年产XXXX吨顺丁烯二酸二甲酯生产工艺设计12051.docx

毕 业 设 计计系 别: 化学学与材料料工程学学院课题名称称：马来来酸二甲甲酯的工工艺设计计指导老师师：刘承承先 班 级： 化化工 112111学生姓名名：孔祥祥宇化工12211班班毕业设设计任务务书化工12211班班， 孔孔祥宇 同学：现下达给给你毕业业设计如如下，要要求你在在预定的的时间内内，完成成此项任任务。一、项目目名称： 20000吨/年年 邻邻苯二甲甲酸二丁丁酯生产产工艺设设计通过相关关图书、期期刊、电电子资料料等查询询、论证证，自行行确定生生产方法法，经老老师审阅阅后执行行。二、主要要内容1、开题题报告（1）产产品市场场概况及及前景、现现有生产产方法评评价、以以及选定定的生产产方法（2）毕毕业设计计主要工工作（3）工工作进度度安排2、设计计及说明明书内容见指指导书3、设计计图纸（1）带带控制点点的工艺艺流程图图（2）物物料流程程图（3）设设备一览览表（4）设设备平面面布置图图三、工艺艺设计参参数：（1）产产品规模模及规格格：年生产力力：20000吨吨/年产品规格格： 998%(wt)( 2) 年开开工时间间： 3000天（3）反反应条件件、消耗耗定额、收收率等相相关数据据，请根根据所选选生产方方法的文文献确定定。（4）原原料规格格：所有有原料是是工业一一级品，通通过查阅阅资料得得到。（5）公公用工程程条件：蒸汽： 88kg/cm22循环冷却却水： 220电： 3800V（6）厂厂址：常常州地区区，自然然条件主导风向向 东南风风最大风速速 20.3m/s平均风速速 3.11m/ss年平均降降雨量 10076.1mmm年平均气气温 115.44绝对最高高气温 399.4绝对最低低气温 -115.55年平均相相对湿度度 70%年平均气气压 110166.3mmbarr地下水位位 3.000m地震烈度度 6°°四、设计计中主要要参考资资料（参参考书）（包包括资料料、规范范、标准准等）：1、化工工部设备备设计中中心站。化化工设备备设计手手册、化化学工程程师手册册。上上海科学学技术出出版社。119811。2、国家家医药管管理局上上海医药药设计院院编,化化学工艺艺设计手手册MM（第第二版）化化学工业业出版社社（等）3、刘光光启、马马连湘、刘刘杰。化化学化工工物性数数据手册册。化化学工业业出版社社，工业业装备与与信息工工程出版版中心。220011。4、化化学工程程手册编编辑委员员会。化化学工程程手册。化化学工业业出版社社。19998。5、化工工部科技技情报研研究所，世世界精细细化工手手册MM,北北京：科科学出版版社，119822.40226、化工工部科技技情报研研究所，世世界精细细化工手手册MM,北北京：科科学出版版社，119822.40227、徐克克勋,精精细有机机化工原原料及中中间体手手册MM 化化学工业业出版社社8、中国国医药工工业公司司编印,医药产产品生产产工艺汇汇编 M 119966，32289、张跃跃，精细细化工中中间体生生产流程程图解M 化化学工业业出版社社10、相相关图书书、期刊刊、电子子资料等等等五、提交交技术文文件：设计说明明书：11份设计图纸纸：3张张（物料料流程图图、带控控制点工工艺流程程图、设设备平面面布置图图）六、上交交文件（装装订）：1、开题题报告：1份（将将此任务务书装订订在开题题报告封封面后第第一页）2、设计计说明书书：1份份； 附：设设计图纸纸3张及及设备一一览表3、草稿稿本请将上述述文件装装在文件件袋中上上交。设计指导导老师：刘承先先20144.111.200常州工程程职业技技术学院院毕业设设计开题题报告 （ 2012 届）题目：马马来酸二二甲酯生生产工艺艺设计学生：孔孔祥宇系： 化学学工程技技术系 专业班班级： 化工112111 指导教师师： 刘承先先 专业业技术职职务： 副教授授 一、前言言1、 课题的背背景、目目的和意意义产品用途途：用作作树脂聚聚合单体体、有机机合成中中间体。