性能与应用，化工单元操作原理，工艺流程设计与优化。
4. 化工生产安全与环保：化工生产过程中的安全措施，事故案例分析，化工环保技术及其应用。
5. 实践教学环节：化工实验操作技能培训，化工工艺流程模拟，综合实验项目设计与实施。
精细化工工艺课程设计
精细化工工艺课程设计1. 引言精细化工工艺是化学工程中的一个重要分支，它涉及到生产化学品的精细处理和优化工艺。
精细化工工艺的设计需要考虑诸多因素，如化学品的性质、反应条件、设备选择等。
本文将介绍一个精细化工工艺的课程设计，旨在培养学生对于精细化工工艺的理解和应用能力。
2. 课程设计目标本次课程设计的目标是让学生能够独立设计一个精细化工工艺流程，并能对该流程进行优化。
为达到这一目标，学生需要具备以下能力：•熟悉常见的精细化工工艺及其应用领域；•掌握化学品的性质及其对反应条件的要求；•熟悉常见的化学反应器及其操作条件；•能够选择合适的设备和工艺参数；•能够进行工艺流程的优化。
3. 课程设计内容3.1 精细化工工艺概述在课程开始阶段，学生将学习精细化工工艺的概述，包括定义、特点以及应用领域的介绍。
了解精细化工工艺的基本概念将为后续的学习打下基础。
3.2 化学品性质及反应条件的要求学生需要了解不同化学品的性质及其对反应条件的要求。
他们将学习如何通过实验和文献调研来获取这些信息，并能够分析化学反应的条件选择。
3.3 化学反应器及其操作条件本章节将介绍常见的化学反应器，如批量反应器、连续稳态反应器等。
学生将学习不同反应器的特点、适用性以及运行条件要求。
3.4 设备选择及工艺参数在这一阶段，学生将学习如何选择合适的设备并确定合理的工艺参数。
他们需要考虑到工艺的经济性、安全性、可行性等方面。
通过实例分析，学生将学会应用实践中的知识。
3.5 工艺流程优化工艺流程的优化是精细化工工艺设计中的重要环节。
学生将学习如何通过改进反应条件、改良设备、优化操作等方式来提高工艺流程的效率和经济性。
他们还将学习利用模拟软件进行流程模拟和优化。
4. 课程设计成果学生将根据所学知识，独立设计一个精细化工工艺流程，并撰写工艺设计报告。
报告将包括以下内容：•选题的背景和目的；•工艺流程的设计思路和具体步骤；•设备选择和工艺参数的确定；•工艺流程的优化和改进；•工艺流程的经济性和可行性分析。
化工专业的课程设计
化工专业的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解化工专业基础理论知识，掌握化学工艺的基本流程和关键参数。
2. 学生能描述常见化工单元操作的基本原理，如反应器设计、传质过程、热量传递等。
3. 学生能解释化工过程中涉及的安全、环保和经济效益等方面的知识。
技能目标：1. 学生具备运用化学方程式进行物料平衡和能量平衡计算的能力。
2. 学生能运用化工流程模拟软件进行简单流程的模拟与优化。
3. 学生具备分析和解决化工过程中实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对化工专业产生浓厚的兴趣，培养积极探究化工领域新知识的精神。
2. 学生树立安全、环保意识，关注化工产业对环境和社会的影响。
3. 学生具备团队合作精神，学会与他人共同分析和解决化工问题。
课程性质：本课程为化工专业核心课程，旨在培养学生掌握化工基础知识和实践技能，提高学生在化工领域的综合素质。
学生特点：学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强化实践操作和实际案例分析，提高学生的实际应用能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续专业课程学习和未来从事化工行业工作奠定基础。
