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1、年产五万吨碳酸二甲酯项目建议书专 业：化学工程与工艺班 级：097班 学 号：0903101B777姓 名：闻军年产五万吨碳酸二甲酯项目建议书一 、总论1、 项目名称：年产五万吨碳酸二甲酯项目2、 建设地点：泸州市高新技术开发区工厂选择建在四川省泸州市高新技术开发区，高新技术开发区的整体环境优良。拥有丰富的自然资源和土地资源；拥有充足的劳动力供应，完善的生产、生活配套设施；拥有科学的产业规划和良好的产业发展基础。不仅如此，大学城也在该地区，是一个不可忽视的知识宝库，可直接或间接地推动该厂的科研开发和技术创新。我们将工厂建于此地必有良好的收益。3、 建设规模综合考虑碳酸二甲酯产品供需关系和09年
2、已建成并投产的碳酸二甲酯装置规模，5wt/a的规模在经济性和项目可行性上都是比较稳妥的选择，考虑到客户的具体需求，以及相关的配套设施的完善程度和规模，可以进行适当的调整。二 、建设的目的和意义1、 建设目的化学工业的发展，在为人类提供丰富多彩的物质享受同时，也在严重的破坏人类赖以生存的环境。大气酸化、江河污染、温室效应加剧、臭氧层破坏等等，都在导致环境恶化，损害人类的健康，威胁着人类可持续发展的空间。从各种统计数据来看，环境恶化已成不争的事实，迫切需要人类采取措施保护环境。因此，在1992年联合国环境与发展大会上，有183个国家，103位国家元首或政府首脑和70个国际组织出席签署了“关于环境与
3、发展的里约热内卢宣言”。宣言正式提出可持续发展是全球可持续发展的基本战略，认为资源与环境是可持续发展的关键问题，提出建立与环境友好的清洁生产-生态经济新模式。绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学和清洁化学，是用化学的原理和方法来减少或消除对人类健康、社区安全、生态环境有害的料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的新兴学科，是从源头阻止环境污染的化学学科。国内外绿色化学的研究工作主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化展开的，如图所示。经过近些年来不断的研究和开发，绿色化学已经取得了可喜的进展。随着人们环保意识的加强和可持续发展战略的实施，许多传统的化学工业因环境污染等问题而面临着
4、严峻的挑战。而利用化学原理和方法从根本上减少或消除传统工业对环境的污染，并改善人类生存环境和大幅度提高经济效益的绿色化学工业则正在全球蓬勃兴起。碳酸二甲酯作为一种重要的化工原料，在国内外都长期处于供不应求的状态，而且目前国内外现有的碳酸二甲酯生产装置不仅生产效率低，而且对环境均有不同程度的污染。2、 建设意义现代科学技术不断发展，人们越来越重视对环境的保护，化工企业要长期立于不败之地，应尽量选用安全无毒的原料，生产过程少产生甚至不产生“ 三废” 。而碳酸二甲酯，是一种重要的有机合成中间体，分子结构中含有羰基、甲基和甲氧基等官能团，具有多种反应性能，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等
5、特点。由于碳酸二甲酯毒性较小，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。近年来碳酸二甲酯的应用受到了越来越广泛的重视。此外，碳酸二甲酯项目不仅拉动当地就业，带动了当地的直接就业和间接就业能力，使当地的下岗工人重新回到工作岗位，提高了人们的生活水平，而且直接增加了地方财政的税收，间接地增加了国家财政的收入。碳酸二甲酯投资项目还可以提高当地的知名度，推动当地居民的消费能力，进而促进该地区基础设施的建设。三 、产品需求初步预测1、 我国碳酸二甲酯生产能力近十年，我国合成碳酸二甲酯技术不断进步，国内装置生产能力快速增长，成为重要的碳酸二甲酯出口国。目前 ,我国DMC生产企业约 30 家，总生产能力超过 1
6、5万t/a, 实际产量约有5万吨。国内DMC装置平均开工率较低,约为60%;但国内几家大型生产企业装置平均开工率均较高,达到90%以上。2、 我国碳酸二甲酯消费结构我国生产的碳酸二甲酯多用于出口，国内市场消费量不大。2001年碳酸二甲酯的净出口量约为6000吨，国内市场实际消费量约为3600吨，主要应用于医药、固体光气、农药及精细化工中间体等领域中。其中，医药行业碳酸二甲酯的总消费约为1800t，占总消费量50%；生产固体光气消费量为1000t，占总消费量27.8%；农药行业碳酸二甲酯的消费量约500t，约占总消费量的13.9%。由于我国聚碳酸酯生产厂主要采用光气界面聚合生产工艺，因此，碳酸二
