1摘要：通過分析國內外碳酸二甲酯生產工藝的現(xiàn)狀，采用尿素醇解法來生產碳酸二甲酯，針對目前生產工藝中存在的幾個難點問題進行工藝的改進，采用Aspen 軟件對年產 1.5 萬噸碳酸二甲酯生產工藝進行了模擬計算，經過改進后的生產工藝可使碳酸二甲酯的純度達到 99.8%，通過分析目前市場行情估算整個項目的經濟投資，通過 Aspen 軟件對整個流程進行物料衡算，熱量衡算，設備的計算等。關鍵詞：碳酸二甲酯；尿素醇解法；生產工藝；Aspen 軟件；經濟分析； Abstract: Analyse DMC production technology at home and abroad, using Urea alcoholysis to produce DMC. To improve technology to solve some promble which exist presently. Using Aspen software to simulate technology flow of DMC. After the production technololy’s ameliorate, the DMC content is reach at 99.8%. Estimate economy of the whole project through market analysis. Using Aspen software to get material balance, heat balance and equipment data etc.Keywords: DMC; Urea alcoholysis;Production technology; Aspen software; Economy analysis2目 錄1 總論 ............................................................................................................................11.1 碳酸二甲酯的性質和用途 ................................................................................................................11.2 碳酸二甲酯的市場分析 ....................................................................................................................11.2.1 國外產能情況及需求預測 ..........................................................................................................11.2.2 國內產能情況及需求預測 ..........................................................................................................11.2.3 廠址選擇 ......................................................................................................................................12 碳酸二甲酯生產工藝 ................................................................................................22.1 工藝方案的選擇 .................................................................................................................................22.2 碳酸二甲酯生產工藝 ........................................................................................................................22.2.1 反應流程 .....................................................................................................................................22.2.2 反應條件及能耗 ..........................................................................................................................32.2.3 反應主要設備 ..............................................................................................................................32.2.4 催化劑的比較與選擇 ..................................................................................................................32.2.5 膜的要求 .....................................................................................................................................32.2.6 膜的選擇 ......................................................................................................................................43 投資與經濟分析 ........................................................................................................63.1 