二、教学内容1. 化工基础理论：包括化学平衡、反应动力学、热量传递、质量传递和动量传递等基本原理，对应教材第一章至第四章内容。
2. 化工单元操作：涵盖流体流动、传热、传质、反应器设计等单元操作，对应教材第五章至第七章内容。
3. 化工流程与设备：介绍典型化工流程及设备，如合成氨工艺、石油炼制、生物化工等，对应教材第八章至第十章内容。
4. 化工安全与环保：分析化工生产过程中的安全问题、环保措施及法律法规，对应教材第十一章内容。
5. 化工案例分析：选取具有代表性的化工案例，如事故分析、工艺优化等，进行深入剖析，对应教材第十二章内容。
教学大纲安排如下：第一周：化工基础理论（1-4章）第二周：化工单元操作（5-7章）第三周：化工流程与设备（8-10章）第四周：化工安全与环保（11章）第五周：化工案例分析（12章）教学内容注重科学性和系统性，结合课程目标，以教材为基础，有序安排教学进度，确保学生掌握化工专业核心知识。
日用化工工艺学课程设计
日用化工工艺学课程设计1. 课程背景与设计目的日用化工工艺学是化学工程领域的一个重要分支，旨在研究日常生活中所使用的各种化工产品的生产工艺及相关技术。
本课程的设计目的是让学生在深入了解化工原理和技术的基础上，能够运用所学的知识和技能，设计出符合市场需求、经济合理、环保节能的日用化工生产工艺方案。
2. 教学内容和教学方法2.1 教学内容本次日用化工工艺学课程设计主要包括以下内容：1.洗发水生产工艺设计2.沐浴露生产工艺设计3.牙膏生产工艺设计4.柔顺剂生产工艺设计5.空气清新剂生产工艺设计以上每种产品的生产工艺设计都应该包含以下内容：•原料的选取和配比•生产过程的流程设计和条件控制•成品质量的检验标准和方法•生产成本的估算和节约方法2.2 教学方法本课程的教学方法采用课堂讲授与实验操作相结合的方式。
在教学中，老师会通过讲解理论知识，引导学生掌握日用化工产品生产的基本原理；并且课堂后会组织学生进行实践操作，提高学生对化学实验和生产工艺的实际操作能力。
3. 教学方案3.1 作业安排为了提高学生的理论水平和实践能力，本次课程设计组织学生独立完成以上五种日用化工产品的生产工艺设计方案。
要求学生根据所学知识，针对各种原料特性、制程条件、产品性能要求，设计出优秀的生产工艺方案。
每个学生需要提交五份设计方案，其中每种日用化工产品的方案一份。
3.2 论文撰写除了设计方案，每个学生还需要撰写一篇包含以下内容的论文：1.题目：相关日用化工产品的生产工艺设计2.综述：对该化学领域的研究进展进行总结和概述3.理论部分：介绍所选产品生产工艺设计中的原理和理论依据4.实验部分：描述设计方案中的实验过程和结果5.结论：分析所得实验结果，评价设计方案的优缺点6.参考文献：列出相关的参考文献3.3 实践操作为了保证课程学习效果，教学组将组织学生进行以下实验：•对所选日用化工产品进行物性表征，包括对密度、粘度、表面张力、界面张力等物理性质的测量•通过模拟实验，帮助学生制定优秀的生产工艺设计方案•带领学生参观日用化工生产企业，了解实际生产流程4. 课程评估本课程评估将从以下三个方面进行：1.日用化工产品生产工艺设计方案的评估。
化工工艺流程设计教学课程
化工工艺流程设计教学课程1. 工艺流程的基本概念学生将首先学习工艺流程的基本概念，包括流程图、工艺过程和原理、生产设备及其功能等。
他们将了解不同工艺流程对产品质量和产量的影响，以及如何选择最优的工艺流程。
2. 化工原理和化学反应学生将学习化工原理和化学反应，以了解不同原料在特定条件下的化学变化过程。
他们将学习如何选择最佳反应条件，以及如何优化反应条件以提高产量和产品质量。
