nn二甲基甲酰胺的可行性报告dmfWord文档格式.docx
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1、本项目可行性研究内容为DMF项目及与之配套的水、电等公用工程。
2、对项目的建设条件、厂址、原料供应、交通运输条件进行研究。
3、就项目的环保、劳动安全卫生、消防等方面进行研究。
4、工程的投资估算和技术经济评价。
2、需求预测
2.1产品用途
DMF是一种重要的有机化工原料和优良的非质子极性有机溶剂,其化学性质稳定,沸点和闪点较高,毒性较小。
它能与水、乙醚、乙醇、煤油、氯化烃、芳烃及多数有机溶剂混溶,在常温下可溶解乙基纤维素、硝化纤维素、乙酸丁酯纤维素、聚丙烯腈、氯乙烯、聚氯乙烯等聚合物,被称为全能溶剂,广泛应用于皮革、合成纤维、医药、石油化工、电子、染料、涂料、金属加工等领域,其主要用途如下:
(1)重要的化工原料
DMF可以用来合成胺、酰胺、醚、醛、腈、肽类和卤代、杂环和含磷化合物,也可用于可的松、扑尔敏、强力霉素、维生素、驱挠净等药物的生产。
(2)化学反应的催化剂。
(3)湿法聚氨酯合成革的溶剂。
(4)聚丙烯腈干法抽丝制腈纶和合成纤维的溶剂。
(5)作为萃取剂用于物质的分离。
由于DMF对碳氢化合物可进行选择吸收,因此在石油化工行业,DMF作为萃取剂用于从乙烯裂解气C4中抽提丁二烯。
(6)合成树脂和聚合物领域。
DMF是涂料、胶片及纤维的优良粘结剂,在某些聚合反应中可作为介质使用,还是油漆的清洗剂。
(7)在金属加工行业用于马口铁的淬冷。
2.2、产品市场供需情况现状及预测
世界上DMF的生产厂主要分布在西欧,美国、日本和韩国。
德国的BASF公司几乎垄断了西欧的DMF生产。
DMF用于聚丙烯腈抽丝溶剂,农药医药染料工业、丁二烯抽丝、人造革溶剂,部分出口我国的台湾省。
作为精细化工子行业之一,DMF市场未来发展前景十分广阔,全球DMF消费市场主要集中在亚太地区,成为近几年来DMF消费增长较快的地区,中国是全球最大的DMF市场,随着世界合成革生产能力逐渐向中国转移,拉动其配套原料DMF在中国的快速发展,成就了中国DMF大国地位,对DMF的需求也迅速增长。
1999年,国内DMF市场需求量仅为9万吨,而到了2005年市场需求已经增至38万吨,占全球消费量的61%,其中还有5万吨需要进口,年均增长率保持20%的高速度。
其中,有50%的市场需求来源于箱包制鞋业发展迅速的浙江省华东地区,尤其是温州地区是国内最大的DMF市场。
DMF国内消费主要在湿法PU(聚氨酯树脂)浆料工业上,占DMF总需求量的80%左右。
PU合成革有透气性好、柔软性好、手感好及穿着舒适等优点,随着经济增长和人民生活水平提高,需求量日益增加。
我国PU合成革生产国际比较优势明显,已经发展成为世界最大的皮鞋、箱包生产国,年产量占世界的50%,并且规模还在不断扩大,与之相应的DMF的用量也大幅增加。
PU浆料未来对DMF的需求仍然保持20%左右的增长态势。
DMF另一个快速发展的应用领域是电子覆铜板,2005年,我国覆铜板产量超过20000万平方米,位居世界第一,其对DMF需求量也从2004年的2万吨增长到3万吨左右。
而在未来10年内电子覆铜板仍将持续高速发展,这也直接刺激了对DMF的需求。
而随着国产DMF竞争力的逐渐加强,在覆铜板行业中的需求也将呈增加趋势。
DMF还广泛应用于医药行业,用于生产合成抗生素、头孢拉定、维生素B6等20多种药物,未来几年内DMF在医药行业需求将以15%的速度平稳增长。
此外,DMF也被应用于丁二烯抽提、聚丙烯腈干法抽丝,预计2010年以前国内年需求增长10%以上。
我国主要的甲胺/DMF生产厂家、能力
厂名