總投資 .................................................................................................................................................63.1.1 總設備投資費用計算 ..................................................................................................................63.1.2 其它固定資產投資 ......................................................................................................................83.1.3 固定資產折舊費 .........................................................................................................................83.1.4 維修費用 .....................................................................................................................................93.1.5 原料費用 .....................................................................................................................................93.1.6 人事費用 .....................................................................................................................................93.1.7 能源的消耗 ................................................................................................................................113.1.8 無形資產 ...................................................................................................................................123.1.9 總投資費用 ...............................................................................................................................123.2 總收益估算 .......................................................................................................................................123.2.1 投資額的確定 ...........................................................................................................................123.3 資金籌措 ...........................................................................................................................................133.4 經濟分析 ...........................................................................................................................................133.4.1 投資回收期 ................................................................................................................................133.4.2 投資凈現(xiàn)值 ...............................................................................................................................133.4.3 內部收益率 ...............................................................................................................................134 物料衡算 ..................................................................................................................134.1 流程簡述 ...........................................................................................................................................134.2 碳酸二甲酯合成及分離工段 ...........................................................................................................134.3 反應精餾塔物料衡算 .......................................................................................................................144.4 共沸精餾塔物料衡算 .......................................................................................................................1534.5 膜分離器物料衡算 ..........................................................................................................................154.6 萃取精餾塔物料衡算 .......................................................................................................................164.7 萃取劑回收塔物料衡算 ...................................................................................................................164.8 DMC 精制塔物料衡算 .....................................................................................................................174.9 甲醇精制塔物料衡算 .......................................................................................................................184.10 總流程物料衡算 .............................................................................................................................185 熱量衡算 ..................................................................................................................205.1 HEATER1 熱量衡算 .........................................................................................................................205.2 HEATER2 熱量衡算 .........................................................................................................................205.3 CONDENSE 熱量衡算 .....................................................................................................................215.4 HEATX1 熱量衡算 ...........................................................................................................................225.5 HEATX2 熱量衡算 ...........................................................................................................................225.6 SEP1 熱量衡算 ..................................................................................................................................235.7 SEP2 熱量衡算 ..................................................................................................................................235.8 T1 熱量衡算 ......................................................................................................................................245.9 T2 熱量衡算 ......................................................................................................................................255.10 T3 熱量衡算 ....................................................................................................................................255.11 T4 熱量衡算 ....................................................................................................................................265.12 T5 熱量衡算 ....................................................................................................................................276 主要設備設計與選型 ..............................................................................................286.1 泵的選型舉例 ..................................................................................................................................286.2 換熱器的選型舉例 ..........................................................................................................................346.3 精餾塔的設計舉例 ..........................................................................................................................366.3.1 精餾塔 T1 設計數(shù)據 ..................................................................................................................366.3.2 精餾塔 T2 設計數(shù)據 .................................................................................................................386.3.3 精餾塔 T5 設計數(shù)據 .................................................................................................................406.2 非標準設備設計 ..............................................................................................................................436.2.1 反應精餾塔 ...............................................................................................................................436.2.2 尿素熔融裝置 ...........................................................................................................................446.3 設備一覽表 ......................................................................................................................................457 管道特性表 ..............................................................................................................47參考文獻 ......................................................................................................................49謝 辭 ......................................................................................................................51附圖一：帶控制點工藝流程圖附圖二：反應精餾塔裝置圖附圖三：萃取精餾塔裝置圖附圖四：尿素熔融裝置圖4附圖五：換熱器裝置圖附圖六：總廠平面圖5年產 1.5 萬噸碳酸二甲酯化工廠的設計1 總論1.1 碳酸二甲酯的性質和用途碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，簡稱 DMC)：化學式 CH3OCOOCH3，分子量為90.08，常溫下為透明液體，略帶香味。難溶于水，但能與醇、酮、酯等任意比混溶。DMC毒性很小，對金屬基本上無腐蝕性。DMC 具有酯的通性，可與水發(fā)生水解反應；可與含活潑氫基團的醇、酚、胺、酯等化合物反應；與二元醇或二元酚反應生成聚碳酸酯。DMC 分子中含有羰基、甲基、甲氧基等基團，具有良好的反應性能 ［1-3］ ，可代替劇毒的光氣、硫酸二甲酯、氯甲烷等作為羰基化劑、甲基化劑和甲氧基化劑，成為開發(fā)一系列潔凈化工工藝的新基塊。1.2 碳酸二甲酯的市場分析1.2.1 國外產能情況及需求預測國外生產DMC的企業(yè)大約有十幾家，其中規(guī)模較大的有意大利ENI公司 ［4-8］ 。目前世界DMC的生產能力約130kt/a ,年產量不足100kt, 主要分布在美國、法國、意大利、日本等國。國外的DMC消費情況是50%-60%用于取代劇毒的光氣，制造聚碳酸酯、西維因、呋喃丹、苯甲醚等，20%-30% 用于制造環(huán)丙沙星等特殊用途的新產品，其余10%-20% 用作溶劑。1.2.2 國內產能情況及需求預測我國目前 DMC 生產企業(yè)有 10 余家，生產能力均不大。近幾年來，由于 DMC 下游產品——聚碳酸酯、聚氨酯、涂料溶劑、汽油添加劑、高能電池電解液市場發(fā)展迅速，帶動了 DMC 市場需求量的走高，2005 年,DMC 國際市場需求量約 13 萬噸，國內為 3～4 萬噸。預計國內外 DMC 的需求將以 10～20％的速度遞增，到 2010 年國內需求量將達 10 萬噸以上，國外將達到 20～30 萬噸。1.2.3 廠址選擇本項目廠址選擇在山東省濰坊壽光市經濟開發(fā)區(qū)的科技工業(yè)園內。壽光開發(fā)區(qū)先后與美國、日本、韓國、澳大 利亞、臺灣、香港等 20 多個國家和地區(qū)的客商建立了穩(wěn)固的合作關系，新批進區(qū)項目 75 個，項目投入 7.2 億元，區(qū)內工業(yè)企業(yè) 231 家。