1. 研究目的与意义
DMC最初的生产方法为光气法，于1918年即已开发成功，但是光气的毒性和腐蚀性限制了这一方法的应用，特别是随着环保受到全世界的重视程度的日益提高，光气法已经被淘汰。近年来，尿素间接醇解法受到国内外广泛关注，其条件温和，过程易于操作，反应原料廉价易得，不使用剧毒或危险的原料，无三废排出，对环境友好，原料的转化率和目标产物的产率都很高。此次研究不仅要依据前人的研究成果成功设计一条以甲醇和尿素为原料制备DMC的合成路线，还要对该路线进行工艺优化，使得该路线的各步反应简易可行、成本最低、原子经济等。
DMC是优良的溶剂，作为溶剂的主要特点表现为熔点、沸点范围窄、表面张力大、黏度低、介电常数小、蒸发热低、相对蒸发速度快。与其他溶剂相比，DMC具有闪点高、蒸汽压低、空气中爆炸下限高的特点，在清洗和特殊领域用作溶剂和溶媒等。DMC的市场潜力巨大，首先，以尿素为原料带动化肥行业。其次，降低DMC生产成本，有利于刺激其下游市场的开发。2. 国内外研究现状分析
一、 aspen plus简介
aspen plus是一个生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统。aspen plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（mit）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为过程工程的先进系统（advanced system for process engineering，简称aspen），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了aspentech公司，并称之为aspen plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。aspen plus流程模拟的优越性有：进行工艺过程的能量和质量平衡计算；预测物流的流率、组成和性质；预测操作条件、设备尺寸；缩短装置设计时间，允许设计者快速地测试各种装置的配置方案；帮助改进当前工艺；在给定的限制内优化工艺条件；辅助确定一个工艺约束部位(消除瓶颈)。
二、 碳酸二甲酯合成工艺简述
3. 研究的基本内容与计划
研究内容是以尿素醇解工艺制备绿色化学品碳酸丙稀酯，经历混合、加热、反应、闪蒸、精馏过程，最终获得含有混合物的dmc。选用合理热力学模型参数，采用aspen plus仿真模拟软件对整体工艺流程进行建立合理仿真模型。首先，合成工段，原料在反应器中混合，混合后经过换热器加热，然后直接通入鼓泡床反应器进行反应；其次，循环工段，此前生成的碳酸丙稀酯混合物料进入闪蒸罐，塔顶采出气体nh3，从塔釜采出物料与精馏塔t0201塔釜液经混合器混合后至精馏塔t0101，塔顶生成1，2-丙二醇，塔釜碳酸丙稀酯通过换热器进入精馏塔t201，与此同时，原料甲醇经换热器进入精馏塔t0201，反应精馏后，塔顶得到dmc的混合物。采用aspen plus进行物料衡算及热量衡算，并对温度、压力、配比、回流比等主要参数进行优化设计，确定较优工艺流程参数。给出工艺流程图。具体研究计划如下：
1、2月21日3月6日 阅读文献资料，设计工艺路线；
2、3月7日3月31日 使用aspen plus仿真模拟，建立初步模型，对部分工艺的计算以及主要参数作出初步优化方案；
4. 研究创新点
1、 ASPEN PLUS能够帮助进行工艺过程的能量和质量平衡计算；同时预测物流的流率、组成和性质；预测操作条件、设备尺寸；缩短装置设计时间，允许设计者快速地测试各种装置的配置方案；帮助改进当前工艺；在给定的限制内优化工艺条件；辅助确定一个工艺约束部位(消除瓶颈)。
2、尿素间接醇解法工艺过程容易操作、成本低、零排放且经济清洁、无副产物生产、产率高、后续分离简单的绿色生产成工艺路线。
