，但可以通过简单的焙烧循环使用因此，我们选择催化剂作为尿素醇解法的催化剂。膜的要求分离膜是具有优先透过碳酸二甲酯性能的有机复合膜有机无机复合膜或无机膜。优先透酯膜和优先透水膜都采用有机硅聚合物中聚二甲基硅氧烷，可置于陶瓷支撑体上，具有较好的选择性和通过量。膜的选择由于在反应过程中为反应掉的甲醇与尿素形成二元共沸物，如果直接使用精馏塔来分离将大大增加其分离成本，所以我们选择膜分离器来提浓跨过二元共沸物的共沸点，在用精馏塔将其提纯。膜的分离原理膜是种起分子级分离过滤作用的介质，当溶液或混和气体与膜接触时，在压力，或电场作用，或温差作用下，些物质可以透过膜，而另些物质则被选择性的拦截，从而使溶液中不同组分，或混和气体的不同组分被分离，这种分离是分子级的分离。分离机理主要为筛分膜表面有微孔，流体流经膜侧的表面时，部分较小的分子随部分溶剂穿过膜到达另侧，形成透析液，而大分子则被截留在原来的侧，形成截留液，从而达到了将大分子溶质与小分子溶质及溶剂分离开的目的。优先透酯膜™高分子中空纤维膜表™高分子中空纤维膜的规格名称规格﹡膜型号材料改性聚醚砜外径内径膜壁厚度公称截留分子量，拉伸强度纤维长度根据应用而定﹡递送包装束大肠杆菌截留率最大总氯耐受量﹡视用途而定﹡表™高分子中空纤维膜组件的规格名称规格﹡膜型号膜型号组件直径长度膜壳材料密封材料凯发专利密封材料操作温度范围流动模式外压式纯水初始通量立方米膜组小时，运行范围清洗范围常用跨膜压力下最大入水压力反冲洗最大跨膜压力清洗最大跨膜压力重量﹡米长度组件可订制甲醇碳酸二甲酯分离膜陶瓷中空纤维膜洪的热切关心指导和教诲。本人设计是在导师的精心指导下进行的。导师渊博的学识严谨的思维使学生受益匪浅，在此，我表示衷心的感谢,同时也感谢葛昌华，邱方利，林可鸿老师等在设计过程中的指导，感谢他们在整个设计过程中给予的极大支持和热心帮助。最后，向所有帮助和支持过我的老师同学和朋友们表示衷心的感谢。目录总论碳酸二甲酯的性质和用途碳酸二甲酯的市场分析国外产能情况及需求预测国内产能情况及需求预测厂址选择碳酸二甲酯生产工艺工艺方案的选择碳酸二甲酯生产工艺反应流程反应条件及能耗反应主要设备催化剂的比较与选择膜的要求膜的选择投资与经济分析总投资总设备投资费用计算其它固定资产投资固定资产折旧费维修费用原料费用人事费用能源的消耗,无形资产,总投资费用,总收益估算,投资额的确定,资金筹措,经济分析,投资回收期,投资净现值,内部收益率,物料衡算,流程简述,碳酸二甲酯合成及分离工段,反应精馏塔物料衡算,共沸精馏塔物料衡算,膜分离器物料衡算,萃取精馏塔物料衡算,萃取剂回收塔物料衡算,精制塔物料衡算,甲醇精制塔物料衡算,总流程物料衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,热量衡算,主要设备设计与选型,泵的选型举例,换热器的选型举例,精馏塔的设计举例,精馏塔设计数据,精馏塔设计数据,精馏塔设计数据非标准设备设计反应精馏塔尿素熔融装置设备生产碳酸二甲酯的方法主要有光气甲醇法光气醇钠法甲醇酯交换法二氧化碳直接合成法尿素直接醇解法尿素间接醇解法以及甲醇氧化羰基法。通过对国内外工艺的比较可知，尿素直接醇解法有如下特点原料廉价易得工艺简单，易于操作反应产生的氨气可以回收利用，对环境友好，绿色无污染反应过程无水生产，避免了甲醇水复杂体系的分离问题，使后续分离提纯简单化，节省投资。虽然反应第二步中，在热力学上为非自发反应，但可以通过提高温度，增大压强来提高其转化率。由实验可知反应温度在，压力时，尿素和甲醇在反应精馏塔中反应，在此条件下尿素的转化率可以达到，碳酸二甲酯的选择性大于，的单程收率大于。碳酸二甲酯生产工艺反应流程图为其流程示意图反应精馏塔共沸精馏塔换热器膜分离器冷凝器萃取精馏塔萃取剂回收塔精制塔甲醇精制塔。图工艺流程示意图流程简介在号为反应精馏塔，尿素和甲醇分别以熔融和气相状态从反应精馏塔的上端和下端进入塔内。两者在塔内的固定床上逆流接触产生反应，其中未反应的部分在塔底列管式反应器上继续发生反应反应精馏塔可以将反应产生的精馏出去，因此可以打破反应的平衡从而提高反应转化率，增加其收率反应精馏塔上端为个全凝器，在全凝器上端可采出氨气，下端采出口采出的和甲醇混合物经过号共沸精馏塔，塔顶采出和甲醇的共沸物，塔底采出交纯的甲醇，共沸物再经过号膜分离器再次提浓，打破和甲醇的二元共沸点，此时的浓度可达，再经过分离车间提纯。