产能(万吨/年)))
韩国三星精细化工公司
DMF10
德国巴斯夫公司
DMF6.1
美国杜邦公司
DMF5.5
Taminco
DMF4
台湾化纤
日本三菱瓦斯公司
DMF3.7
日本化学品公司
DMF3.5
云南云维集团
DMF10
内蒙远兴江山
河南骏马集团
DMF2
江苏新菱集团
DMF3
江苏新亚公司
浙江江山集团
DMF14
河南安化集团
DMF8
安徽淮化集团
据调查,该项目有先进的生产工艺、产品质量好、且此工艺原材料消耗少,生产成本低,在销售价格上有绝对的竞争优势,有条件占领国内主要市场,并向国外出口,市场前景非常乐观。
2.3、产品价格现状及预测
根据目前国际国内市场的产品价格现状,为保持项目产品的市场竞争力,本项目产品的销售价格(含税价)参考类似的企业的同类产品销售价格,暂定DMF的销售价格为6900元/吨,并以此为依据进行经济效益测算。
3产品方案及生产规模
3.1产品方案
3.1.1、N,N-二甲基甲酰胺的物性数据用途。
N,N-二甲基甲酰胺的物性数据用途。
DMF,英文名称:
N,N-dimethylformamide,简称DMF。
学名二甲基甲酰胺,分子式C3H7NO,分子量:
73.10。
N,N-二甲基甲酰胺红外图谱
1、性状:
无色头名或淡黄色液体,有鱼腥味。
2、熔点:
-61
3、沸点:
153
4、相对密度(水=1):
0.95
5、相对蒸汽密度(空气=1):
2.51
6、饱和蒸汽压(kpa):
0.5(25
)
7、燃烧热(kl/mol):
-1921
8、溶解性:
与水混溶,可混荣誉多数有机溶剂。
9、折射率(25
):
1.42817
10、黏度(
):
0.802
11、比热容
定压):
2.14
12、电导率(S/m):
性质与稳定性:
1.为非质子型极性溶剂,对多种有机化合物和无机化合物均有较好的溶解能力,在无碱、酸、水存在下,具有良好的化学稳定性。
2.化学性质:
在无碱、酸、水存在下,即使加热到沸点也是比较稳定的。
在酸的作用下分解成甲酸和二甲铵盐,而在碱的作用下则分解成甲酸和二甲胺。
受紫外线照射分解成二甲胺和甲醛,加热到350
左右分解成二甲胺和一氧化碳。
3.属于低毒性化合物。
贮存方法:
存储于阴凉、通风的仓库中,库温不能超过37
.原理火种、热源。
保持容器密封。
应与氧化剂、还原剂、卤素等分开放置,切勿混储。
采用防爆型照明、通风设施。
用途:
能与水、乙醇、乙醚、氯仿及多数有机溶剂混溶,对多种有机化合物和无机化合物均有良好的溶解能力和化学稳定性。
遇明火、高热可引起燃烧爆炸,能与浓硫酸、发烟硝酸剧烈反应甚至发生爆炸。
二甲基甲酰胺是一种重要化工原料和农药、医药中间体,也是性能优良的溶剂和气体吸收剂,在有机合成、无机化工、农药、石油、合成纤维、人造革、医药工业和其他行业都有着广泛的应用。
二甲基甲酰胺质量指标一览表
指标名称
一等品
合格品
二甲基甲酰胺(wt%)
>99.9
99.8
色度(Pt-Co)号
≤5
≤15
甲醇(mg/kg)
≤100
折光率ND25
1.427~1.429
水份(wt%)
0.05
甲酸(mg/kg)
≤30
二甲胺,(mg/kg)
PH(20%水溶液)
6.5~8.0
Fe含量,(mg/kg)
≤0.05
比重15.6℃
0.953
3.2生产规模
根据国内甲胺/DMF市场情况,结合郑州化工有限公司现有合成氨、甲醇生产装置情况,确定本项目建设规模为10万吨/年,年操作时间为6000小时。
4工艺技术方案
4.1工艺技术方案选择
4.1.1DMF的生产工艺
最早的工业品DMF是由甲酸甲酯与二甲胺反应制得。
目前,DMF的生产工艺有二甲胺-甲酸甲酯法、二甲胺-三氯乙醛法、氢氰酸-甲醇法及二甲胺-一氧化碳一步合成法。
