摘 要

甲基丙二酸二乙酯属于甲基丙二酸酯类化合物，其分子结构中包括可降解的酯基官能团，不仅是重要的医药化学有机中间体，还是存在一定价值的工业原料，在中国乃至世界上的需求量十分巨大。目前，合成甲基丙二酸二乙酯的生产方法主要有：碘甲烷法、草酸二乙酯法、2-氯丙酸法；

直到今天，对于医药中间体甲基丙二酸二乙酯的研究依旧不停留于旧时代，而是向新时代迈开了脚步。本文根据实验制取甲基丙二酸二乙酯的方法来进行工艺设计，对实验方案进行了详细的说明，并对其能否扩大生产进行可行性研究，发现该方案拥有工艺化生产的潜力；因此，基于实验方案对工艺部分进行优化，并从多方面考虑设计生产工艺。在设计出一条生产流程后，基于生产量对工艺进行物料衡算，目的是通过物料量对反应设备进行设计，例如反应釜等进行设计计算，选择合适的容积，保证在满足生产要求的基础上，尽量能够做到减少在设备选型方面的支出。在完成上述内容之后对生产车间进行平立面布置设计，在不违反车间布置原则的前提下，通过布置设计提高车间整体的利用率，并通过合理的布局，使得车间能够达到安全生产的基本要求。

本设计主要是以2-氯丙酸法对进行年产600t的甲基丙二酸二乙酯生产工艺的设计及研究，并设计出一条合理的生产流程，同时对生产进行多方面的考量，如三废处理、物料衡算及热量衡算、设备选型、车间布置等方面。

关键词：甲基丙二酸二乙酯，2-氯丙酸法，医药中间体，生产设计。

Abstract

Diethyl methyl malonate is a kind of methyl malonate compound, and its molecular structure includes biodegradable ester-based functional groups. It is not only an important organic intermediate in pharmaceutical chemistry, but also a valuable industrial raw material. It is in great demand in China and even in the world.

At present, the main synthetic methods of diethyl methyl malonate are: iodide methane method, diethyl oxalate method, 2-chloropropionic acid method.Until now, the research on diethyl methylmalonate, a pharmaceutical intermediate, has not stopped in the old era, but stepped into the new era.In this paper, according to the method of making diethyl methylmalonate by experiment, the process design is carried out, the experimental scheme is explained in detail, and the feasibility study on whether it can expand the production is carried out. It is found that the scheme has the potential of technological production.Therefore, the process is optimized based on the experimental scheme, and the production process is designed from many aspects.After the design of a production process, based on the production capacity of the process material balance, the purpose is to design the reaction equipment through the amount of material, such as the reaction kettle design calculation, select the appropriate volume, to ensure that on the basis of meeting the production requirements, as far as possible to reduce the cost of equipment selection.After the completion of the above content to the production workshop layout design, on the premise of not violating the layout principle of the workshop, through layout design to improve the overall utilization rate of the workshop, and through a reasonable layout, so that the workshop can meet the basic requirements of safe production.

This design is mainly based on the 2-chloropropionic acid method for the annual output of 600t of diethyl methyl malonate production process design and research, and design a reasonable production process, at the same time, the production of various considerations, such as three waste treatment, material balance and heat balance, equipment selection, workshop layout and other aspects.

Keywords: diethyl methyl malonate, 2-chloropropionic acid method, pharmaceutical intermediates, production design.

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 概述 1

1.1甲基丙二酸二乙酯的用途 1

1.1甲基丙二酸二乙酯的发展及研究现状 1

1.3甲基丙二酸二乙酯及其原料的理化性质 2

第2章 实验方法 3

2.1原料及产物部分性质 3

2.2实验方案及仪器 3

2.3实验步骤 4

2.3.1中和反应 4

2.3.2氰化反应 4

2.3.3水解反应 4

2.3.4酯化反应 4

2.3.5精馏提纯 5

第3章 生产工艺 6

3.1工艺研究 6

3.1.1试剂用量 6

3.1.2中和试剂选择 6

3.1.3氰化条件确定 6

3.1.4水解方法选用 6

3.1.5酯化除水方式 7

3.1.6部分操作优化 7

3.2生产流程 7

3.3生产步骤 7

3.3.1中和工序 7

3.3.2氰化工序 8

3.3.3水解工序 8

3.3.4酯化工序 8

3.3.5精馏提纯工序 8

第4章 安全生产及环境保护 9

4.1安全生产 9

4.1.1安全生产的重要性 9

4.1.2安全生产的原则 9

4.1.3危险化学品的管理 10

4.2环境保护 11

4.2.1环境保护的重要性 11

4.2.2三废处理 11

第5章 物料衡算 12

5.1中和工序 12

5.2氰化工序 13

5.3水解工序 14

5.4酯化工序 16

5.5精馏工序 17

第6章 设备选型计算 19

6.1中和工序 19

6.1.1中和釜设计 19

6.1.2计量罐（高位槽） 20

6.2氰化工序 20

6.2.1氰化釜设计 20

6.2.2计量罐（高位槽） 22

6.3水解工序 22

6.3.1水解釜设计 22

6.3.2计量罐 23

6.3.3接收罐 24

6.4酯化工序 24

6.4.1酯化釜设计 24

6.4.2计量罐（高位槽） 25

6.4.3接收罐 25

6.5精馏工序 26

6.5.1分离罐设计 26

6.5.2精馏塔 26

6.5.3接收罐 27

6.5.4储罐 27

第7章 热量衡算 29

7.1温升热量计算 29

7.2平稳反应计算及蒸汽用量 29

7.3温降热量计算及冷却水用量 29

第8章 车间设备布置 30

8.1车间设备布置原则 30

8.2设备平面布置 31

8.3设备立面布置 31

第9章 经济核算 33

结 论 34

参考文献 35

附 录 37

致 谢 39

第1章 概述

1.1甲基丙二酸二乙酯的用途

该化合物具有酯类化合物的性质，因此其具有发生水解反应的能力，在一定条件下能够反应生成甲基丙二酸或甲基丙二酸盐。另外，甲基丙二酸二乙酯还可用于合成二乙基丙二酸，该合成物质可用于合成抗癫痫药物抗癫灵；除此之外，甲基丙二酸二乙酯还是合成医药麝香酮的重要有机中间体^[1-7]。甲基丙二酸二乙酯的应用范围极为广泛，在精细化学品领域有着相当大程度上的应用，例如染料、医药、除草剂、香料等。因此，该化合物是性质稳定，安全高效的多功能有机中间体，有广阔的市场前景以及发展空间，更重要的是该产品与另一重要原料丙二酸二乙酯的生产工艺相似，生产装置可共用一套，使得该工艺具有足够高的生产价值。

1.1甲基丙二酸二乙酯的发展及研究现状