固體光氣生產(chǎn)可行性報告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上固體光氣生產(chǎn)可行性報告(節(jié)略) 、以碳酸二甲酯為原料合成固體光氣一、生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模暫定在4000噸/年。二、合成工藝路線 固體光氣是由碳酸二甲酯通氯進行本體氯化反應(yīng)生成。五、討論與問題1、4000噸/年固光生產(chǎn)線，考慮到農(nóng)藥生產(chǎn)的季節(jié)性，似應(yīng)以每年200個工作日為妥當(dāng)，即日產(chǎn)固體光氣20噸；2、工業(yè)化的光催化反應(yīng)，一直都是有一定難度的，光催化反應(yīng)釜需要專門設(shè)計和到大廠專門定制（其中光源與物料怎么接觸和光源的冷卻是關(guān)鍵）。3、固光生產(chǎn)線對設(shè)備、管道、閥門及安裝都有很高的要求：設(shè)備、管道、閥門要求高品質(zhì)的，安裝要求有一定資質(zhì)的安裝隊伍，其原因只有一個，固光和固光的前體（

2、碳酸二甲酯的一氯到五氯的取代物），都有很強的刺激性、催淚性和毒性，絕對不能泄露，否則其味道對環(huán)境造成的影響很大。4、4000噸/年固光生產(chǎn)線，每年需要碳酸二甲酯1240噸，氯氣7000噸。5、4000噸/年固光生產(chǎn)線，會產(chǎn)生近萬噸（9600噸）30%的含氯氣和四氯化碳的鹽酸，這部分鹽酸由于含有雜質(zhì)，不是很好賣，如何處理，應(yīng)該早做打算。、固體光氣原料碳酸二甲酯的制備一、 生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)固體光氣每年4000噸的生產(chǎn)規(guī)模，碳酸二甲酯的單耗0.31，所以碳酸二甲酯的生產(chǎn)規(guī)模擬定為1300噸，每年200個工作日，每天生產(chǎn)6.5噸。二、 合成工藝路線選擇文獻報道合成碳酸二甲酯的路線比較多，如：1）、一氧化碳

3、甲醇法，2）、二氧化碳甲醇法，3）、光氣法，4）、尿素甲醇法，5）、固光碳酸二甲酯循環(huán)法、6）酯交換法等。其中:方法1）和方法2）是碳酸二甲酯制備的方向，目前還停留在實驗室和中試探索階段，難點是工程和催化劑；方法3）最早的方法，成本高、污染大，目前已經(jīng)淘汰；方法4）是前幾年采用得較多的方法，問題是但該合成路線選擇性與收率都不高，而且到目前為止，所研究的催化劑的單程產(chǎn)率都比較低，因此，研究新型高效催化劑，并進一步對該反應(yīng)的工藝過程進行開發(fā)是該方法是否有發(fā)展前途的關(guān)鍵；方法5)是Cotarva于1996年提出的一種循環(huán)制備固光的方法，此過程中利用了固光與甲醇生成碳酸二甲酯的反應(yīng)，而且光氯化反應(yīng)是在

4、無溶劑下進行的。整個過程如下示：(Cl3CO)2CO+6CH3OH3(H3CO)2CO+6HC1 (1)(H3CO)2CO+6Cl2(C13C0)2CO+6HCl (2)總反應(yīng)式：3CH3OH+9Cl2(Cl3CO)2CO+12HC1 (3)從該循環(huán)反應(yīng)來看，制備BTC消耗的只有甲醇和氯氣，而且根據(jù)需要可制備碳酸二甲酯，在合成中BTC結(jié)晶析出。 方法5）從理論上來說是一個近乎完美的方法，但實際上固光和甲醇反應(yīng)生成碳酸二甲酯的反應(yīng)并不容易進行，因此，雖然此方法1996年就報道了，但到目前為止，并沒有此方法研究的報道，也沒有哪個廠家采用此方法進行工業(yè)化。方法6）是近幾年采用比較多的方法，揚農(nóng)股份新