课题的背背景、目目的和意意义：顺顺丁烯二二酸二甲甲酯与其其它物质质的共聚聚物可制制成多种种具有特特殊性能能和用途途的涂料料、粘结结剂、防防缩整理理剂等，有有很大的的市场应应用价值值。在顺顺丁烯二二酸二甲甲酯的生生产应用用中，若若想提高高产品生生产率，简简化后处处理工艺艺，降低低生产成成本，则则传统的的以硫酸酸为催化化剂的生生产工艺艺有必要要向新型型的绿色色经济型型工艺发发展；而而关键在在于高效效、廉价价、易于于分离回回收的新新型催化化剂的设设计开发发。沸石石型分子子筛具有有催化活活性高，环环境污染染小，能能够重复复使用，且且可以与与多价金金属阳离离子进行行离子交交换改性性等优势势，将会会成为马马来酸二二甲酯生生产工艺艺中催化化剂发展展方向之之一。近几年来来，马来来酸二甲甲酯的合合成在技技术上没没有多大大的进展展，主要要停留在在20世纪纪70年代代的技术术水平。国国内用硫硫酸作为为催化剂剂，它虽虽然价廉廉易得，但但设备腐腐蚀严重重，副反反应多，有有大量富富马酸二二甲酷产产生，山山于在马马来酸二二甲酯中中残存硫硫酸，因因此，若若用液碱碱中和将将产生大大量废液液，用釜釜蒸馏时时也会有有釜残产产生造成成损失，而而影响马马来酸二二甲酯的的收率。这这几年在在酯化方方面，出出现了磷磷钨酸、硫硫酸铁、甲甲基磺酸酸、硫酸酸铁氨、对对甲苯磺磺酸、硅硅钨酸、聚聚苯乙烯烯磺酸、硫硫酸铁和和三氯化化铝等固固体超强强酸，它它们的制制备须高高温净化化分离，非非常麻烦烦，需要要自己合合成，制制备催化化剂本身身就产生生三废。2、 课题的现现状与发发展趋势势；课题题欲解决决哪一方方面的问问题现在用于于马来酸酸二甲酯酯催化合合成的无无机酸类类催化剂剂主要是是硫酸。早早先有美美国专利利报道，在在泡帽塔塔反应器器中，以以硫酸为为催化剂剂，甲醇醇与顺酐酐按摩尔尔比1.43.0混合，在在10001255下酯化化反应2201400minn，马来来酸二甲甲酯收率率达到996以以上。马来酸二二甲酯的的应用在在国内起起步较晚晚，目前前尚无国国家及行行业标准准，国内内有关马马来酸二二甲酯合合成的文文献报道道较少。传传统的硫硫酸法生生产工艺艺，顺酐酐酯化反反应通常常在反应应釜内进进行，这这种方法法工艺成成熟。即即顺丁烯烯二酸酯酯(简称称顺NFF)在硫硫酸的催催化作用用下与甲甲醇进行行酯化反反应，虽虽然催化化剂活性性高、价价格便宜宜，但存存在副反反应多、产产品容易易异构化化成富马马酸二甲甲酯、设设备腐蚀蚀严重、后后续处理理复杂等等缺点。目目前，只只有少数数涂料企企业在应应用顺丁丁烯二酸酸二甲酯酯。硫酸酸用作催催化剂，其其优点是是可溶于于反应体体系中，使使酯化反反应在均均相条件件下进行行；而且且催化活活性高，价价格便宜宜。缺点点是硫酸酸有强氧氧化性，易易使产品品色泽变变深；且且又有强强腐蚀性性，易腐腐蚀设备备及排除除的酸性性废水易易造成环环境污染染。通过研究究各种生生产工艺艺，认为为用固体体酸催化化剂合成成马来酸酸二甲酯酯具有实实用价值值，采用用固体酸酸为催化化剂，催催化顺酐酐的甲酯酯化反应应合成马马来酸二二甲酯的的生产路路线，具具有生产产工艺简简单、副副产物少少、产收收率高的的特点，具有良好的开发前景二、课题题方案的的确定1、 方案的原原理、特特点与选选择依据据方案的原原理：顺顺丁烯二二酸二甲甲酯的合合成分两两步进行行：（1）顺顺酐醇解解生成顺顺丁烯二二酸单甲甲酯HC-CC=OHHC-CC=O=O+CCH3OOHHHC-CCOOCCH3HHC-CCOOHH=+CCH3OOH加催化剂剂HC-COOOCH33HC-COOOCH33=+HH2O 该反应应过程中中顺酐开开环结合合一分子子水，反反应迅速速，无需需催化剂剂。