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精對苯二甲酸（PTA）主要用于生產(chǎn)聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）樹脂和聚酯纖維。目前，國內(nèi)PTA年產(chǎn)能已達千萬噸，但總體來說單耗物耗較高。隨著國內(nèi)PTA市場的競爭越來越激烈，工藝優(yōu)化和生產(chǎn)改造的技術(shù)瓶頸就會凸現(xiàn)。粗對苯二甲酸（TA）加氫精制反應(yīng)過程是將TA中的4-CBA等雜質(zhì)還原、其它有色雜質(zhì)進行分解的過程，它直接關(guān)系到PTA產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，是PTA生產(chǎn)的核心過程之一。本項目綜合應(yīng)用化工過程建模技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、智能信息處理技術(shù)及最優(yōu)化技術(shù)等，進行TA加氫精制反應(yīng)過程操作條件的優(yōu)化。通過實驗室小試研究，確立TA加氫反應(yīng)的動力學(xué)模型；根據(jù)生產(chǎn)裝置的實際運行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，通過模型修正方法，建立了能反映工業(yè)裝置生產(chǎn)實際的TA加氫精制反應(yīng)過程工藝機理數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)流程模擬；在此模型基礎(chǔ)上，能夠系統(tǒng)地分析各工藝操作參數(shù)對反應(yīng)過程和反應(yīng)產(chǎn)物的影響，并可根據(jù)PTA生產(chǎn)過程的具體要求（如質(zhì)量、原料和產(chǎn)品市場價格及能耗 等），采用優(yōu)化方法確定加氫精制過程操作條件的最優(yōu)值，以輔助操作人員對裝置生產(chǎn)狀況進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的同時，降低能耗和物耗，提高裝置的運行效率、平穩(wěn)度，發(fā)揮生產(chǎn)裝置的內(nèi)在潛力，提高國內(nèi)PTA產(chǎn)品質(zhì)量和價格的競爭力。 該項成果具有國際先進性，可直接推廣應(yīng)用到國內(nèi)其他PTA裝置。此外，該成果中的建模技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)等亦可以推廣應(yīng)用到其他石油化工生產(chǎn)過程中，采用自動化技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平，推動我國石化工業(yè)科技進步，為信息化帶動工業(yè)化，實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展，提供強有力的示范作用。