5、近上馬的20000噸/年固光生產(chǎn)線就是采用的酯交換法。華東理工大學(xué)的酯交換法，采用了催化反應(yīng)精餾新技術(shù)，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，可達99以上，具有原料來源廣，工藝簡單，設(shè)備投資少，生產(chǎn)過程基本無三廢等特點，國內(nèi)大部分DMC生產(chǎn)企業(yè)采用此法。 國外，美國的Texaco公司也采用該法，但該法受到聯(lián)產(chǎn)丙二醇或乙二醇市場大小的制約。三、固體光氣簡介1、固體光氣應(yīng)用背景光氣作為非常好的羰基化試劑，在有機合成反應(yīng)中起著重要作用，廣泛用于高分子材料、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、工程塑料、聚氨酯等領(lǐng)域。在農(nóng)藥生產(chǎn)中，用于合成氨基甲酸酯類殺蟲劑，還用于生產(chǎn)殺菌劑及多種除草劑；以光氣為原料生產(chǎn)的異氰酸酯類產(chǎn)品是聚氨酯硬泡、軟泡

6、、彈性體、人造革的重要原料，有些品種的異氰酸酯大量用于聚氨酯涂料，也有的特殊品種用于粘結(jié)劑；在染料工業(yè)中用于生產(chǎn)猩紅酸等染料中間體；在國防工業(yè)中用于生產(chǎn)中定劑和作為軍用毒氣。然而光氣是劇毒性氣體，沸點低、揮發(fā)性大，在使用、運輸和貯存過程中存在極大的危險性，需要采用多種嚴(yán)格的安全措施，稍有不慎就會引起災(zāi)難性事故發(fā)生。因此在使用中須有十分嚴(yán)格的冷凍條件和操作規(guī)程。另外在使用中難以計量，容易引起許多副反應(yīng)發(fā)生，給需要使用光氣的實驗室或小規(guī)模生產(chǎn)帶來諸多不便。后來人們開發(fā)了毒性較小的雙光氣以代替光氣。雙光氣在常溫、常壓下為液體，在一般的反應(yīng)中是非常有效的，可是在貯存和運輸中仍存在相當(dāng)大的危險性。在人們

7、環(huán)保意識不斷增強，強調(diào)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展和提出循環(huán)經(jīng)濟的理念今天，尋找實現(xiàn)使用光氣合成過程的綠色化成為全球性關(guān)注的話題。固體光氣(又稱三光氣)作為光氣和雙光氣的替代品，是在20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來的。固體光氣在運輸、貯存和使用中都很安全、方便，是一種特別理想的光氣替代品。2、固體光氣的基本性質(zhì)結(jié)構(gòu)式固體光氣，又名三光氣，化學(xué)名稱叫二(三氯甲基) 碳酸酯，英文名稱為Bis(trichloromethyl) carbonate，簡稱BTC。 固體光氣為白色結(jié)晶固體，有類似光氣的氣味，熔點78-81， 含量:99.5%，沸點 203- 206(部分分解)；BTC不溶于水，可溶于苯、甲苯、乙醇、氯仿、

8、四氫呋喃、二氯乙烷等有機溶劑，遇熱水及氫氧化鈉則分解。四、固體光氣生成工藝和原料單耗1、反應(yīng)方程式2、工藝過程在250 ml裝有冷凝管的三口燒瓶中加入碳酸二甲酯和溶劑四氯化碳，瓶外用兩只125 W 自鎮(zhèn)流的高壓汞燈泡照射，在攪拌和較低溫度的條件下下通入干燥的氯氣。反應(yīng)放熱，需冷卻；在反應(yīng)后期，需加熱使溫度上升并使溶液回流，逸出的氯化氫氣體用堿液吸收 通氯約25 h，反應(yīng)溶液變稠，且過量氯氣的黃綠色不再消失，停止通氯，冷至室溫，用氮氣驅(qū)除過量的氯氣，在水泵減壓下蒸出溶劑，冷至室溫，殘余物固化，真空干燥，得無色晶體，（或趁熱加入甲苯，制成固光的甲苯溶液）收率95%，熔點79813、固體光氣單耗(噸