7、甲酯在聚碳酸酯生产中没有消耗量。近几年国内涂料领域对碳酸二甲酯需求有较大幅增长，据报道近年涂料行业消费碳酸二甲酯约占总量的50%以上。3、 供需现状及预测有资料表明，2005年, 碳酸二甲酯国际市场需求量约13万吨，国内为34万吨。预计国内外碳酸二甲酯的需求将以1020的速度递增，到2010年国内需求量将达10万吨以上，国外将达到2030万吨。随着BASF、Bayer 、SNPE等的光气生产装置和部分小规模酯交换法生产装置的停产，未来几年碳酸二甲酯的供求矛盾会越来越突出。资料显示，目前国际市场碳酸二甲酯的市场缺口约在5万吨左右。四 、工艺技术方案1、 现有工艺方案碳酸二甲酯是一种重要的化工中间
8、体。目前已工业化的合成工艺有：光气法、酯交换法、氧化羰基化法等等。当然还有一些是正处于研发阶段的工艺：甲醇与二氧化碳直接合成法、甲醇电解羰基化法、二甲醚氧化羰基化法、尿素醇解法等。2、 本项目所选方案我国目前碳酸二甲酯的工业合成方法仍然是光气法和酯交换法为主，不但不符合环保的要求，而且也不经济，加上我国的碳酸二甲酯生产能力远远不能满足市场需要，大部分依赖进口，国家为此每年需花费大量外汇。随着环保的需要，碳酸二甲酯需求越来越多，对其进行开发研究，市场前景看好。 目前正被广泛关注的CO气相氧化羰基化法(一步法)、CO2直接合成法和尿素醇解法将成为合成碳酸二甲酯的主要方法。由于CO液相氧化羰基化法和
9、气相两步法的工艺已成功工业化生产，CO气相氧化羰基化的一步法可能会首先取得突破。CO2直接合成法的前景最被看好，无论从经济、技术和环保等方面，该合成路线均具有一定的优势。尿素醇解法的最明显的优势是反应过程没有水生成，省去后续的碳酸二甲酯一甲醇一水共沸体系的分离，是最经济的生产方法。上述3种方法虽都存在很多需要解决的问题，但从出于经济和原料的考虑有望替代现有的酯交换法生产工艺。 尿素醇解法的原料尿素和甲醇的生产工艺国内已经很成熟，产量大，所以原料来源广且价廉，尿素生产中利用了CO2可以减少温室效应，因此我们选择尿素 醇解法作为本厂合成碳酸二甲酯的工艺方案。 这里简单介绍一下本厂采用的尿素醇解法流
10、程，来自总厂的尿素和甲醇在混合釜中进行充分的混合，然后进入反应釜中进行反应，生成中间产物氨基甲酸甲酯，经精馏塔进行分离，塔底产品即氨基甲酸甲酯、尿素混合液及极少量的甲醇进入碳酸二甲酯反应器中进行反应，反应后的碳酸二甲酯混合气体冷凝后先经一个精馏塔预分离除去部分甲醇，再进行萃取以便较彻底的分离甲醇，含碳酸二甲酯的萃取相则经由一个精馏塔分离出碳酸二甲酯，得到最终产品。反应过程中产生的氨气甲醇混合气被不断加入的氮气和甲醇带走，经分离后，氨气与氮气混合气前往总厂合成氨，甲醇则回储罐作为原料再利用。各步骤中分离出的尿素、萃取剂、催化剂等则由泵打回重新利用。此套流程可谓是物尽其用，有较好的经济效益，符合环
11、保要求。 图一.工艺流程简图五 、投资估算总投资由以下几方面构成：（1）固定资产投资，其中包括设备材料选择和设备的购置，设备及控制系统的安装，建筑工程费用和土地的购买 （2）设计施工费用，其中包括工程设计与咨询，工程施工与监理和其他服务和配套公用设施； （3）其他方面的费用，包括人员的培训，其他筹备费用和机动流动资金的储备。这些都是一些不涉及原料的费用，原料费用由我们的生产量以及我们生产这些产品所需要的原料为基准的，可以由物料衡算算出。下面是各个部分的资金情况。 1.1设备数量及价格设备名称数量单价/万元总价/万元塔设备 5 70 350 反应器 2 30 60 换热器 10 0.6 6 缓冲
12、罐 10 4 40 泵20 0.2 4 萃取机 1 20 20 过滤机 2 4 8 设备购置费合计 488 1.2其他固定资产投资项目 总价/万元设备安装 250 管道工程 250 控制仪表安装 120 电气工程 80 基建土建 280 公用工程设施 220 建设用地购置 1000 固定资产投资合计 2200 2、设计施工费用项目 总价/万元工程设计与咨询 280 施工管理监理 420 合计 700 3、其他费用项目 总价/万元人员培训 1000 施工配套设施建设 220 测试和投产准备 220 机动应急资金 280 流动资金 550 总费用 2270 总投资费用为5658万元六 、环境保护化