天成食品有限公司、華源凱馬沖壓中心、富康制藥廠、墨龍集團等先后進區(qū)落戶。形成了以鹽化工、生物醫(yī)藥、石油機械、服裝、印染、食品加工為主體的工業(yè)體系。為鼓勵更多的客商投資，壽光經濟開發(fā)區(qū)規(guī)劃建設了新城創(chuàng)業(yè)園、科技工業(yè)園兩大園區(qū) ［9-11］ 。62 碳酸二甲酯生產工藝2.1 工藝方案的選擇目前國內外生產碳酸二甲酯的方法主要有光氣甲醇法、光氣醇鈉法、甲醇酯交換法、二氧化碳直接合成法、尿素直接醇解法、尿素間接醇解法以及甲醇氧化羰基法。通過對國內外工藝的比較可知，尿素直接醇解法有如下特點：（1）原料廉價易得；（2）工藝簡單，易于操作；（3）反應產生的氨氣可以回收利用，對環(huán)境友好，綠色無污染；（4）反應過程無水生產，避免了甲醇-DMC-水復雜體系的分離問題，使后續(xù)分離提純簡單化，節(jié)省投資。 （5）雖然反應第二步中 G>0，在熱力學 ［12-20 ］ 上為非自發(fā)反應，但可以通過提高溫度，增大壓強來提高其轉化率。由實驗可知反應溫度在 185℃，壓力 1.2MPa 時，尿素和甲醇在反應精餾塔中反應，在此條件下尿素的轉化率可以達到 100%，碳酸二甲酯的選擇性大于98%，DMC 的單程收率大于 50%。2.2 碳酸二甲酯生產工藝2.2.1 反應流程圖 2-1 為其流程示意圖：1-反應精餾塔；2-共沸精餾塔；3-換熱器；4-膜分離器；5-冷凝器；6-萃取精餾塔；7- 萃取劑回收塔；8-DMC 精制塔； 9-甲醇精制塔。圖 2-1 工藝流程示意圖流程簡介：在 1 號為反應精餾塔，尿素和甲醇分別以熔融和氣相狀態(tài)從反應精餾塔的上端和下端進入塔內。兩者在塔內的固定床上逆流接觸產生反應，其中未反應的部分在塔底列管式反7應器上繼續(xù)發(fā)生反應；反應精餾塔可以將反應產生的 DMC 精餾出去，因此可以打破反應的平衡從而提高反應轉化率，增加其收率；反應精餾塔上端為一個全凝器，在全凝器上端可采出氨氣，下端采出口采出的 DMC 和甲醇混合物經過 2 號共沸精餾塔，塔頂采出 DMC和甲醇的共沸物，塔底采出交純的甲醇，共沸物再經過 4 號膜分離器再次提濃，打破 DMC和甲醇的二元共沸點，此時 DMC 的濃度可達 40%，再經過分離車間提純。6 號為萃取精餾塔，采用鄰二甲苯為萃取劑，使用萃取精餾的方法分離甲醇和 DMC 可以大大降低其能耗。萃取精餾得到的產物再經過 7 號萃取劑回收塔和 8 號 DMC 精制塔最后得到含量為99.9%的 DMC 產品。注：具體工藝流程圖見附圖一。2.2.2 反應條件及能耗催化劑:雙金屬催化劑ZnO-La 2O3，用量占尿素質量的27%；反應原料: 甲醇尿素15.85:1進料；反應條件:185℃，1.2MPa；反應工藝:反應精餾（采用熱耦合工藝）；分離工藝: 膜分離，常壓萃取精餾分離；尿素單耗：695.68kg/t DMC；甲醇單耗：754.56kg/t DMC；能耗: 3t水蒸氣/t DMC。2.2.3 反應主要設備尿素醇解法生產碳酸二甲酯反應精餾塔，萃取精餾塔，膜分離器，精餾塔。2.2.4 催化劑的比較與選擇通過比較與分析ZnO 2-La2O3催化劑用于乙醇脫氫法生產有如下特點：（1）ZnO 2-La2O3價格相比與有機錫便宜，并且容易與產品分離，分離后的ZnO 2-La2O3可以再次烘培可以重復利用；（2）催化劑不含有毒元素；（3）副產物少，但有氨基甲酸甲酯和氨甲酸甲酯，容易分離；（4）轉化率低于均相催化，但可以通過簡單的焙燒循環(huán)使用；因此，我們選擇 ZnO2-La2O3 催化劑作為尿素醇解法的催化劑。2.2.5 膜的要求分離膜是具有優(yōu)先透過碳酸二甲酯性能的有機復合膜、有機/無機復合膜或無機膜。優(yōu)8先透酯膜和優(yōu)先透水膜都采用有機硅聚合物中聚二甲基硅氧烷（PDMS） ，可置于ZrO2/Al2O3 陶瓷支撐體上，具有較好的選擇性和通過量。2.2.6 膜的選擇由于在反應過程中為反應掉的甲醇與尿素形成二元共沸物，如果直接使用精餾塔來分離將大大增加其分離成本，所以我們選擇膜分離器來提濃跨過二元共沸物的共沸點，在用精餾塔將其提純。2.2.6.1 膜的分離原理膜是一種起分子級分離過濾作用的介質，當溶液或混和氣體與膜接觸時，在壓力，或電場作用，或溫差作用下，某些物質可以透過膜，而另些物質則被選擇性的攔截，從而使溶液中不同組分，或混和氣體的不同組分被分離，這種分離是分子級的分離。分離機理主要為篩分：膜表面有微孔，流體流經膜一側的表面時，部分較小的分子隨部分溶劑穿過膜到達另一側，形成透析液，而大分子則被截留在原來的一側，形成截留液，從而達到了將大分子溶質與小分子溶質及溶劑分離開的目的。2.2.6.2 優(yōu)先透酯膜－Kristal? 高分子中空纖維膜表2-1 Kristal?高分子中空纖維膜的規(guī)格名稱 規(guī)格KRISTAL﹡膜型號 600B材料 改性聚醚砜外徑/內徑/膜壁厚度（㎜） 1.15/0.6/0.27公稱截留分子量 60，000拉伸強度（MPa） 3~4纖維長度 2m(根據應用而定) ﹡遞送包裝 800束大腸桿菌截留率（log） 5~6最大總氯耐受量（ppm） 500﹡（視用途而定） ﹡APHA9222B表2-2 Kristal?高分子中空纖維膜組件的規(guī)格名稱 規(guī)格9KRISTAL﹡膜型號 600B膜型號 600B組件 直徑×長度 8 by 2m膜殼材料 PVC密封材料 凱發(fā)專利密封材料操作溫度范圍 5～40℃流動模式 外壓式純水初始通量立方米/膜組/小時（＠1bar,30 ℃）9運行PH范圍 2～11清洗PH范圍 2～12常用跨膜壓力TMP（bar ） 0.2～2.325℃下最大入水壓力（bar） 2.6反沖洗最大跨膜壓力TMP（bar） 2.6清洗最大跨膜壓力TMP（bar） 2.5重量（Kg） 55﹡1 米長度組件可訂制2.2.6.3 甲醇、碳酸二甲酯分離膜－InoCep 陶瓷中空纖維膜InoCep 是以穩(wěn)定無機材質為膜材質，以最具集約化的中空纖維為組件形式，膜組件裝填密度大，密封簡單，過濾精度高。具有抗酸/堿、抗溶劑、卓越的熱穩(wěn)定性、超長的使用壽命、高機械強度、可用蒸氣殺菌、高通量、高組裝密度等特點。特別適合于乳化液廢水等高粘度、高含固量苛刻工業(yè)流體的分離應用，目前已在金屬/表面處理工程，化學工程工業(yè)，食品和飲料/制糖業(yè)，廢物 /廢水處理，工業(yè)過程中的化學品回用，生物制藥 /生命科學，乳業(yè)等行業(yè)得到廣泛應用。