研究究表明，第第一步反反应容易易进行，无无需催化化剂，基基本上是是不可逆逆的。第第二步反反应是可可逆过程程，速率率较慢，是是合成顺顺丁烯二二酸二甲甲酯的关关键控制制步骤，需需在催化化剂的作作用下才才能进行行的比较较迅速和和完全。（2）顺顺丁烯二二酸单甲甲酯转化化为双酯酯该反应是是可逆过过程，是是合成马马来酸二二甲酯的的关键控控制步骤骤，需在在催化剂剂的作用用下才能能进行的的比较迅迅速和完完全。方案的特特点：我我选择磷磷钨酸。因因为磷钨钨酸价廉廉易得，且且具有与与产品分分离容易易、酯化化过程无无三废、其其催化剂剂可循环环使用、收收率可达达95%以上等等优点。方案的选选择依据据：传统生生产DMMM的方方法是以以顺酐为为原料，在在硫酸的的催化作作用下与与甲醇进进行酯化化反应，该该生产工工艺虽然然催化剂剂硫酸的的催化活活性高、价价格便宜宜，但存存在副反反应多、产产品容易易异构化化成富马马酸二甲甲酯、设设备腐蚀蚀严重、后后续处理理复杂等等缺点。固体酸包括杂多酸、无机酸盐、金属氧化物、固体超强酸及沸石型分子筛等，具有很强的酸性，它作为一类新型催化剂材料替代浓硫酸催化合成酯类物质，具有易分离，可再利用及不腐蚀设备等优点，且反应活性和选择性都很高。前四类固体酸催化剂已广泛应用于各类酯化反应中，但对顺丁烯二酸二甲酯的催化合成仍未见有报道。国内有何思列等人简单报道了以固体酸催化剂催化合成顺丁烯二酸二甲酯，产品收率达到96以上；但是文中未指出是哪类固体酸催化剂，而且也没有工艺条件；总之，可供参考的信息不多。与均相酸催化剂相比，离子交换树脂既有很高的催化活性，又具有副反应少、无设备腐蚀及工艺流程简单等许多优点。不足的是阳离子交换树脂本身价格较高，从而会增加生产工艺的整体成本。这几年，我们发现磷钨酸价廉易得，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。综上所述述，我选选择磷钨钨酸催化化剂。2、 课题完成成步骤周次天数学习内容达成目标13设计准备动员讲课，明确设计任务要求，完成时间。1-417设计计算物料衡算、热量衡算、设备设计及选型。5-715绘图工艺流程图、物料流程图、设备平面布置图等。84编制设计说明书、答辩编制设计说明书，并与图纸装订成册。准备参加答辩。三、阶段段性设计计计划、设设计目标标与应用用价值1.第11周: 对生产产的资料料进行收收集。为为以后的的设计准准备素材材。2.第22-4周周：物料料衡算、热热量衡算算、设备备设计及及选型。对对方案中中的涉及及的数据据进行计计算，为为确定设设备和制制图提供供依据。3.第55-7周周：制图图 查查看相关关的文献献，严格格按照标标准制图图。4.第88周：编编写设计计说明书书和装订订成册。合合理的设设计说明明书可以以更加的的方便阅阅读，寻寻找信息息业更快快。四、参考考文献1、 魏影石油油化工设设计数据据手册下 石石油工业业出版社社19885(3)2、中国国石化集集团上海海工程有有限公司司化工工工艺设计计手册 化学工工业出版版社 220099(8)3、申迎迎华，郭郭晓刚化化工原理理课程设设计 化化学工业业出版社社 20009-5-114、时钧钧 化学学工程手手册(上上·下)(第二版版) 化化学工业业出版社社200025、王延延吉 有有机化工工原料（第第四版） 化学工工业出版版社 220033.76、张跃跃 精细细化工中中间体生生产流程程图解 化学工工业出版版社19995.57、曾人人泉 塑塑料加工工助剂 中国物物资出版版社 119977.88、陈宇宇 塑料料助剂供供产销指指南 