年产130吨富马酸二甲酯工艺设计课程设计

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1、年产130吨富马酸二甲酯工艺设计目录1概论11.1富马酸二甲酯的介绍11.2富马酸二甲酯的性质及用途12富马酸二甲酯的市场分析32.1市场概况32.2国外市场分析32.3国内市场分析52.4市场预测73生产流程的选择93.1主要生产工艺93.3本设计采用的工艺124工艺流程设计124.1原料来源及产品规格124.2工艺流程简图134.3工艺流程叙述135物料衡算及热量衡算145.1全流程物料衡算145.2全流程热量衡算196主要设备选型256.1泵的设计与选型256.2换热器的计算与选型267自动控制与优化317.1控制水平与

2、方案317.2自动控制内容318车间布置338.1富马酸二甲酯合成车间339公用工程369.1电气369.2给水3710环境保护及三废处理4010.1主要污染源与主要污染物4010.2设计中采取的环保措施及其简要处理工艺流程4010.3装置危险性物料主要物性42结束语43参考文献44符号说明45附图1富马酸二甲酯装置合成工段工艺车间布置图附图2富马酸二甲酯装置合成工段工艺流程图（CAD）附图3富马酸二甲酯装置合成工段工艺流程图（手工画）1概述1.1富马酸二甲酯的介绍富马酸二甲酯简称为DMF。它具有低毒(LD_(50)大白鼠口服

3、为2240毫克/公斤)、高效、广谱抗菌的特点，对霉菌有特殊的抑菌效果。可应用于面包、饲料、化妆品、鱼、肉、蔬菜及水果的防霉。DMF用于面包的防霉效果大大优于丙酸钙。据国内研究表明，DMF具有较好的抗真菌能力，对于饲料的防霉效果优于丙酸盐、山梨酸及苯甲酸等酸性防腐剂，在含500～800ppm的PDA培养基中对许多霉菌及细菌起到完全抑制作用。1.2富马酸二甲酯的性质及用途1.2.1富马酸二甲酯的性质（1）化学性质富马酸二甲酯在辐射或加热条件下会分解成甲烷、乙烷、甲醛、二氧化碳及一氧化碳（产物取决于反应条件及催化剂）。富马酸二甲酯可

4、作为烷基化合剂，在很多场合中，它具有甲基化反应性能，例如在硅酸铝催化剂存在的条件下，富马酸二甲酯可以与苯发生烷基化反应而生成甲苯、二甲苯及多烷基苯。富马酸二甲酯与一氧化碳反应可生成乙酸或乙酸甲脂；与二氧化碳反应则生成甲氧基乙酸。当与氰化氢反应时则生成乙腈。此外，富马酸二甲酯可与三氟化硼形成络合物，其分子式（CH3）2OBF3，此络合物在空气中发烟，而在水或醇中则可分解。DME还可选择性氯化为各种氯化衍生物。无致癌性、腐蚀性甚微。（2）物理性质1、酯含量：≥99.0%；2、不挥发物：≤0.1%；3、重金属（以Pb计）：≤0.00

5、2%；4、熔点：101-104℃；5、沸点：193℃；6、相对密度：1.37；7、游离酸：合格1.2.2富马酸二甲酯的用途产品用途富马酸二甲酯是美国80年代开发出来的一种新型防霉剂，取名为“霉敌”。具有高效、低霉（LD）大白鼠服为2240mg/kg），对许多霉菌有特殊的抑制效果，并且具有抗真菌能力，广泛应用于食品、饮料、饲料、中药材、化妆品、鱼、肉、蔬菜、水果等防霉、防腐、防虫、保鲜、据报道，美国把富马酸二甲酯用于面包防霉实验，在同样条件下储存面包不发霉期，加丙酸钙的面包为16—30天，而加富马酸二甲酯面包为475天，其药效大

6、大优于丙酸钙。其结果表明富马骏二甲酯对食品中常见的八种霉菌（如黄曲霉、黑曲霉、青霉、高链孢霉、白地霉、串珠镰刀菌等）有明显的抑制作用，用于饲料的防霉优于丙酸盐、山梨酸及苯甲酸二甲酯配成的挥发性溶液喷酒在衣柜，书柜中，也获得了很好的防霉效果，此外，富马酸二酯是一种很在发展前景的新型防霉剂，正在引起国内外食品行业的高度重视。因此开发生产富马酸二甲酯不仅具有现实意义而且还具有明显的经济效益和社会效益。2富马酸二甲酯的市场分析国外生产富马酸二甲酯的国家有美国、日本、德国等。美国的产量为4000T/Y，日本为8000T/Y，中国在80年

7、代未研制出富马酸二甲酯，并于1990年在甘肃天水建成一套200T/Y的生产线，继后江苏、江西、山东、陕西省均有装置上马，但规模都不大，累计中国总产量约在800—1000T/Y。中国有数万家食品、饮料、饲料生产厂，有十多万家酱油厂和大面积的瓜果蔬菜生产基地，全国每年对防霉防腐保鲜剂的需求量在4万吨以上。作为新一代的防霉剂富马酸二甲酯应用领域广，市场容量大，前景十分光明。3生产流程的选择3.1生产的一般方法1、硫酸催化合成DMF　　不含富马酸二甲酯的干燥剂硫酸作为催化剂是经典的合成法,产品收率可以达到92%〔4，8，9〕，虽然这种

8、方法简单收率高，但是，由于硫酸的腐蚀性，会引起副反应，且有三废污染等缺点。2、对甲苯磺酸催化合成DMF甲苯磺酸作为催化剂合成DMF，产品产率为67%左右。对甲苯磺酸是一种有机酸，虽然其对设备的腐蚀性和三废比较少、不易引起副反应、产品色泽好、价廉易得、易于保存运输和使用，用量少