9、/噸)物料名稱單耗 噸單價 元價格 元備注1、碳酸二甲酯0.310600018602、氯氣1.626100016263、四氯化碳0.175700012254、過氧化苯甲酰0.02115000315合計2.1325026注：每生產(chǎn)一噸固體光氣，產(chǎn)生2.4噸含有氯氣和四氯化碳的30%廢鹽酸。五、討論與問題1、4000噸/年固光生產(chǎn)線，考慮到農(nóng)藥生產(chǎn)的季節(jié)性，似應(yīng)以每年200個工作日為妥當(dāng)，即日產(chǎn)固體光氣20噸；2、工業(yè)化的光催化反應(yīng)，一直都是有一定難度的，光催化反應(yīng)釜需要專門設(shè)計和到大廠專門定制（其中光源與物料怎么接觸和光源的冷卻是關(guān)鍵）。3、固光生產(chǎn)線對設(shè)備、管道、閥門及安裝都有很高的要求：設(shè)備

10、、管道、閥門要求高品質(zhì)的，安裝要求有一定資質(zhì)的安裝隊伍，其原因只有一個，固光和固光的前體（碳酸二甲酯的一氯到五氯的取代物），都有很強的刺激性、催淚性和毒性，絕對不能泄露，否則其味道對環(huán)境造成的影響很大。4、4000噸/年固光生產(chǎn)線，每年需要碳酸二甲酯1240噸，氯氣7000噸。5、4000噸/年固光生產(chǎn)線，會產(chǎn)生近萬噸（9600噸）30%的含氯氣和四氯化碳的鹽酸，這部分鹽酸由于含有雜質(zhì)，不是很好賣，如何處理，應(yīng)該早做打算。、固體光氣原料碳酸二甲酯的制備三、 生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)固體光氣每年4000噸的生產(chǎn)規(guī)模，碳酸二甲酯的單耗0.31，所以碳酸二甲酯的生產(chǎn)規(guī)模擬定為1300噸，每年200個工作日，每天

11、生產(chǎn)6.5噸。四、 合成工藝路線選擇文獻報道合成碳酸二甲酯的路線比較多，如：1）、一氧化碳甲醇法，2）、二氧化碳甲醇法，3）、光氣法，4）、尿素甲醇法，5）、固光碳酸二甲酯循環(huán)法、6）酯交換法等。其中:方法1）和方法2）是碳酸二甲酯制備的方向，目前還停留在實驗室和中試探索階段，難點是工程和催化劑；方法3）最早的方法，成本高、污染大，目前已經(jīng)淘汰；方法4）是前幾年采用得較多的方法，問題是但該合成路線選擇性與收率都不高，而且到目前為止，所研究的催化劑的單程產(chǎn)率都比較低，因此，研究新型高效催化劑，并進一步對該反應(yīng)的工藝過程進行開發(fā)是該方法是否有發(fā)展前途的關(guān)鍵；方法5)是Cotarva于1996年提出

12、的一種循環(huán)制備固光的方法，此過程中利用了固光與甲醇生成碳酸二甲酯的反應(yīng)，而且光氯化反應(yīng)是在無溶劑下進行的。整個過程如下示：(Cl3CO)2CO+6CH3OH3(H3CO)2CO+6HC1 (1)(H3CO)2CO+6Cl2(C13C0)2CO+6HCl (2)總反應(yīng)式：3CH3OH+9Cl2(Cl3CO)2CO+12HC1 (3)從該循環(huán)反應(yīng)來看，制備BTC消耗的只有甲醇和氯氣，而且根據(jù)需要可制備碳酸二甲酯，在合成中BTC結(jié)晶析出。 方法5）從理論上來說是一個近乎完美的方法，但實際上固光和甲醇反應(yīng)生成碳酸二甲酯的反應(yīng)并不容易進行，因此，雖然此方法1996年就報道了，但到目前為止，并沒有此方法研