国内生产甲胺和DMF的企业较多,大多数技术落后,生产成本高。
DMF大多数采用二步法生产技术,设备庞大,产品质量差,满足一般客户要求。
后期引
进一步法后产品质量才上一个台阶。
4.1.2DMF生产方法
DMF生产技术在吸收先进的CO一步法工艺的基础上进行了创新,以甲胺、一氧化碳为原料,在甲酸钠催化剂的作用下、温度100~120℃、压力2.5Mpa条件下直接合成DMF。
净化的一氧化碳、二甲胺和催化剂(甲醇钠溶液)经计量后,进入合成反应器反应得。
净化的一氧化碳、二甲胺和催化剂(甲醇钠溶液)经计量后,进入合成反应器反应得到粗DMF,然后经过滤和蒸发后进入六塔分离系统,经蒸馏分离得到合格的DMF产品。
工艺特点:
该工艺在消化吸收传统的CO一步法技术的基础上,提高了反应温度和操作压力,增加了分离提纯设备,与甲酸甲酯和甲醇脱氢工艺、传统的CO一步法技术相比,该法技术先进,工艺流程简单,设备少,原料价格低廉,来源广阔,节省能源,产品纯度高,达99%以上,更适合大规模连续化生产。
4.2工艺流程和消耗定额
4.2.1工艺流程概述
一氧化碳一步法生产DMF分为合成和精制两个工段。
(1)DMF合成工段
二甲胺、催化剂(甲醇钠溶液)经计量后,从反应器中部进入反应器,一氧化碳经计量后从反应器下部进入反应器。
从反应器底部抽出的液相物流一部分送至蒸发器,一部分循环回反应器。
反应器顶部出来的气体进入冷却器,冷凝液返回反应器,未冷凝气体进入反应器尾凝器,冷凝液返回反应器。
(2)精制工序
反应产物经过滤除去其中的盐类副产物和催化剂后进入蒸发器,过滤出的固体定期送至锅炉房掺入煤中烧掉。
经过滤的反应液在蒸发器中全部汽化后进入脱氢塔,由塔顶脱去轻组分(二甲胺/甲醇混合物)至循环槽,釜液进入真空塔。
真空塔在真空下操作,塔底脱出资源可靠性,原材料、燃料的供应及公用设施情况。
的重组份去重组份贮槽;
馏出的DMF经冷凝后送入气提塔。
气提塔采用干燥氮气作气提剂,气提塔底进入的氮气与DMF进行气液两相逆流接触,进一步除去产物中残留的二甲胺。
气提塔釜液一部分循环至塔顶,一部分经冷却后送入DMF中间槽,经化验合格后用泵送至DMF成品贮槽。
4.2.2消耗定额
1、原材料消耗定额及年消耗量见下表(年操作时数:
5000小时)
序号
项目名称
单位
数量
备注
产品:
二甲基甲酰胺
吨/年
100000
主要原材料用量
1
甲醇
125000
2
液氨
35000
3
CO
Nm3/年
38×
106
2、动力消耗定额及年消耗量见下表。
燃料动力名称
定额
用量
供应来源
电
kWh/h
10000
鲁西化工供电网
新鲜水
m3/h
21.6
鲁西化工供水管网
循环冷却水
2000
循环水系统
4
蒸汽
t/h
185.2
鲁西化工供热管网
4.3主要设备选择
DMF装置主要设备汇总表
设备名称
材质
反应釜
台
8
碳钢
精馏塔
20
碳钢、不锈钢
换热器
50
罐
5
定型设备
80
合计
170
CO净化装置主要设备汇总表
PSA-I吸尘器
PSA-Ⅱ吸附器
真空泵后冷却器
膜过滤器
置换气压缩机
6
产品气压缩机
7
真空泵
28
4.4自动控制
4.4.1概述
根据工艺生产技术特点,设立仪表控制柜,配备智能控制器、显示测量仪、数显报警仪、流量积算仪、打点记录仪等对重要参数进行集中监视控制,其余为就地指示。
对现场温度进行就地监测控制,对压力采用就地仪表对其现场指示;
按照塔的工作过程,进行自动程序控制。
4.4.2仪表选型
压力控制采用变送器、数显控制仪配气动调节阀;
远传压力采用变送器与数显仪;
远传温度采用热电阻配打点记录仪;
压力、温度就地测量,采用不锈钢压力表和双金属温度计;