化化学工业业出版社社 20001.12五、指导导教师审审阅意见见 签签名：年月日目录第一章前前 言110设计依据据：100产品品种种、规格格、数量量：1001.1生生产原料料和产品品的物化化性质1101.1.1原料料的物化化性质：101.1.2产品品的物化化性质：111.2现现有的生生产方法法121.3生生产原理理131.3.1工艺艺原理:131.3.2反应应原理:131.3.3影响响因素1131.4产产品用途途及发展展前景1141.4.1产品品用途：141.4.2发展展前景：15第二章 物料衡衡算1662.1原原始数据据162.2工工艺设计计参数1172.3物物料衡算算:1772.3.1反应应釜的物物料平衡衡:1882.3.2中和和釜的物物料平衡衡:1882.3.3精馏馏塔的计计算:119第三章 热量衡衡算2003.1前前期各项项参数的的选择2203.2换换热器的的热量衡衡算2003.3单单酯反应应釜的热热量衡算算223.4双双酯反应应釜热量量衡算223第四章 设备选选型2554.1贮贮罐的选选型说明明及计算算254.1.1甲醇醇贮罐VV1011254.1.2顺酐酐贮罐 V10022554.1.3甲醇醇水溶液液中间贮贮罐 VV1033264.1.4产品品贮罐 V10042664.1.5精馏馏甲醇贮贮罐 VV1088264.2反反应釜的的选型说说明及计计算2774.2.1 单单酯反应应釜（RR1011）2774.2.2 双双酯反应应釜（RR1022）2884.2.3配碱碱釜（RR1033）2884.3换换热器的的选型说说明及计计算2994.3.1水冷冷换热器器E10012994.3.2再沸沸器E11042294.4泵泵类的选选型说明明及计算算304.4.1水洗洗泵 PP1011304.4.2 进进料泵PP1022304.4.3 回回流泵PP1033314.4.4碱液液泵P11043314.5精精馏塔的的选型说说明及计计算322第五章 三废处处理及环环境保护护405.1废废水处理理405.2固固废处理理40第六章 安全生生产与劳劳动保护护416.1危危险性物物质物性性一览表表416.2消消防安全全措施4416.2.1消防防安全措措施4116.2.2工艺艺安全措措施4116.2.3电气气安全措措施4226.3劳劳动防护护措施443第七章 节能能措施446总 结477参考文献献48第一章 前 言设计依据据：1、老师师下达的的“20000吨/年 马马来酸二二甲酯生生产工艺艺设计”设计任任务书；2、批准准的20000吨吨/年顺顺丁烯二二酸二甲甲酯生产产工艺开开题报告告3、各种种技术文文件（1）建建筑防火火设计规规范GBB500016-20008(2)石石油化工工防火规规范GBB501160-20112产品品种种、规格格、数量量：产品品种种：马来来酸二甲甲酯 年生产力力：20000吨吨/年产品规格格：98%(wtt)1.1生生产原料料和产品品的物化化性质1.1.1原料料的物化化性质：1.顺酐酐无色结晶晶粉末，有有强烈刺刺激气味味。溶于于乙醇、乙乙醚和丙丙酮，难难溶于石石油醚和和四氯化化碳。与与热水作作用生成成马来酸酸。全名：顺顺丁烯二二酸二酸酸酐 熔点点：522.8别称：马马来酸酐酐 沸沸点：2202.2化学式：C4HH2O33 密密度：11.488分子量：98.06 闪闪点：1103.3物理性质质：白色色片状结结晶，有有强烈刺刺激气味味，比重重1.448，易易升华，遇遇水易潮潮解生成成马来酸酸。危险特性性：遇明明火、高高热或与与氧化剂剂接触，有有引起燃燃烧的危危险。有有腐蚀性性。燃烧产物物：COO,COO2灭火方法法：雾状状水，泡泡沫，CCO2，沙沙土2.甲醇醇系结构最最简单的的饱和一一元醇，分分子量332.004，沸沸点644.7，又称称”木醇“或”木精“。