3. 传热、传质和反应工程在这一部分，学生将学习传热、传质和反应工程的基本原理。
他们将了解如何设计和优化传热、传质和反应设备，以确保工艺流程的高效运行和产品质量的稳定。
4. 流体力学和设备设计学生将学习流体力学的基本原理，并了解不同设备的设计和选择原则。
他们将了解如何选择合适的泵、阀门和管道，以确保流体能够顺利流动，并满足工艺流程的要求。
5. 过程控制和自动化学生将学习过程控制和自动化的基本原理，并了解不同控制系统的设计和应用。
他们将学习如何使用传感器、仪表和控制器来监控和调节工艺流程，以确保产品质量和生产效率。
通过这门课程的学习，学生将能够掌握化工工艺流程设计的基本原理和方法，并能够应用这些知识来解决实际的化工生产问题。
他们将学会如何选择合适的工艺流程和设备，以确保生产过程的高效和产品质量的稳定。
同时，他们还将学会如何使用现代的控制技术来优化生产过程，以满足不断变化的市场需求。
化工工艺流程设计是化工工程领域中至关重要的一环，它直接影响到生产过程的效率和产品质量。
在这门课程中，学生将学习如何运用化工原理、传热、传质和反应工程知识，以及流体力学和设备设计原理，来设计和优化化工工艺流程。
这些知识将帮助他们更好地理解生产过程的复杂性，以及如何应用科学原理来解决生产中的技术难题。
在课程中，学生将学习如何进行工艺流程的基本设计。
这将涉及到选择适当的反应设备、控制设备、传热和传质设备等，以确保生产过程的顺利进行。
学生将学会如何进行合理的设备布局，以减少能源消耗和提高生产效率。
有机化工工艺学课程设计
有机化工工艺学课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握有机化工工艺学的基本概念、原理和工艺流程，培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解有机化工的基本概念和分类；（2）掌握有机化工原料的选择和工艺流程的设计；（3）熟悉有机化工产品的性质和应用。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决有机化工生产过程中遇到的问题；（2）具备有机化工工艺流程的设计和优化能力；（3）学会使用相关设备和仪器进行有机化工实验操作。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对有机化工行业的兴趣和热情；（2）增强学生对安全生产和环保的意识；（3）培养学生团队协作和创新精神。
二、教学内容根据教学目标，本节课的教学内容主要包括以下几个方面：1.有机化工的基本概念和分类；2.有机化工原料的选择和工艺流程的设计；3.有机化工产品的性质和应用；4.有机化工实验操作技术和安全注意事项。
教学大纲安排如下：第一课时：有机化工的基本概念和分类；第二课时：有机化工原料的选择和工艺流程的设计；第三课时：有机化工产品的性质和应用；第四课时：有机化工实验操作技术和安全注意事项。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标，采用以下教学方法：1.讲授法：讲解有机化工的基本概念、原理和工艺流程；2.案例分析法：分析实际案例，让学生了解有机化工在实际生产中的应用；3.实验法：指导学生进行有机化工实验操作，培养学生的实践能力；4.讨论法：学生进行小组讨论，引导学生主动思考和解决问题。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，准备以下教学资源：1.教材：有机化工工艺学教材；2.参考书：有机化工相关领域的著作；3.多媒体资料：有机化工生产过程的图片、视频等；4.实验设备：有机化工实验所需的仪器和设备。