項目簡介： 碳酸二甲酯(DMC)是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的綠色化工產(chǎn) 品。1992 年在歐洲通過了非毒性化學(xué)品(Non toxic substance)的注冊登 記，屬于無毒或微毒化工產(chǎn)品。由于其分子中含有多種官能團，因而 具有良好的反應(yīng)活性；一方面碳酸二甲酯有望在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯(DMS)、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， 以它為原料可以開發(fā)、制備多種高附加值的精細化學(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；如用于合成環(huán)丙沙星、碳酸二苯酯（DPC）、甲基二 異氰酸酯（TDI）、二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）、MPAN、苯甲醚、 聚碳酸酯（PC）、聚碳酸酯二醇（PCD）、ADC 透明樹脂、甲胺基甲 酸鈉酯（西維因）、四甲基醇銨（TMAH）。第三，其非反應(yīng)性用途： 溶劑、溶媒和汽油添加劑。如作藥物制備的溶媒介質(zhì)，特種快干油漆 的溶劑、噴霧劑的溶劑等。所以，碳酸二甲酯被譽為 21 世紀有機合 成的一個“新基塊”，其發(fā)展將對我國的煤化工、石油化工、甲醇化工、 C1 化工起到巨大的推動作用。 DMC 是性能優(yōu)良的溶劑、溶煤，具有如下優(yōu)點：(1)與其他有機 物相溶性好；(2)微毒且蒸發(fā)速度快；(3)脫酯能力比較高。所以有可能 在下述領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用：(a)是半導(dǎo)體工業(yè)使用的對大氣臭氧層有破 壞作用的清洗劑 CFC 和三氯乙烷的替代品之一；(b)在清洗劑和特殊 涂料(油漆、油墨)、醫(yī)藥化學(xué)品等的生產(chǎn)中用作溶劑、溶媒；(c)作為 CO2的載體，應(yīng)用于噴霧方面。 產(chǎn)品市場分析： 碳酸二甲酯及其相關(guān)的丙二醇等產(chǎn)品，被中國列入“九五”重點開 發(fā)的 50 個精細化工品種范圍。為了防止大氣污染，提高汽油的含氧 率，國外用甲基叔丁醚取代四已基鉛作石油添加劑，實現(xiàn)汽油無鉛化， 但汽油含氧率仍不理想，DMC 除了分子含氧率高達 53%，具有提高 汽油辛烷值的功能，因此可作添加劑，提高汽油的含氧率，如能實用 化，汽油將成為 DMC 的最大用戶，其市場前景更加寬闊。據(jù)了解，在國際市場，碳酸二甲酯的年需求量約 15 萬～20 萬噸。特別是近幾 年來，由于下游產(chǎn)品聚碳酸酯、聚氨酯、汽車添加劑、高能電池電解 液等市場發(fā)展迅速，國際市場對碳酸二甲酯的需求更是與日俱增，市 場容量將達到 30 萬噸左右。遠遠大于國際市場的供應(yīng)能力。目前， 國際上碳酸二甲酯年產(chǎn)能力僅 6 萬～8.6 萬噸。在國際市場上，歐盟 每年需進口 1 萬噸以上，印度也需進口 5000 噸以上。 目前，我國的碳酸二甲酯生產(chǎn)能力有限，與市場之間缺口很大， 生產(chǎn)工藝也較為落后，產(chǎn)品含量低，質(zhì)量不穩(wěn)定。目前國內(nèi)年需求量 達數(shù)萬噸，生產(chǎn)能力僅數(shù)千噸，預(yù)計到 2005 年需求量將高達 10 萬 噸。 本工藝所得另一產(chǎn)物丙二醇，用作不飽和聚酯樹脂的原料，也是 增塑劑、表面活性劑、乳化劑和破乳劑的原料，可用作防腐劑、水果 催熟劑、防霉劑、防凍劑及煙草保溫劑，是大宗化工原料，國內(nèi)年需 求量在 10 萬噸以上。 工藝技術(shù)： 反應(yīng)原料：碳酸丙烯酯 和 甲醇；產(chǎn)物：碳酸二甲酯和 1，2-丙 二醇；反應(yīng)所需壓力：10 至 30 大氣壓。碳酸丙烯酯的轉(zhuǎn)化率 58.5%， 對碳酸二甲酯的選擇性 96.9%，對 1，2-丙二醇的選擇性 99.9%；甲醇 的轉(zhuǎn)化率為 29.5%。固定床流程碳酸二甲酯的收率 20.0%，原料循環(huán) 使用。 本合成碳酸二甲酯的技術(shù)，原料易得，操作安全，不存在劇毒、 易燃、易爆等危險。催化劑制造方便，穩(wěn)定性好，生產(chǎn)成本低。反應(yīng) 所需壓力：10 至 30 大氣壓。無需特殊設(shè)備。 產(chǎn)品成本分析： 碳酸二甲酯 1.0～1.2 萬/噸，1，2－丙二醇 0.8 萬／噸。原料：碳酸丙稀酯 0.8 萬／噸，甲醇 0.23 萬元／噸。 原料成本 4.34 元/千克。 特點： 高活性催化劑的成功開發(fā)；碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和與之配套 的下游產(chǎn)品如碳酸二苯酯、聚碳酸酯的應(yīng)用開發(fā)研究以及理論研究。 

喹啉、異喹啉、二甲基喹啉是醫(yī)藥、農(nóng)藥等工業(yè)的重要原料，它100%的來源于煤焦油化 工。依據(jù)熔點差節(jié)能分離獲得高純度原料后，再研制喹啉酮、喹啉酸、以及喹啉肽等農(nóng)藥、醫(yī) 藥中間體，用途廣，附加值高。 本項目具有安全性高，產(chǎn)品質(zhì)量好，設(shè)備通用性強的優(yōu)點。擁有的中試設(shè)備可以進行不同 原料組成的試驗研究，為產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。