是无无色有酒酒精气味味易挥发发的液体体。人口口服中毒毒最低剂剂量约为为1000mg/KG体体重，经经口摄入入0.331.0g/KG可可致死。通通常有CCO和HH2反应应制得。全名：甲甲醇 外观：无色液液体化学式：CH33OH 闪点点：1110分子量：32.04 摩尔尔质量：32.04gg/mool熔点：-97 黏度度：0.59mmpa.s，220沸点：664.77 偶极矩矩：1.69DD(气态态)水溶性：与水完完全互溶溶 主要要危害：含甲醇醇的酒可可致失明明浓度：00.79918gg/cmm3物理性质质：性状：无无色透明明，刺激激性气味味液体 爆炸下下限：66%临界温度度：2440 临界界压力：7.995Mppa引燃温度度：4664爆炸上限限：366.5%化学性状状：1.其外外观呈无无色透明明液体状状。遇冷冷聚合变变混浊。能能与水、乙乙醇、丙丙酮任意意混溶。2.在空气中能逐渐被氧化为甲酸，是强还原剂。在一般商品中，都加入10%12%的甲醇以防止聚合。3.沸点 96/101.325kPa；闪点 140°F(60)；d2525 1.0811.085；n20D 1.3746。4.LD50大鼠口服：0.80g/kg。5.市场场上的甲甲醛是其其水溶液液，遇冷冷能聚合合变浑，也也可解聚聚成无色色透明溶溶液。具具有刺激激性气味味，能使使眼睛流流泪。为为强还原原剂。通通常为防防止聚合合加入110%12%的甲醇醇。1.1.2产品品的物化化性质：马来酸二二甲酯别 名：顺丁烯烯二酸二二甲酯分分子式：C6HH8O44 分子量量： 1144.13gg/mool 规格：99.0%（wwt）物理性质质：CAAS NNo.： 6224-448-66外观： 无色透透明液体体1233熔点()： -199相对密度度(水=1)： 1.15沸点()： 2044-2005分子式： C66H8OO4 分分子量： 1444.112主要成分分： 纯纯品饱和蒸气气压(KKPa)： 11.333(844)闪点()： 91溶解性： 能与与乙醚相相混溶，微微溶于水水化学性质质：遇明明火、高高热可燃燃1.2现现有的生生产方法法目前，有有利用各各种催化化剂催化化合成马马来酸二二甲酯的的方法（1）采采用逐步步酸化、逐逐步加料料和离子子交换冷冷冻法合合成了十十一钨铬铬铁杂多多酸H66Fe(H2O)CCrW111O39·10HH2O催化化剂，通通过化学学分析、IIR、UUV光谱谱对催化化剂进行行了表征征。结果果表明:当甲醇醇与顺醉醉的物质质的量比比为6：1，催催化剂用用量为00.899，反应应时间22.5hh，反应应温度997一99，环己己烷作为为带水剂剂酯化率率可达992.883%。利用杂多多酸催化化合成马马来酸二二甲酷活活性高，催催化剂用用量小，反反应条件件温和，操操作简便便，不腐腐蚀设备备，不污污染环境境，是酯酯化反应应的理想想催化剂剂，催化化剂重复复使用33次，活活性不降降低。克克服了用用浓硫酸酸作催化化剂，设设备腐蚀蚀严重，污污染重等等缺点，而而且，催催化剂又又可重复复使用，从从而开拓拓了马来来酸二甲甲酯催化化剂的新新领域，具具有工业业化的前前景。（2） 以苯乙乙烯二二乙烯苯苯为原料料，合成成了DZZH型树树脂催化化剂。通通过静态态动态态等测试试方法，研研究了树树脂催化化剂的热热稳定性性，优化化了催化化剂合成成的工艺艺条件。制制备的DDZH型型树脂催催化剂用用于顺丁丁烯二酸酸酐酯化化反应，在在反应温温度9001100.C、反应应压力00.6MMPa、m（甲醇醇）:m（顺丁丁烯二酸酸酐）11.4、顺顺丁烯二二酸酐空空速0.74hh-1条条件下，顺顺丁烯二二酸酐转转化率99.6%，马马来酸二二甲酯收收率98.6%。