号为萃取精馏塔，采用邻二甲苯为萃取剂，使用萃取精馏的方法分离甲醇和可以大大降低其能耗。萃取精馏得到的产物再经过号萃取剂回收塔和号精制塔最后得到含量为的产品。注具体工艺流程图见附图。反应条件及能耗催化剂双金属催化剂，用量占尿素质量的反应原料甲醇尿素进料反应条件反应工艺反应精馏采用热耦合工艺分离工艺膜分离，常压萃取精馏分离尿素单耗甲醇单耗能耗水蒸气。反应主要设备尿素醇解法生产碳酸二甲酯反应精馏塔，萃取精馏塔，膜分离器，精馏塔。催化剂的比较与选择通过比较与分析览表管道特性表参考文献谢辞附图带控制点工艺流程图附图二反应精馏塔装置图附图三萃取精馏塔装置图附图四尿素熔融装置图附图五换热器装置图附图六总厂平面图年产万吨碳酸二甲酯化工厂的设计医药化工学院化学工程与工艺学生陈大红指导老师何光洪总论碳酸二甲酯的性质和用途碳酸二甲酯，简称化学式，分子量为，常温下为透明液体，略带香味。难溶于水，但能与醇酮酯等任意比混溶。毒性很小，对金属基本上无腐蚀性。具有酯的通性，可与水发生水解反应可与含活泼氢基团的醇酚胺酯等化合物反应与二元醇或二元酚反应生成聚碳酸酯。分子中含有羰基甲基甲氧基等基团，具有良好的反应性能，可代替剧毒的光气硫酸二甲酯氯甲烷等作为羰基化剂甲基化剂和甲氧基化剂，成为开发系列洁净化工工艺的新基块。碳酸二甲酯的市场分析国外产能情况及需求预测国外生产的企业大约有十几家，其中规模较大的有意大利公司。目前世界的生产能力约，年产量不足，主要分布在美国法国意大利日本等国。国外的消费情况是用于取代剧毒的光气，制造聚碳酸酯西维因呋喃丹苯甲醚等，用于制造环丙沙星等特殊用途的新产品，其余用作溶剂。国内产能情况及需求预测我国目前生产企业有余家，生产能力均不大。近几年来，由于下游产品聚碳酸酯聚氨酯涂料溶剂汽油添加剂高能电池电解液市场发展迅速，带动了市场需求量的走高，年，国际市场需求量约万吨，国内为万吨。预计国内外的需求将以的速度递增，到年国内需求量将达万吨以上，国外将达到万吨。厂址选择本项目厂址选择在山东省潍坊寿光市经济开发区的科技工业园内。寿光开发区先后与美国日本韩国澳大利亚台湾香港等多个国家和地区的客商建立了稳固的合作关系，新批进区项目个，项目投入亿元，区内工业企业家。天成食品有限公司华源凯马冲压中心富康制药厂墨龙集团等先后进区落户。形成了以盐化工生物医药石油机械服装印染食品加工为主体的工业体系。为鼓励更多的客商投资，寿光经济开发区规划建设了新城创业园科技工业园两大园区。碳酸二甲酯生产工艺工艺方案的选择目前国内外分离段的下端的第块第块第块分别有三个粗碳酸二甲酯侧线采出口。在第块塔板上有回流口。分离段上端是全凝器。分离段有循环水进口和循环水出口。分离段的顶端有氨气出口。尿素熔融装置图为尿素熔融装置加热蒸汽入口固体尿素入口进料分布器传动装置纵向壳体尿素溢流口横向蒸汽加热管冷凝水出口加热蒸汽管尿液出口冷凝水出口加热蒸汽入口金属筛网图尿素熔融装置注结构图具体详图见附图四。该新型尿素快速熔融装置，主要包括熔融装置壳层进料分布器固体尿素入口尿液出口蒸汽加热管加热蒸汽入口冷凝水出口等。固体尿素在该无水条件下可瞬间完成熔融过程，且停留时间短，所以尿素没有发生水解及异构化缩合反应，得到的尿液其缩二脲增加量低，尽为。设备览表表主要设备览表序号流程及布置图上的位号设备名称及技术规格型号规格数量备注浮阀精馏塔共沸塔浮阀精馏塔甲醇精馏塔填料塔萃取精馏塔浮阀精馏塔精制塔浮阀精馏塔萃取剂回收塔膜分离器高分子中空纤维膜换热器预热器换热器冷凝器换热器预热器换热器预热器换热器冷凝器换热器预热器换热器冷凝器换热器预热器换热器冷凝器换热器预热器换热器预热器换热器冷凝器换热器预热器换热器冷凝器换热器预热器换热器冷凝器换热器冷凝器压缩机压缩机压缩机甲醇储罐球可储半个月的量回流罐缓冲罐氨水储罐球可储三天的量储罐缓冲罐储罐尿素液体储罐储罐球粗甲醇储罐回流罐缓冲罐回流罐缓冲罐回流罐缓冲罐回流罐缓冲罐储罐球可储半个月的量储罐邻二甲苯储罐离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵离心泵管道特性表按管道所输送的介李光兴，许汉昌，陈兵，等合成碳酸二甲酯产物气相色谱分析湖北化工张培杰化工领域经济化工技术