13、究的報道，也沒有哪個廠家采用此方法進行工業(yè)化。方法6）是近幾年采用比較多的方法，揚農(nóng)股份新近上馬的20000噸/年固光生產(chǎn)線就是采用的酯交換法。華東理工大學(xué)的酯交換法，采用了催化反應(yīng)精餾新技術(shù)，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，可達99以上，具有原料來源廣，工藝簡單，設(shè)備投資少，生產(chǎn)過程基本無三廢等特點，國內(nèi)大部分DMC生產(chǎn)企業(yè)采用此法。 國外，美國的Texaco公司也采用該法，但該法受到聯(lián)產(chǎn)丙二醇或乙二醇市場大小的制約。五、討論與問題1、4000噸/年固光生產(chǎn)線，考慮到農(nóng)藥生產(chǎn)的季節(jié)性，似應(yīng)以每年200個工作日為妥當(dāng)，即日產(chǎn)固體光氣20噸；2、工業(yè)化的光催化反應(yīng)，一直都是有一定難度的，光催化反應(yīng)釜需要專門

14、設(shè)計和到大廠專門定制（其中光源與物料怎么接觸和光源的冷卻是關(guān)鍵）。3、固光生產(chǎn)線對設(shè)備、管道、閥門及安裝都有很高的要求：設(shè)備、管道、閥門要求高品質(zhì)的，安裝要求有一定資質(zhì)的安裝隊伍，其原因只有一個，固光和固光的前體（碳酸二甲酯的一氯到五氯的取代物），都有很強的刺激性、催淚性和毒性，絕對不能泄露，否則其味道對環(huán)境造成的影響很大。4、4000噸/年固光生產(chǎn)線，每年需要碳酸二甲酯1240噸，氯氣7000噸。5、4000噸/年固光生產(chǎn)線，會產(chǎn)生近萬噸（9600噸）30%的含氯氣和四氯化碳的鹽酸，這部分鹽酸由于含有雜質(zhì)，不是很好賣，如何處理，應(yīng)該早做打算。、固體光氣原料碳酸二甲酯的制備五、 生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)固

15、體光氣每年4000噸的生產(chǎn)規(guī)模，碳酸二甲酯的單耗0.31，所以碳酸二甲酯的生產(chǎn)規(guī)模擬定為1300噸，每年200個工作日，每天生產(chǎn)6.5噸。六、 合成工藝路線選擇文獻報道合成碳酸二甲酯的路線比較多，如：1）、一氧化碳甲醇法，2）、二氧化碳甲醇法，3）、光氣法，4）、尿素甲醇法，5）、固光碳酸二甲酯循環(huán)法、6）酯交換法等。其中:方法1）和方法2）是碳酸二甲酯制備的方向，目前還停留在實驗室和中試探索階段，難點是工程和催化劑；方法3）最早的方法，成本高、污染大，目前已經(jīng)淘汰；方法4）是前幾年采用得較多的方法，問題是但該合成路線選擇性與收率都不高，而且到目前為止，所研究的催化劑的單程產(chǎn)率都比較低，因此，

16、研究新型高效催化劑，并進一步對該反應(yīng)的工藝過程進行開發(fā)是該方法是否有發(fā)展前途的關(guān)鍵；方法5)是Cotarva于1996年提出的一種循環(huán)制備固光的方法，此過程中利用了固光與甲醇生成碳酸二甲酯的反應(yīng)，而且光氯化反應(yīng)是在無溶劑下進行的。整個過程如下示：(Cl3CO)2CO+6CH3OH3(H3CO)2CO+6HC1 (1)(H3CO)2CO+6Cl2(C13C0)2CO+6HCl (2)總反應(yīng)式：3CH3OH+9Cl2(Cl3CO)2CO+12HC1 (3)從該循環(huán)反應(yīng)來看，制備BTC消耗的只有甲醇和氯氣，而且根據(jù)需要可制備碳酸二甲酯，在合成中BTC結(jié)晶析出。 方法5）從理論上來說是一個近乎完美的方