（3） 顺酐酐和甲醇醇在大孔孔径阳离离子树脂脂催化剂剂的作用用下进行行醋化反反应，生生成顺丁丁烯二酸酸二甲酯酯和水，经经过脱低低沸物，中中和水洗洗，干燥燥及减压压薄膜蒸蒸馏等精精制工序序处理，制制得成品品(产品品纯度达达到999.0%以上)（4） 国内外外顺酐酯酯化低压压加氢的的酯化过过程中多多用甲醇醇为酯化化剂。甲甲醇作为为酯化剂剂工艺优优点有:使酯化化后的甲甲醇和水水的分离离变得容容易;增增加DMMM的挥挥发度，使使之气相相加氢的的操作范范围变宽宽;甲醇醇的酯化化转化率率高达999.55%，故故不存在在DMMM的提纯纯过程，不不需要未未反应的的顺酐和和单甲酯酯循环，只只有甲醇醇提纯循循环过程程，从而而大大简简化了流流程，故故工程总总投资比比以乙醇醇为醋化化剂时减减少155% 。首首先 将将 过 量的甲甲醇和顺顺酐混合合进人单单酯反应应器，生生成马来来酸单甲甲酯，该该过程较较易进行行，在较较低温度度下无需需使用催催化剂，并并且具有有较高的的收率。然然后马来来酸单甲甲酯和甲甲醇分别别由顶部部和下部部进人双双酯化反反应生成成DMMM。通过研究究各种生生产工艺艺，认为为用固体体酸催化化剂合成成马来酸酸二甲酯酯具有实实用价值值，采用固固体酸为为催化剂剂，催化化顺酐的的甲酯化化反应合合成马来来酸二甲甲酯的生生产路线线，具有有生产工工艺简单单、副产产物少、产产收率高高的特点点，具有有良好的的开发前前景，所所以这里里我选择择固体酸酸催化剂剂里的磷磷钨酸作作为催化化剂。1.3生生产原理理1.3.1工艺艺原理:马来酸二二甲酯合合成反应应原理具具体试验验步骤有有二个阶阶段：首首先以甲甲醇和顺顺酐为原原料，顺顺酐与过过量甲醇醇混合极极易发生生酯化反反应，顺顺酐醇解解生成顺顺丁烯二二酸单甲甲酯，单单酯化反反应在00. 11 MPPa、440一660条件下下进行；此反应应过程中中顺酐开开环结合合一分子子水因此此该反应应较为迅迅速，可可不用催催化剂；然后顺顺丁烯二二酸单甲甲酯转化化为双酯酯，是合合成马来来酸二甲甲酯的关关键步骤骤，需在在固体酸酸的催化化作用下下，反应应才能进进行得比比较迅速速;另外外，由于于酯化水水不与甲甲醇共沸沸，排出出体系较较为困难难，而水水的存在在会阻止止反应向向正反应应方向进进行，因因此必须须将酯化化水排出出反应体体系才能能确保酯酯化完全全。1.3.2反应应原理:第一步: 顺酐酐醇解生生成顺丁丁烯二酸酸单甲酯酯第二步：顺丁烯烯二酸单单甲酯转转化为双双酯1.3.3影响响因素（1）甲甲醇用量量对产品品收率的的影响顺丁烯二二酸单甲甲酯的进进一步酯酯化较为为困难，过过量的甲甲醇推动动正反应应的进行行，提高高目标产产物的收收率，一一般来说说，甲醇醇与顺酐酐的摩尔尔比应在在6：11以上。固固体酸的的价格较较高，在在保证转转化率的的基础上上应尽量量减少其其用量，降降低产品品生产成成本，一一般来说说，固体体酸的用用量为顺顺酐量的的1.55%)（对顺顺酐，下下同）为为宜，当当催化剂剂的用量量为顺酐酐量的11.5%)时，产产品的收收率较高高；如再再增加 催化剂剂的用量量，产品品的收率率增加不不明显，因因此催化化剂用量量控制在在顺酐量量的1.5%)为宜。因因单酯转转变为双双酯的反反应速度度较慢，在在催化剂剂的作用用下，仍仍然需要要较长的的反应时时间，才才能达到到较高的的产品收收率。（2）催催化剂用用量的影影响固体酸的的价格较较高，在在保证转转化率的的基础上上应尽量量减少其其用量，降降低产品品生产成成本，当当催化剂剂的用量量为顺酐酐量的115时，产产品的收收率较高高。 （3）反反应时间间对产品品收率的的影响 因单酯转转变为双双酯的反反应速度度较慢，在在催化剂剂的作用用下，仍仍然需要要较长的的反应时时间，才才能达到到较高的的产品收收率。