教学资源将丰富学生的学习体验，帮助学生更好地理解和掌握有机化工工艺学知识。
五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和积极性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
引言 (1)1 总论 (2)1.1设计项目 (2)1.2碳酸二甲酯的性质和用途 (2)1.2.1碳酸二甲酯的性质 (2)1.2.2碳酸二甲酯的用途 (2)2碳酸二甲酯的制备方法 (4)2.1酯交换法 (4)2.1.1碳酸乙烯酯法 (4)3.大工艺路线的比较 (7)3.1本设计所选工艺方案 (8)3.2甲醇氧化羰基化法流程 (9)4主要设备计算和选型 (13)4.1精馏塔的设计 (13)4.2精馏塔设计计算 (14)4.2.1换热器的设计 (14)(A)反应釜的计算与选型 (14)(a)确定反应釜体积 (14)(b)反应釜选型 (15)(d)确定反应釜夹套材料和壁厚 (16)(e)确定反应釜内筒的壁厚和材料 (17)(B)泵的选型 (17)(a)泵的选型说明 (17)4.3.1车间布置设计 (18)(A)车间布置的基本原则 (18)I4.3.2安全与环保 (19)(A)安全 (19)(B)环保 (19)参考文献 (21)附录A 设备一览表 (24)致谢 (30)I I引言碳酸二甲酯( Dimethyl carbonate, 简称为DMC)是无毒无公害的主要工原料和产品之一,一种新型的绿色有机合成中间体, 被称为/ 21 世纪有机合成领域的新基块0。
它在农药、医药、高分子合成、燃料添加剂及溶剂中均有广泛用途。
由于生产和使用DMC 的过程中, 极少产生对环境的污染, 因此,DMC 已日益受到人们的重视, 并将得到越来越广泛的应用。
DMC 是一种重要的有机合成中间体, 其结构中含有甲基、甲氧基、羰基、甲氧基羰基, 因而具有良好的反应活性, 能与酚、醇、胺、肼、酯类化合物发生反应, 生成许多重要的化工产品。
DMC 可代替有毒的硫酸二甲酯作甲基化剂, 制备苯甲醚( 苯甲醚是重要的农药、医药中间体) , 还可用作油脂工业抗氧化剂、食用香料等, 以及生产主要用于照相印刷中作显影液的四甲基醇( TMAH) 。
可代替有剧毒的光气作羰基化剂, 合成如聚碳酸酯等工程材料, 也可用于制造磁带、磁盘等光电子产品。
另外, 由于DVD 等高档视听产品的普及, 光盘需求量大幅提高, 对以DMC 为原料生产的聚碳酸酯的需求将不断增大, 因而用在此方面的DMC 用量会大幅上升。
DMC 还可用于生产烯丙基二甘醇碳酸酯( ADC) 。
ADC 是一种性能优异的热固性树脂, 可替代玻璃用于眼镜片和光电材料等新的领域,代替各种有毒溶剂( 苯、甲苯) 作涂料、油漆的溶剂,也可代替甲基叔丁基醚作汽油添加剂。
DMC 的分子量含氧高达53 % , 且辛烷值高, 可用作汽油添加剂, 以增加汽油含氧量, 提高燃烧效率, 降低毒性尾气排放, 这些方面都要优于MTBE。
DMC 还是与环境友好的绿色化合物, 随着世界各国对环境污染的日益重视, 利用DMC 的特性及将其作为合成中间体开发绿色化工产品, 有着巨大的吸引力和市场潜力。
设计7万吨/年碳酸二甲酯的工厂设计，本次设计我选用甲醇氧化羰基法。
通过本次实验，我学习到了工厂设计一套生产碳酸二甲酯的工艺流程的整个过程。
11总论1.1设计项目本课题以某石油化工厂尿素和甲醇为原料，进行年产70000 吨工业碳酸二甲酯装置的工业设计，并提交设计说明书及相关工程图纸。