17、法，但實際上固光和甲醇反應(yīng)生成碳酸二甲酯的反應(yīng)并不容易進行，因此，雖然此方法1996年就報道了，但到目前為止，并沒有此方法研究的報道，也沒有哪個廠家采用此方法進行工業(yè)化。方法6）是近幾年采用比較多的方法，揚農(nóng)股份新近上馬的20000噸/年固光生產(chǎn)線就是采用的酯交換法。華東理工大學(xué)的酯交換法，采用了催化反應(yīng)精餾新技術(shù)，提高了反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，可達99以上，具有原料來源廣，工藝簡單，設(shè)備投資少，生產(chǎn)過程基本無三廢等特點，國內(nèi)大部分DMC生產(chǎn)企業(yè)采用此法。 國外，美國的Texaco公司也采用該法，但該法受到聯(lián)產(chǎn)丙二醇或乙二醇市場大小的制約。七、 碳酸二甲酯簡介 碳酸二甲酯（Dimethyl Carbon

18、ate）簡稱DMC，系環(huán)保型綠色化工產(chǎn)品，為重要的有機化工原料之一，享有有機合成新基石產(chǎn)品的美稱。 . DMC分子結(jié)構(gòu)式(CH3O)2CO，分子量為90.08，相對密度1.070，折射率1.3697；熔點4，沸點90.1。在常溫下為無色透明、略有氣味、微甜的液體，具有可燃性，微溶于水但能與水形成共沸物，幾乎可與醇、醚、酮等所有的有機溶劑混溶；對金屬無腐蝕性，可用鐵筒盛裝貯存；微毒(LD50640012900mg/kg，而甲醇的LD503000mg/kg)。由于DMC分子中含有CH3、CH3O、CH3OCO、CO等多種官能團，其化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡哂辛己玫姆磻?yīng)活性，可與醇、酚、胺、肼、酯等發(fā)生化

19、學(xué)反應(yīng)，故可衍生出一系列重要化工產(chǎn)品；其化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)物主要為甲醇和CO2。與光氣（COCL2）、硫酸二甲酯（DMS）等的反應(yīng)副產(chǎn)物鹽酸、硫酸鹽或氯化物相比，危害相對較小，故而，一方面DMC在諸多領(lǐng)域可全面替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進行羰基化、甲基化、甲酯化及酯交換等反應(yīng)生成多種重要化工產(chǎn)品；另一方面，以DMC為原料可以開發(fā)、 制備多種高附加值的精細專用化學(xué)品，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料、染料、潤滑油添加劑、食品增香劑、電子化學(xué)品等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用；其三，非反應(yīng)性用途如溶劑、溶媒和汽油添加劑等也正在或即將實用工業(yè)。 因此，DMC作為一種性能優(yōu)良的甲基化、羰基化試劑，用于合成多種高附加值產(chǎn)品，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、工程塑料、染料、電子化學(xué)品、食品添加劑等領(lǐng)域有著廣泛用途，更由于其屬無毒無公害化學(xué)品，對煤化工、甲醇化工、 碳一化工起到巨大的推動作用，將在二十一世紀(jì)具有極其廣闊的市場應(yīng)用前景。 八、 碳酸二甲酯生成工藝和原料單耗1、生產(chǎn)工藝碳酸二甲酯的合成分為兩步1、碳酸丙烯酸，可由環(huán)氧丙烷與CO2合成：2、酯交換法,該法以碳酸丙烯酯與甲醇酯交換反應(yīng)生成DMC并聯(lián)產(chǎn)