碳酸二甲酯(簡稱 DMC)是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的環(huán)保型綠色化工產(chǎn)品，其具有良好的反應(yīng)活性，可以在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷及 氯甲酸甲酯等劇毒或致癌物進行羫基化、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。碳酸二甲酯的合成工藝主要有光氣法、甲醇氧化羫基化法和酯 交換法三大類。光氣法由于使用了劇毒的光氣，產(chǎn)品質(zhì)量差，應(yīng)用受到限制，且 光氣本身的使用也受到限制，目前已逐步被淘汰，后兩種方法是當(dāng)前 DMC 的主要 生產(chǎn)方法，我國碳酸二甲酯的生產(chǎn)以酯交換法為主。酯交換法工藝中存在大量的 反應(yīng)和常壓及加壓精餾塔，這些塔的能耗較高，年消耗蒸汽量較大，隨著國內(nèi)能 源價格的逐年增加，產(chǎn)品生產(chǎn)成本增長迅速，對產(chǎn)品的利潤空間構(gòu)成嚴重威脅。 本項目為自有專利技術(shù)，項目是在傳統(tǒng)酯交換法合成和恒沸精餾分離工藝的基礎(chǔ) 上，結(jié)合熱泵和挾點技術(shù)發(fā)展而成的。該技術(shù)通過對現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝進行綜合的 能量匹配和優(yōu)化，對耗能較大的反應(yīng)精餾塔等設(shè)備進行節(jié)能改造，將塔頂蒸汽加 壓升溫后直接用作塔底再沸器的熱源，不需要塔頂冷凝器及其冷卻水消耗，也無 需用鍋爐對塔底再沸器進行加熱。傳統(tǒng)工藝采用本項目技術(shù)改造后，可做到核心 工藝段能量自產(chǎn)自銷，極大程度上降低了蒸氣的消耗量，同時也降低了冷卻水的 耗量，生產(chǎn)成本大大降低。

產(chǎn)品簡介 碳酸二甲酯(DMC)是近年來受到國內(nèi)外廣泛關(guān)注的綠色化工產(chǎn)品。1992年在歐洲通過了非毒性化學(xué)品(Non toxic substance)的注冊登記，屬于無毒或微毒化工產(chǎn)品。由于其分子中含有多種官能團，因而具有良好的反應(yīng)活性；一方面碳酸二甲酯有望在諸多領(lǐng)域替代光氣、硫酸二甲酯(DMS)、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，以它為原料可以開發(fā)、制備多種高附加值的精細化學(xué)品，在醫(yī)

N，N-二甲基苯胺（DMA）主要用于三苯甲基甲烷類染料生產(chǎn)，還可作為溶劑、炸藥、醫(yī)藥等原料，也用于生產(chǎn)堿性嫩黃素O；堿性紫5BN、堿性艷蘭RB、陽離子紅2BL等，也用于生產(chǎn)堿性染料中間體四甲基米氏酮等。我國生產(chǎn)的DMA除供國內(nèi)消費外，每年有一定量出口。DMA的主要消費部門是染料工業(yè)和香料工業(yè)。由于近年來堿性嫩黃、堿性紫等品種銷路趨好，DMA消費有所上升。在香料工業(yè)中，DMA主要用于香蘭素生產(chǎn)中。 南開大學(xué)針對國內(nèi)DMA生產(chǎn)工藝的落后現(xiàn)狀，經(jīng)多年開發(fā)研究，成功地開發(fā)了常壓、氣相、連續(xù)合

該項目已經(jīng)獲得國家發(fā)明專利：專利號：ZL200510130795.9。 聚合松香是松香改性的產(chǎn)品，由于聚合松香具有色澤淺、軟體點高、不結(jié)晶、不氧化等優(yōu)點，被廣泛的應(yīng)用于油墨、油漆、膠粘劑和合成樹脂等的生產(chǎn)，同時還應(yīng)用于橡膠、電氣、造紙及制造多種助劑等。但是，聚合松香中的甲苯不溶物在國產(chǎn)聚合松香中普遍存在，這是一個不容忽視的問題。甲苯不溶物的存在既影響了產(chǎn)品質(zhì)量，也增加了成本。所以，去除聚合松香中的甲苯不溶物顯得特別重要。然而，到目前為止，國內(nèi)尚沒有較好的技術(shù)可以實現(xiàn)聚合松香中的甲苯不溶物的去除。 該項目在不影響聚合松香性能的基礎(chǔ)上，將聚合松香中的甲苯不溶物的含量降到0.01%以下。所用的工藝簡單、快速和所需成本低，能有效降低聚合松香甲苯溶液中的不溶物。