配管设计采用PDSOFT 三维管道设计与管理系统辅助设计,年工作时间大于8700 小时。
1.2碳酸二甲酯的性质和用途1.2.1碳酸二甲酯的性质(CH3O)2C=O,无色液体,有香味。
相对密度1.065(17℃),熔点-0.5℃,沸点90.6℃。
不溶于水,溶于许多有机溶剂,可混合于酸类和碱类。
又称碳酸甲酯,简称DMC。
无色透明液体。
相对分子质量90.08。
相对密度1.0694。
熔点2～4℃。
沸点90～91℃、42℃(1.60× 104Pa)。
闪点21.7℃、16.7℃(闭式)。
折射率1.3687。
溶于水(20℃时13.9)、丙酮、氯仿、甲苯, 易溶于乙醇、无机酸和碱溶液。
化学反应性强, 可以提供甲基化基、羰基化基及酰基化基,以取代对环境有污染的光气、硫酸二甲酯等,受到广泛注意。
通过对它的毒性进行研究后发现，DMC 的毒性远远小于目前常用的化工原料（光气、硫酸二甲酯），与大白鼠、小白鼠经口致死中量LD50=6 400～12 800 mg/kg，与甲醇（LD50=3 000mg/kg）相比，应该认为是安全的。
以DMC 为原料可合成食品添剂、抗氧化剂、植物保护剂、高级树脂、燃料和药物中间体、表面活性剂等，是有机合成的“新基块”。
1.2.2碳酸二甲酯的用途它可作为溶剂;由于本品毒性极低,广泛用作医药原料,生产呋喃唑酮;农药的中间体,制备杀虫剂“西维因”(又称“胺甲萘”,Carba nyl)、杀螨剂“呋喃丹”,用于蔬菜、果树、棉花的病虫害防治;制备磷酸二苯酯,用作聚碳酸酯的原料, 聚碳酸酯广泛用作工程塑料及光学材料;用作异氰酸酯的原料,由异氰酸酯可生产聚氨酯;用作生产热固性树脂烯丙基二甘醇碳酸酯,用作光学材料;用作生产对二氨基脲的原料,对二氨基脲是一种锅炉清洗剂;用作长2链烷基碳酸酯及四甲基氢氧化铵的原料;制备苯甲醚、香料、N-甲基咔唑和均二氨基脲的原料;本身可用作汽油添加剂,以提高辛烷值;也用作其他有机合成的中间体及甲基化剂和羰基化剂。
1.2.3碳酸二甲酯的应用（A) 羰基化试剂)的反应活性较高, 但有剧毒, 目前, 羰基化试剂一般都采用光气。
光气(COCl2参加反应时易生成腐蚀反应设备的副产物, 同时严重污染环境。
因此, 随着化学工业的发展, 光气将逐渐被淘汰。
DMC 具有和光气类似的亲核反应能力, 当其羰基受到亲核基团攻击时, 酰基- - 氧键即发生断裂, 形成羰基化合物。
因此DMC 可以代替光气作高分子合成材料等的中间体, 如氨基甲酸酯、聚碳酸酯、异氰酸酯等。
(B)甲基化试剂常用的甲基化试剂硫酸二甲酯(DMS)和CHCl 不仅具有毒性和腐蚀性, 且碱用量3大, 又存在产物分离难题。
用DMC 作甲基化试剂可避免生产过程中的操作危险、设备腐蚀及环境污染等问题。
如用DMC 代替DMS 与苯酚反应生产农药、医药中间体的苯甲醚, 产品收率高, 副产物为甲醇和CO。
2(C)汽油添加剂目前已应用的汽油添加剂主要是甲基叔丁基醚( MTBE) 。
DMC 可以提高汽油的辛烷值和氧含量, 使汽油达到同等氧含量时使用的DMC 的量比MTBE 少4.5 倍, 从而降低了汽车尾气中碳氢化合物、一氧化碳和甲醛的排放总量; 使用DMC 还克服了OH 是MTBE 易溶于水、污染地下水源等缺点。
此外, 生产DMC 工艺过程中DMC 和CH3共沸物, 不需要进行分离, 可直接掺入汽油中使用, 这样既简化了DMC 的生产工艺过程又降低生产成本。
(D)电解液碳材料阳极电池的电解液所用溶剂一般含50%～90%的DMC。
将添加DMC 的电解液用于锂离子电池中, 电池具有高电流密度和良好的抗氧化还原性能, 而且导电性能高、电池寿命长。
34(E)溶剂DMC 是性能优良的溶剂, 其熔、沸点范围窄, 表面张力大, 粘度低, 介电常数小,蒸发温度高, 蒸发速度快。