13、工行业所涉及的原料、材料、中间产品大多数是易燃易爆、有毒、有臭味、有酸碱性的物质。一个化工生产装置从设计开始，就意味着有一个污染人们生存环境的实体即将诞生，那么在设计中同时考虑如何尽可能减少和控制生产过程所产生的污染物，并且设计对这些污染物加以工程治理的手段，使之减少或完全消除，则是完全必要的。1、主要污染源及污染物分析：1.1、废气（1） 在建厂施工期间，工程及运输车辆排放的尾气及扬尘，主要污染物有CO2、CO、氮氧化合物及烟尘等。 （2）在正常生产期间，本工艺设计生产流程清洁，理论上并不会产生废气污染物。但是不可避免的，在以下情况会有极少量的废气产生：反应器所生成的产物在高温下气化溢出；化
14、工厂常年工作管道不可避免的会有些泄露，比如NH3泄露。1.2、废水施工期间的水污染物主要为工人的生活污水以及管道施压后排放的工程废水。生产期间，产生的废液主要为碳酸二甲酯生产工段废弃液，以及各场站等后方设施排放的生活污水以及地面洗水等。 1.3、废渣施工中的固体废弃物来源于废弃物料、催化剂和生活垃圾，平时生活中的废弃物为生活垃圾。生产过程中产生的催化剂废料、锅炉房的煤渣、以及污水处理站产生的污泥等。 1.4、噪声噪声主要来源于振动、转动等设备产生的噪声，如各类泵等产生的噪音等。1.5、生态一般化工厂对生态的影响主要表现在对地表层的破坏，植被的破坏，土壤结构的改变，土壤养分的流失以及不良地质条件
15、下带来的水土流失等。本设计的实施基本没有造成对生环境的破坏。属于环保型项目2、主要防治措施2.1废气的处理措施 对整个工艺流程装置中最有可能发生泄露或泄压的地方(例反应器爆破片，气体提纯塔等等)，对其进行封闭处理。提纯工段产生的少量气体也进行焚烧处理，由于是低分子有机物燃烧，最终只会产生少量的二氧化碳和水，不会对大气环境造成太大污染。2.2废水的处理措施生活排污水送入污水回用水装置处理后回用。本工程产生的废液均排入污水处理厂处理，达到一级排放标准后进入回用水装置处理，达到污水再生利用工程设计规范（GB/T50335-2002）后回用于循环水工艺。对各种生产废水进行生化处理后回用不外排，因此不会
16、对当地水体环境造成大的影响。 2.3废渣的处理措施生产过程中产生的废催化剂，送往催化剂厂家回收。生活垃圾由环卫部门收集后统一送往垃圾回收站处理。长时间生产后，罐底残留的废弃物料委托具有危险固废处理资质的专业单位进行处理。 2.4噪声的处理措施设计中尽量选用低噪声、少振动的设备，对生产较大噪声和振动的设备，采取消声、吸声、隔声及减振、防振措施，使操作环境中的噪声值达到规范要求。在总图布置中，根据厂区的总体布置并结合地形、声源方向性、建筑物的屏蔽作用及绿化植物有吸收作用等因素进行布局，减弱岗位噪声的危害作用。在操作中只设流动岗位，不固定值班，需要固定值班的，设置消声墙等，也可以采取相应的个人防护，
17、如可以佩戴耳塞、防声帽、防声耳罩。并在厂区种植降噪植物。 3、绿化设计绿化植物可以对保护环境起着多种作用，是防止环境污染的一项重要措施，它可以改善小区域的气候、净化空气中的有毒有害气体，防止粉尘扩散和迁移、净化污水、工厂的绿地建设，是综合实力的外在表现，是企业的外衣，体现它的外部形象。 绿化布置要综合考虑，全面规划，按照不同的功能区选择不同的绿化树种。厂区前、办公区前绿化布置以美化为主，选择有一定观赏价值的乔木灌木等，同时还可配有假山、棚架、喷泉以及花草等装饰小品，绿化系数要达到30%。我们采用的植物主要以绿色木本植物为主，环厂区种植，树种主要选用的是香樟树和桂花树。这两种树种具有吸烟滞尘、涵
18、养水源、固土防沙和美化环境的能力，有较强的抗海潮风及耐烟尘和抗有毒气体能力，并能吸收多种有毒气体，并对氯气、二氧化硫、氟化氢等有害气体都有一定的抗性，能够起到美化环境的作用。为防止厂区内噪声对厂界周围的影响，在厂围墙内外选择树冠低矮、分枝低、树叶茂密的长绿乔、灌木搭配种植，形成一定宽度的吸声林带，以防止和降低噪声对周围环境的影响。 七、 结论碳酸二甲酯作为有机合成工业中重要的原料，已成为二十一世纪清洁生产和绿色化工中重要的化工产品。现阶段,我国对碳酸二甲酯的应用尚局限在少数产品上，随着科学技术的进步，工业生规模的进展及环境保护措施的完善，碳酸二甲酯在国内的应用领域将不断扩大，需求也将迅速增长。业内人士对今后我国碳酸二甲酯的发展提出如下建议: 加强工业生产技术研究，大力开发下游产品。碳酸二甲酯的市场潜力很大，因此该项目有广阔的市场 。该项目技术经济分析是可行的，并具有一定的抗风险能力，实施之后将会有很好的经济效益。此外该项目的实施具有显著的经济效益和社会效益，有利于区域经济的发展，对推动本地区的经济发展、生态环境的保护、走上可持续发展的道路都具有十分重要的意义。