面向國家發(fā)展自主重大裝備關(guān)鍵技術(shù)需求，針對大型PTA裝置優(yōu)質(zhì)增產(chǎn)、節(jié)能降耗和減排 目標，綜合應(yīng)用化學(xué)工程、過程建模與流程模擬、智能計算與優(yōu)化、工業(yè)過程數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)與校正 等多學(xué)科交叉的理論方法和技術(shù)，研究開發(fā)了PTA裝置對二甲苯（簡稱：PX）富氧氧化反應(yīng) 過程、粗TA加氫精制反應(yīng)過程、共沸精餾溶劑脫水過程等關(guān)鍵生產(chǎn)單元的系列建模與優(yōu)化操 作技術(shù)，研發(fā)了氧化反應(yīng)尾氣冷凝系統(tǒng)的用能優(yōu)化、加氫反應(yīng)器進料預(yù)熱系統(tǒng)與后續(xù)五級結(jié)晶 器換熱網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能優(yōu)化技術(shù)以及PTA 聯(lián)合裝置PX 氧化反應(yīng)尾氣優(yōu)化利用、中低壓蒸汽優(yōu)化配 置、PTA裝置循環(huán)水、蒸汽換熱網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)用能優(yōu)化技術(shù)，為工業(yè)裝置優(yōu)化運行提供實用技術(shù) 和軟件。研發(fā)和實施的技術(shù)與軟件具有“智能化”功能，適應(yīng)性強，多項技術(shù)和軟件屬國內(nèi)首 創(chuàng)，填補了國內(nèi)空白，達到國際先進水平，更適合國內(nèi)PTA 裝置優(yōu)化運行的需求。 上述技術(shù)成果自2004 年開始陸續(xù)在揚子石化2 套36 萬噸/年、65 萬噸/年P(guān)TA 裝置、天津 石化34 萬噸/年P(guān)TA 裝置上成功應(yīng)用，主要技術(shù)經(jīng)濟指標達到或超過了同類裝置國際先進水平 (裝置綜合能耗平均降低20%) ，近三年累計實現(xiàn)新增利稅7.79 億元，已形成11 項國家發(fā)明專利 (授權(quán)7 項、申請4 項) ，登記5 項軟件著作權(quán)和6項專有技術(shù)。技術(shù)成果獲得2010年教育部科技 進步一等獎，2007年上海市發(fā)明創(chuàng)造發(fā)明專利一等獎。

"碳酸二甲酯（DMC）和甲酸甲酯（MF）是重要的綠色化工產(chǎn)品，受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。DMC可以代替氯甲烷、硫酸二甲酯、光氣等劇毒物質(zhì)進行甲基化、酯交換、羰基化等反應(yīng)，在精細化學(xué)品、醫(yī)藥、農(nóng)藥合成領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。DMC屬于低毒或無毒的化工產(chǎn)品，具有較高的氧含量（53%），因此可以作為汽油添加劑提高汽油的辛烷值。MF是一種重要的C1化學(xué)品，在醫(yī)藥和有機化工合成產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。近年來，通過甲醇羰基化制備DMC常用的催化劑主要是負載型的Cu基催化劑，常用的載體主要是分子篩和活性碳，但是這些催化劑存在穩(wěn)定性差和DMC的選擇性低等問題; 而甲醇羰基化制備MF的用催化劑是甲醇鈉、甲醇鉀等強堿性有機化合物和一系列金屬羰基化物。該類催化劑的優(yōu)點是制備簡單，缺點是催化劑腐蝕性強，對原料要求極高，產(chǎn)物與催化劑分離困難。 為了解決現(xiàn)有的問題，對于甲醇羰基化制備DMC的反應(yīng)，已成功地設(shè)計了一類N雜碳材料負載型的Cu基催化劑，在微反應(yīng)器評價裝置，0~1.0 MPa，100~130 ?C，6390~127800 mL/g/h的反應(yīng)條件下，DMC的選擇性保持在97%以上，產(chǎn)率可達70%以上，催化劑穩(wěn)定性考核