（4）吸吸水剂的的影响 单甲酯与与甲醇反反应生成成二甲酯酯和水, 从化化学平衡衡分析, 如果果在反应应过程中中分出所所生成的的水, 将有利利于二甲甲酯的生生成。实实验过程程中, 单甲酯酯与二甲甲酯的沸沸点较高高, 回回流组分分主要为为甲醇和和水。为为此, 在回流流管上部部装入吸吸水剂, 吸附附反应生生成的水水, 可可以提高高二酯的的生成速速率。装装填吸水水剂后, 可以以减少催催化剂用用量, 二甲酯酯产物的的选择性性有所提提高。仅仅有吸水水剂而没没有催化化剂时, 反应应的效果果也不好好1.4产产品用途途及发展展前景1.4.1产品品用途：(1)、在在涂料行行业中的的应用顺丁烯二二酸二甲甲酯广泛泛用于涂涂料行业业中，顺顺丁烯二二酸二甲甲酯与其其他物质质的共聚聚物可制制成多种种具有特特殊性能能和用途途的涂料料。(2)、在在粘结剂剂中的应应用德国拜尔尔公司的的一个专专利生产产的粘结结剂，用用于快干干涂料，可可以获得得高 硬硬度的涂涂层。顺顺丁烯二二酸二甲甲酯与11，1-二氟乙乙烯聚合合，可以以合成非非水电解解质锂电电池电极极的粘结结剂。顺顺丁烯二二酸二甲甲酯与醋醋酸乙烯烯、甲基基丙烯酸酸甲酯聚聚合可用用于合成成水分散散体系的的鞋类粘粘结剂。(3)、在在合成光光学材料料中的应应用双酚A-环氧乙乙烷(11：2摩摩尔)、顺顺丁烯二二酸二甲甲酯共聚聚物444份、顺顺丁烯二二酸二甲甲酯6份份、对苯苯基苯甲甲酸烯丙丙基酯330份、间间苯二甲甲酸二烯烯丙基酯酯20份份、过氧氧碳酸二二异丙酯酯3份共共聚，可可以制得得耐冲击击、透光光率优良良的聚醋醋光学材材料。N-乙烯烯基-22-吡咯咯烷酮550份、顺顺丁烯二二酸二甲甲酯499 5份份、乙二二醇二甲甲基丙烯烯酸酯005份份聚合，所所得的共共聚物适适用于制制造具有有稳定直直线膨胀胀率的软软接触透透镜和含含水软接接触透镜镜。(4)、在在不饱和和树脂防防缩整理理剂中的的应用顺丁烯二二酸二甲甲酯与顺顺丁烯二二酸、醋醋酸乙烯烯和2-丙氧基基甲基环环氧乙烷烷聚合，用用于不饱饱和聚酯酯膜制品品的防缩缩整理剂剂，可以以制得较较高表面面光滑度度、收缩缩系数小小于00200的聚聚酯产品品1.4.2发展展前景：马来酸二二甲酯的的应用在在国内起起步较晚晚，目前前尚无国国家及行行业标准准，国内内有关马马来酸二二甲酯合合成的文文献报道道较少。传传统的硫硫酸法生生产工艺艺，即顺顺丁烯二二酸酥(简称顺顺NF)在硫酸酸的催化化作用下下与甲醇醇进行酯酯化反应应，虽然然催化剂剂活高、价价格便宜宜，但存存在副反反应多、产产品容易易异构化化成富马马酸二甲甲酷、设设备腐蚀蚀严重、后后续处理理复杂等等缺点。目前，只只有少数数涂料企企业在应应用顺丁丁烯二酸酸二甲酯酯。随着着我国经经济的发发展，人人民生活活水平的的提高，对对高档材材料的需需求量越越来越大大，特别别是汽车车在我国国具有很很大的潜潜在市场场，随其其发展，需需要大量量的耐酸酸耐候的的高品质质汽车涂涂料。所所以，借借鉴国外外先进技技术，利利用顺丁丁烯二酸酸二甲酯酯合成具具有特殊殊性能的的化学品品，用于于一些新新兴高科科技领域域具有重重大意义义。第二章 物料衡衡算2.1原原始数据据2.1.1品规规模及规规格： 产能能力：220000吨/年年马来酸酸二甲酯酯生产装装置产品规格格：999.0%（wtt） 2.1.2年开开工时间间：3000天，每每批操作作周期：8小时时2.1.3物料料规格：序号名称规格分子量（g/mol）密度（KKg/mm3）1顺酐99989342甲醇99.63279231,2-二氯乙乙烷99994H2O189985NaOHH406磷钨酸288007H2SOO498988甲苯99929苯99782.1.4公用用工程条条件蒸汽： 