气体流量计量,采用电远传金属转子流量计配数字积算仪;
液位控制采用磁翻板液位计、数显控制仪配气动调节阀;
液位就地测量,采用玻璃管液位计。
测量信号进入数显报警仪及调节器显示并进行报警值设定,输出的报警信号进入变压吸附微机控制器进行报警。
4.4.3防爆及接地
1、生产原料及产品均是易燃易爆介质,生产界区内按2区爆炸危险区域设计。
2、在界区内安装的电动仪表除压力变送器采用隔爆型仪表外,其余均采用本安型,在控制室和界区之间的信号连接本安型仪表采用安全栅隔离,防止高电压、电流进入防爆区,以确保安全生产。
3、现场隔爆型仪表如需检修,应先切断电源,严禁在带电情况下打开接线盒。
4、现场仪表选用隔爆型仪表;
现场电缆经防爆挠性连接管、穿线管至电缆桥架;
现场仪表及电缆桥架等保护接地可就近接至电气接地网。
4.4.4仪表气源与电源
1、仪表空气由厂区空压机供给。
要求连续供气,如遇供气故障应及时通知并持续供气10分钟,以便装置停车处理操作。
压力不低于0.6MPa。
气源质量必须符合GB4830标准要求。
2、仪表电源由电气引至仪表柜内的电源端子,其质量要求为交流:
220+10%50Hz~1Hz,要求连续供电,在生产过程中不允许停电,以确保安全生产。
4.5标准、规范
4.5.1工艺管道采用标准
1、《钢制管法兰、垫片、紧固件》(HG20592~20635-97)
2、《化工装置工艺系统工程设计规定》
(一)HG20557~20559-93
3、《化工装置工艺系统工程设计规定》
(二)HG/T20570-95
4、《化工装置工艺系统工程设计规定》(三)HG20559-93
5、《化工装置设备布置设计规定》(HG20546-92)
6、《化工装置管道布置设计规定》(HG20549-1998)
7、《化工装置管道机构设计规定》(HG20645-1998)
8、《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)
9、《化工企业静电接地设计规程》(HG/T20675-90)
10、《奥氏体不锈钢焊接钢管选用规定》(HG20537-92)
11、《化工设备、管道外防腐设计规定》(HG/T20679-1990)
12、《工业金属管道工程施工及验收规范》(GB50235-97)
13、《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》(GB50236-98)
4.5.2工艺设备采用标准
1、《特种设备安全监察条例》(国务院第373号令)
2、《钢制焊接常压容器》(JB/T4735-1997)
3、《设备及管道保温设计导则》(GB8175-87)
4、《钢制管法兰、垫片、紧固件》(HG20592~20635-97)
5、《化工机器安装工程施工及验收通用规范》(HG20203-2000)
4.5.3自控采用标准
1、《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》(HG20505-92)
2、《自动化仪表选型设计规定》(HG/T20507-2000)
3、《自动化仪表工程施工及验收设计规范》(GB50093-2002)
4.5.4电气采用标准
1、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)
2、《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)2000年版
3、《供配电系统设计规范》(GB50052-95)
4、《低压配电设计规范》(GB50054-95)
5、《工业企业照明设计标准》(GB50034-2004)