表 2-3 InoCep 陶瓷中空纖維膜組件的規(guī)格型號/規(guī)格 MM5膜表面極性 無極性有效膜面積(m 2) 510膜芯長度（mm） 560膜芯直徑（mm） 260纖維數(shù)量 1800最大操作壓力(bar) 6運行溫度（℃） －5～110適用 PH 范圍 1.5～11過濾形式 內壓式膜殼材料 SS316進水連接尺寸 8出水連接尺寸 1.5密封材料 硅膠圈凈重 kg 28膜內純水流速（m/s） 0.5設計進水流量（m 3/h） 422.2.7 流程特色碳酸二甲酯的生產一直存在原料劇毒，生產成本高，操作工藝復雜，分離困難等限制其發(fā)展的諸多問題。本流程采用尿素和甲醇直接醇解法合成碳酸二甲酯降低原料的成本，減少投資，且生產過成中無水生成，降低了分離的難度；通過使用反應精餾塔，設備結構緊湊，布局適合尿素和甲醇合成碳酸二甲酯的生產，反應轉化率高，生產過程安全易控，操作方便，使生產流程更為簡捷。通過使用蒸氣滲透膜分離技術，不需要引入共沸劑。分離采用萃取精餾分離得到最優(yōu)級產品，分離工藝簡單易控。通過使用雙金屬 ZnO-La2O3 提高轉化率和選擇性，提高原子利用率，降低生產成本。3 投資與經濟分析3.1 總投資3.1.1 總設備投資費用計算根據生產發(fā)展的需求 ［21-24］ ，可以得到所需要的所有設備主要有一下這些，將他們價格列表如下所示：表 3-1 設備投資費用一欄表11設備名稱及技術規(guī)格型號、規(guī)格 數(shù)量 單價/萬元 總計/萬元共沸塔 DN1400×18000 1 27.066 27.066甲醇精餾塔 DN2000×10000 1 24.621 24.621萃取精餾塔 DN1600×25000 1 60.312 60.312萃取劑回收塔 DN1600×25000 1 23.752 23.752DMC 精餾塔 DN1000×18000 1 8.353 8.353尿素熔融器 1 30.400 30.400反應精餾塔 DN1200×36000 1 239.807 239.807氨氣吸收塔 DN1500×18000 1 31.212 31.212JB800-125.0-1.60-4 2 5.625 11.25JB400-28.4-0.6-2 1 1.278 1.278JB1000-301.5-1.60-6 1 13.567 13.567JB900-246.4-1.00-4 2 11.088 22.176JB800-189.6-2.50-4 2 8.532 17.064JB800-138.0-0.60-1 1 6.210 6.210JB600-94.5-1.6-6 1 4.253 4.253JB500-58.3-1.6-4 1 2.623 2.623JB600-64.0-1.6-4 2 2.880 5.76JB600-109.3-1.6-2 1 4.918 4.918JB800-134.3-1.0-2 1 6.044 6.044JB400-25.3-0.6-3 1 1.138 1.138換熱器JB400-38.3-0.6-4 1 1.724 1.724ZW-26.4/30 1 11.800 11.8006M5.5-35.8/30 1 17.840 17.840壓縮機ZW-30.5/12 1 11.400 11.400甲醇儲罐 φ10000 球 1 113.114 113.114氨水儲罐 φ11000 球 1 136.818 136.818儲罐 φ3000×5000 2 57.004 114.00812粗甲醇儲罐 φ10000 球 1 113.114 113.114回流罐 φ3000×5000 6 57.004 342.024DMC 儲罐 φ10000 球 1 113.114 113.114IS65-40-250 4 0.392 1.568IS80-50-200 1 0.383 0.383IS200-150-315 1 1.319 1.319IS200-150-250 1 1.040 1.040IS100-80-160 1 0.640 0.640IS80-50-250 2 1.024 2.048IS50-32-125 2 0.333 0.666IS65-40-200 1 0.290 0.290IS50-32-200 1 0.205 0.205離心泵IS50-32-160 2 0.190 0.380總計 1525.299注：中低壓碳鋼以18000/t 計，高壓碳鋼以20000/t 計。3.1.2 其它固定資產投資表 3-2 其它固定資產投資表要素 成本/萬元 要素 成本/萬元設備安裝 686.385 車輛 170儀表 228.795 辦公設備 200儀表安裝 102.958 其他建筑 680管道 213 廠區(qū)建筑 500道路 185 行政、生活設施 280其他 250 萬元小結 3496.138 萬元注：設備的安裝費為該設備的45%；控制儀表費為15% 。3.1.3 固定資產折舊費固定資產折舊率與服務壽命和殘值有關，服務壽命是指該資產能夠經濟合理使用的時間，在估計服務壽命時間應同時考慮到功能性折舊與實質性折舊。一般房屋建筑物的使用13年限為 20 年，而機器設備為 15 年，運輸其中設備包括電子設備為 5 年。殘值是指固定資產報廢時的殘余價值。一般，殘值=殘值率×原值，殘值率一般取 3%-5%，這里殘值率取 4%，則每年的折舊費用為原值×（1- 殘值率）/ 折舊年限。表 3-3 折舊與攤銷表序號 項目 原值/萬元 殘值率/%設備殘值率/萬元折舊年限折舊（萬元/年）1 生產設備 1525.299 4 61.012 15 112.6372 建筑 1180 4 47.2 20 56.643 車輛 170 4 6.8 10 16.324 辦公設備 200 4 8 15 12.85 其他 250 4 10 15 165 累計折舊 214.3983.1.4 維修費用在生產過程中，不可避免地會出現(xiàn)故障，需要定期檢修，一般維修費用占固定資本的3~10%，我們取 5%，故維修費用 =5%×（1525.299+3496.138）萬=251.072 萬元。