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作品名称：内蒙古中煤远兴能源化工有限公司年产3万吨二甲基亚砜
学校名称：兰州信息科技学院
参赛队伍：玛卡巴卡队
队伍编号：216138
参赛学生：张海玲张清源韩琴余姗
指导老师：王宝忠黄睿馨
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

本作品围绕“绿色高效、经济可靠、安全合规”核心目标，完成年产3万吨二甲基亚砜的全套化工设计，覆盖工艺路线优化、设备选型、系统集成及经济环保全维度，为工业化落地提供可行方案。

1. 工艺路线设计

采用当前工业主流且经优化的“二甲硫醚（DMS）氧化法”，以甲醇和硫化氢为初始原料，经合成、氧化、精馏三步核心工序实现DMSO生产。关键创新点在于氧化反应单元采用列管式固定床反应器，选用高效复合型催化剂，将DMS转化率提升至99.2%以上，DMSO选择性达98.5%，显著降低副产物生成；精馏系统采用“双塔连续精馏”工艺，先脱除轻组分杂质，再通过减压精馏得到纯度≥99.8%的药用级DMSO产品，满足高端市场需求。同时，通过Aspen Plus软件完成全流程模拟与参数优化，确定最佳反应温度350℃、反应压力0.3MPa、精馏塔理论塔板数45块等关键工艺参数，确保流程稳定性与高效性。

2. 设备与系统集成

基于工艺参数及产能需求，完成核心设备的精准选型与布局设计。反应单元选用Φ1200×8000mm列管式反应器，配备强制循环冷却系统，有效控制反应热；精馏塔采用高效浮阀塔盘，提升传质效率的同时降低塔体高度；物料输送系统选用耐腐蚀离心泵与磁力泵，适配DMSO及中间产物的化学特性，避免泄漏风险。全厂布局遵循“流程顺直、分区明确”原则，划分为原料储存区、反应区、精馏区、成品罐区及公用工程区，总占地面积约28000㎡，设备间距及消防通道严格符合《石油化工企业设计防火标准》。此外，集成导热油加热、循环水冷却、变压吸附制氮等公用工程系统，实现能量梯级利用，降低公用工程消耗。

3. 安全与环保设计

构建全流程安全防控体系，从源头降低风险。原料硫化氢、甲醇等易燃有毒介质的储罐采用氮封保护与双重液位监测，反应区设置紧急停车系统（ESD）及可燃气体/有毒气体检测报警仪，精馏塔配备安全阀与爆破片双重超压防护。针对可能发生的泄漏、火灾等事故，设计应急缓冲池、消防管网及泡沫灭火系统，并制定详细的应急处置预案。环保方面，反应尾气经碱洗塔吸收酸性组分后达标排放，废水采用“隔油+生化+深度氧化”工艺处理，COD去除率≥95%，达到国家一级排放标准；精馏残液及废催化剂交由专业机构无害化处理，实现固废零填埋，符合绿色化工发展要求。

4. 经济与技术可行性分析

完成全面的技术经济评价，项目总投资估算为2.8亿元，其中设备投资占比42%，建设周期18个月。通过成本核算，原料成本约占总成本的68%，单位产品生产成本控制在8500元/吨，结合当前市场均价12000元/吨，项目达产后年销售收入3.6亿元，年净利润约5200万元，投资回收期约5.4年，具备良好的经济效益。技术层面，优化后的工艺路线比传统工艺能耗降低12%，催化剂使用寿命延长至18个月，设备运维成本降低8%，同时产品纯度满足医药、电子等高端领域需求，市场竞争力显著，技术与经济可行性均达到工业化要求。

本设计充分兼顾技术先进性、工程可靠性与环境友好性，可为年产3万吨二甲基亚砜项目的工程建设、生产运营提供全面且具体的技术支撑。