6、《化工企业供电设计技术规定》(HG/T20664-1999)
7、《化工企业静电接地设计规程》(HG/T20675-90)
5、资源可靠性。
原材料、燃料的供应及公用设施情况
5.1主要原、辅材料的种类、规格、年需用量
5.1.1主要原、辅材料的品种及规格
1、一氧化碳
规格:
作为DMF生产装置的原料,CO的规格见表
CO指标一览表
项目
指标
≥96.0vol%
H2+惰性气体
≤4.0vol%
≤40ppm(vol)
≤20ppm(vol)
氯化物
≤0.1ppm
硫化物(按S计)
≤1ppm
羰基铁
9
固体颗粒
无
每吨DMF消耗一氧化碳360Nm3
5.1.2主要原辅材料年用量
甲醇钠溶液规格:
甲醇钠溶液规格见表
甲醇钠溶液指标一览表
CH3ONa
≥25wt%
CH3OH
平衡量
H2O
≤0.1wt%
碱和碳酸盐
<1wt%
年用量:
2560吨/年
5.2公用工程和动力供应
动力消耗定额及年消耗量见表
燃料动力消耗一览表
供应来源
郑州化工供电网
新鲜水(补水量)
郑州化工供水管网
郑州化工供热管网
6、公用工程方案和辅助生产设施
6.1给排水
6.1.1工厂排水
1.给水水源
该项目水源拟采用深井水,根据项目需要,现工业园内供水压力0.3MPa,供水能力为300
,实际用量为21.6
,故该项目新鲜水供水的水量、水压、水质能满足工程需要。
2.厂区给水
厂区给水分一次水给水系统、循环水给水系统两部分。
(1)一次水给水
一次水给水包括生产、生活及系统。
一次水给水管网设为环状管网,以增加给水系统的可靠性及安全性。
一次水管网内压力为0.3MPa,管材为焊接钢管,管道防腐做加强级防腐层。
本项目生产系统一次水利用现有水源(现有公用水、井水)供循环水补水用和双氧水生产用水。
(2)消防给水
本项目利用工业园区已有的消防给水设施。
厂区内同时发生火灾的次数为1次,一次灭火用水量按各装置及罐区消防用水量最大一处确定。
室外消防给水由室外消防水管网供给,室内消防用水由原消防水泵供给。
工业园区设消防泵房一处,配有三台消防水泵,其中两台电机泵(型号IS125-100-250,流量200
,扬程80m。
)一台柴油机泵(型号DF-SS125-500,流量200
,扬程80m;
厂区停电时,自动开启)。
另有补水泵一台(型号DFW50-250/2流量10
)消防给水系统为稳高压系统,压力约为0.76MPa,平时消防给水管网由稳压装置维持消防给水管网压力约在0.75MPa。
火灾时管网向外供水,系统压力下降至约0.65MPa时,自动启动消防给水主泵,保证及时供给消防用水。
(3)循环水系统
利用该公司以北新上氯碱装置循环水。
总处理水量为
左右,本项目需用循环水量2000
,能满足生产。
6.1.2项目排水
根据河南郑州化工股份有限公司工业园区的总体规划,公司将集中建设统一的排水系统,排水采用清污分流,综合对废水进行治理,清净雨水及极少量的生活废水均向北集中排放。
郑州化工有限公司工业园区统一建设生产污水处理场,采用TR—废水处理工艺,即采用物理化学混凝法除去污水中的还原性物质及悬浮物,降低污水中的化学需氧量,生物需氧量等污染物,处理量为400
,处理后达到GB9878-1996第二类污染物二级排放标准,排至市政污水管网。
6.2供电及电讯
6.2.1项目供电
1.设计范围
本可研为郑州化工化工股份有限公司年产10万吨DMF项目可行性研究报告,电气内容包括:
10万吨DMF及配套公用工程设施的动力、照明、防雷接地。
2.设计标准
本工程电力设计所使用的设
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