3.1.5 原料費用表 3-4 原料費用表成本項目 用量/噸 單價/元/噸 總價/萬元甲醇 11653.2 2200 2563.66尿素 10436.04 1520 1586.277鄰二甲苯 28.5225 7000 19.965ZnO-La2O3 0.3915 20000 0.783合計 4170.7293.1.6 人事費用表 3-5 部門人員和工資費用表序號 崗位名稱 定員工資(含年終獎金)/（萬/年）1 總經理 1 152 總經理助理 1 12143 總工程師 1 124 副總經理 1 10 經理 1 65客戶服務部 職員 2 6經理 1 66人力資源部 職員 2 6經理 1 87 財務部職員 4 12主管 1 6保安 6 12廚師 4 128 后勤部 后勤保潔 3 6經理 1 69 銷售部職員 10 25經理 1 6 10 市場部職員 2 6經理 1 611 物流部職員 2 6經理 1 612 企宣部職員 2 6經理 1 6工藝員 1 4合成車間 操作工 6 15工藝員 1 4提濃車間 操作工 6 15工藝員 1 4精制車間 操作工 6 1513 生產部公用工程人員 4 1015儲運人員 8 20監(jiān)測員 4 12維修中心人員 8 20經理 1 614 質檢部職員 4 12經理 1 615產品研發(fā)部 研發(fā)人員 8 32 16 合計 109 375表 3-6 員工福利估計表序號 類別占技術工工資總額比例小計（萬元）1 養(yǎng)老保險金 10% 37.5002 失業(yè)保險金 1.5% 5.6253 醫(yī)療保險金 5% 18.7504 生育保險 0.5% 1.8755 工傷保險 1.5% 5.6256 住房公積金 4% 15.0007 總計 22.5% 84.3753.1.7 能源的消耗在該廠生產過程中，總共用到兩種能量的消耗，主要是水和電，他們的用量與價格見下表：表 3-7 能量的消耗項目 年用量 單價 總價（萬元）生活用水 7128 噸 1.3/t 0.93循環(huán)冷卻水 63000 噸 0.2/t 1.26蒸氣 45000 噸 100/t 450電 855 萬 Kw×hr 0.6 元/kW×hr 513總計 964.5163.1.8 無形資產3.1.8.1 技術轉讓費該項目中設計涉及到的專利轉讓費估計為 200 萬元。3.1.8.2 土地購置費根據我們的廠區(qū)設計可以得到我們廠區(qū)的面積為 25200 平方米。同時又由于我們的廠址所在地的地價為 15 元/立方米，因此可知該項目工廠的土地購置費為 378 萬元。3.1.9 總投資費用表 3-8 總投資費用表總投資 要素 成本/ 萬元主要設備 1525.299固定資產投資其它固定資產投資 3496.138技術轉讓費 200.000無形資產投資土地購置費 378.000固定資產折舊費 214.398維修費用 251.072原料費用 4170.729人事費用 459.375能源的消耗 964.5其他費用“三廢”處理費 4.500總計 11664.0113.2 總收益估算項目收益主要為產品碳酸二甲酯和副產品氨水。表 3-9 產品收益表產品 產量/噸 價格/（元/噸） 收益/萬元碳酸二甲酯 15000 7000 10500.000氨水 34402.5 650 2236.163總計 12736.1633.2.1 投資額的確定一般化工項目的資金回攏期為3個月，即流動資金一般取一年成本的25%，達產期年成17產成本為7615.854萬元，即可得到流動資金為1903.964萬元。表 3-10 投資額的確定項目 金額（萬元）成本 7615.854固定資產投資 5021.437流動資金 1903.964總投資額 6925.177注：總投資額=固定資產投資額+流動資金。3.3 資金籌措本工廠的總投資約為6925萬元，資金籌措方案為向中國工商銀行貸款3000萬元，借款償還期為5年。剩下的3925萬由企業(yè)自有資金注入。3.4 經濟分析3.4.1 投資回收期Pt=5.04 年3.4.2 投資凈現(xiàn)值NPV=8429.502（萬元）3.4.3 內部收益率IRR= 24.54%4 物料衡算4.1 流程簡述本廠主要生產碳酸二甲酯（1.5 萬噸/年） ，同時副產氨水。由尿素和甲醇為原料，在反應精餾塔內反應。從塔頂采出碳酸二甲酯和甲醇的共沸物，經過膜分離器提濃跨過共沸點，產物通過萃取精餾塔，兩個碳酸二甲酯精餾塔，最終生產純度為 99.9%碳酸二甲酯。整個生產工藝包括碳酸二甲酯的合成以及產品的分離精制兩個階段。4.2 碳酸二甲酯合成及分離工段尿素和甲醇為原料，經反應精餾塔一步反應直接得到碳酸二甲酯和氨氣，氨氣從反應精餾塔塔頂餾出，產物依次通過共沸精餾塔、膜分離器、萃取精餾塔、在經過碳酸二甲酯精制精餾塔，最終生產純度為 99.9%的 DMC。流程如圖 4-1 所示。18圖 4-1 碳酸二甲酯合成及分離工段流程模擬圖4.3 反應精餾塔物料衡算表 4-1 反應精餾塔物料衡算表IN OUTStream No.1 NH3 DMC-MEOHPhase VAPOR VAPOR VAPORTemperature ℃ 185 185 185Pressure atm 11.843 11.843 11.843ComponentKg/hrMass Flow Mass Flow Mass FlowUREA 1449.45 0 0H2O 0 0.2442813 0CH3OH 22978.68 42.8988205 21406.5114DMC 0 0.42529668 2126.05808NH3 0 812.290883 0.08123721鄰二甲苯 0 0 0MC 0 0 37.177171CH3NHCOOCH3 0 0 2.44281324428.13 855.8593 23572.27Total24428.13 24428.13194.4 共沸精餾塔物料衡算表 4-2 共沸精餾塔物料衡算表IN OUTStream No.3 4 9Phase VAPOR LIQUID LIQUIDTemperature ℃ 166.774 60.2854 64.2234Pressure atm 0.987 0.987 0.987Component Mass Flow Mass Flow Mass FlowUREA 0 0 0H2O 0 0 0CH3OH 28454.0202 10264.4076 18189.6126DMC 2423.96315 2423.9631 1.2161e-35NH3 0.08123721 0.08052202 0.00071519鄰二甲苯 0 0 0MC 37.177171 0.00989444 37.167277CH3NHCOOCH3 2.442813 0.08658291 2.3562301130917.68 12688.55 18229.14Total30917.68 30917.694.5 膜分離器物料衡算表 4-3 膜分離器物料衡算表IN OUTStream No.5 CIRCLE1 6 IC-GASPhase VAPOR VAPOR VAPOR-LIQUID VAPORTemperature ℃ 105 105 105 105Pressure atm 3.948 3.948 3.948 3.948Component Mass Flow Mass Flow Mass Flow Mass FlowUREA 0 0 0 0H2O 0 0 0 0CH3OH 10264.4076 7047.50881 3194.28364 22.581696720DMC 2423.9631 297.905071 2125.81564 0.24239631NH3 0.08052202 0 0 0.08052202