88kg/cm22循环冷却却水： 220电： 3800V2.1.5厂址址：常州州地区，自自然条件件主导风向向 东南风风最大风速速 20.3m/s平均风速速 3.11m/ss年平均降降雨量 10076.1mmm年平均气气温 115.44绝对最高高气温 399.4绝对最低低气温 -115.55年平均相相对湿度度 70%年平均气气压 110166.3mmbarr地下水位位 3.000m地震烈度度 6°°2.2工工艺设计计参数采用磷钨钨酸为催催化剂，11，2-二氯乙乙烷为带带水剂，顺顺酐和甲甲醇反应应，通过过精制获获马来酸酸二甲酯酯。甲醇和顺顺酐的摩摩尔比：6：11 催化剂的的质量是是顺酐质质量的11.5 % 顺酐有993%变变为马来来酸二甲甲酯，77%变为为单酯顺酐转化化率为 1000%反应温度度：9000C 反应周期期：8hh 其余有关关数据参参考有关关资料报报告。2.3物物料衡算算:主反应方方程式：C4H22O3 + CHH3 OOH C5HH6O44 <11>C5H66O4 + CHH3 OOH CC6H88O4 + H22O <2>>一年3000个工工作日，一一天按88小时生生产 生生产的220000吨/年年的马来来酸二甲甲酯需要要的各物物质的物物质的量量质量分分别为： n 酐=（20000××10000×99 .0%）/（3300××1444×93%×1000%）=49.28KKmoll/daay m顺酐=49.28××98=48229.444kgg/daay v 顺酐酐=48829.44/0.9934=51771L n甲醇=49.28××6=2295.7Kmmol/dayy m甲醇=2955.7××32=94662kgg/daay v 甲醇醇=94462 /0.7922=1119477 L/dayy m磷钨酸酸=1.5%××m顺酐酐=0.0155×48229.444=772.444kgg/daay v 带水水剂=2200LL/daay 2.3.1反应应釜的物物料平衡衡:顺酐选择择性为993%，生生成马来来酸二甲甲酯的物物质的量量为： mDMMM =77.5882×103kg/dayy； nDDMM = 52.61KKmoll/daay m H22O=99.477×10 2 kgg/daay； nH22O =552.661Kmmol/dayy vH2OO = 9.47××10 2 L/dayy； vv甲醇 =11.37713××104 L/dayy m磷钨酸酸=1.5%××m顺酐酐=0.0155×48229.444=772.444kgg/daay v 带水水剂=880L/dayy 生成1mmolDDMM 需每天天消耗的的甲醇量量为: 1.933×49.28kkmoll =995.111044 kmmol/dayy 剩余的甲甲醇的量量： n甲醇=2955.7-95.11004=2200.58996kmmol /daay m甲醇=2000.58896××32=6.4419××10 3kg/dayy2.3.2中和和釜的物物料平衡衡:有93%的顺酐酐转为目目的产品品，还有有7%的的顺酐和和甲醇反反应生成成副产物物。反应应方程式式如下：C4H22O3 + CH33 OHH CC5H6O4顺酐每天天的投料料量为446.220kmmol，生生成的单单酯的量量为 n单酯=49.28××7%=3.444966kmool/dday m单酯=3.444966×1300=4448.4448kkg/dday C6H8O4 52.61Kmol/dayCH3OH 200.5896Kmol/dayH2O 52.61Kmol/day反应平衡衡简图如如下：反 应C4H2O3 49.28Kmol /dayCH3OH 295.7Kmol /day