因此, 它作为集清洁性和安全性于一体的绿色溶剂, 可用作特种干油漆的溶剂及医药品的溶媒介质。
此外, DMC 还可用于柴油添加剂, 合成高级润滑油的基本材料长链烷基碳酸酯, 生产香料、清洗剂、农药等新型化学产品。
2碳酸二甲酯的制备方法2.1酯交换法2.1.1碳酸乙烯酯法1918 年, Hood Murdock 成功地用光气与甲醇制得DMC 。
反应分两步完成, 首先由光气与甲醇反应得氯甲酸甲酯, 氯甲酸甲酯进而与甲醇反应得DMC 产品。
以后DMC 的合成方法不断发展, 出现了酯交换法、甲醇氧化羰基化法以及以甲醇和二氧化碳为原料的合成方法。
C 3H 4O 3+2CH 3OH →CH 3OC(O)OCH 3+HO(CH 2)2OH该酯化反应催化剂通常为碱金属氢氧化物、醇盐或碳酸盐, 如氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠和碳酸钾等。
20 世纪90 年代美国Texaco 公司采用二步法成功地由环氧乙烷、二氧化碳和甲醇高选择性地联产DMC 和乙二醇, 活性最佳的催化剂是由叔胺和季胺官能团作用的树脂, 但是CH 3OH 与DMC 形成的共沸物较难分离。
德国Bayer 公司提出以双功能催化剂如ZnCl 2+Bu 4NI 由环氧乙烷、二氧化碳和甲醇连续合成了DMC 。
我国原化工部上海化工研究院和浙江工业大学采用碳酸乙烯酯与甲醇进行酯交换联产DMC 和乙二醇, 且已有中试成果。
2.1.2碳酸丙烯酯法浙江大学化学系和华东理工大学化学工程系都是利用碳酸丙烯酯与甲醇为原料酯交换联产DMC 和1, 2- 丙二醇, 且在国内已经工业化, 反应的转化率和选择性都很高, 产品收率可达到95%以上, 而且DMC 的纯度达到99%以上。
自从1974年, 美国专利US3803201 提出采用甲醇钠作为环状碳酸酯和甲醇的酯交换反应的催化剂, 到目前为止, 甲醇钠仍然是DMC 合成工艺上最常采用的催化剂。
此法反应条件温和,产品收率高, 但是原料不易得到, 单位体积设备生产能力低, 投资较大, 产品成本高。
2.2甲醇氧化羰基化法由甲醇、一氧化碳和氧为原料直接氧化羰基合成DMC, 按反应相态可分为液相法、气相法和常压非均相法。
甲醇氧化羰基化合成法工艺先进, 操作连续且简便,对环境污染较小, 被认为是相当有前途的DMC 合成工艺, 目前国内外竞相开发此合成艺。
2.2.1液相法意大利的Romano 等对液相工艺研究做了很多工作, 当以铜的化合物作为催化剂进研究时发现, CuCl活性最好, DMC 的收率最高, 反应中可避免二甲醚和氯甲烷副2产物的生成, 从而使甲醇对DMC 的选择性接近100%。
1992 年Daniele 等又提出以二乙酰丙酮钴作为新的催化剂用于甲醇的氧化羰基化合成DMC。
由意大利EnichemSyethetic公司1983 年首次将液相工艺实现工业化, 目前规模已达到1.2 万t /a该催化剂置于淤浆反应器中, 反应温度120～130℃, 压力2～3MPa,以方法中将CuCl2CH3OH 计DMC 选择性大于98%, 反应过程中氧浓度始终控制在爆炸极限以下[10]。
日本三菱公司采用甲醇溶液液相法建有1.5 万t /a 装置, 我国湖北兴发化工集团采用国内开发的甲醇液相氧化羰基化法技术, 建有4 000 t /a DMC 生产装置Taxaco 公司开发的DMC 生产工艺是采用甲氧基氯化铜为催化剂。
当以丙酰胺为助溶剂时, 在90℃, 1.0MPa 条件下反应, 可以提高产率, 同时使产品易于分离, 从而降低了成本。
如添加磷酰胺为助溶剂时, 可进一步提高DMC 的产量。