甲醇脱水生成二甲醚过程的初步设计PPT课件.ppt

甲醇气相脱水生成二甲醚的过程设计的改进 化工学院柯跃虎穆筱梅 1 一 项目背景 2 3 三 流程示意图 二甲醚 反应器 分离器 废水 原料甲醇 未反应甲醇 预热 4 图1甲醇气相脱水生产二甲醚流程图1 精馏塔 2 汽提塔 3 反应器4 甲醇泵 5 洗涤塔 6 冷凝器 7 8 热交换 大概流程 5 本文是在前几届同学工作的基础上对二甲醚的生产过程进行了局部的改进 主要是反应器的选择上 同时进行了塔的计算和部分的物料与热能计算 四 设计改进点 6 目前工业上采用的反应器是绝热固定床反应器 它的缺点是催化床下部温度高 催化剂易衰老 影响寿命 同时反应热也未得到充分利用 我们采用的反应器是单管逆流催化反应器 特点 充分利用反应热预热原料 冷热气逆向流动换热 床层温度平坦 延长催化剂寿命 图2单管逆流型二甲醚反应器催化床示意图 反应器的改进 7 两种反应器的模拟计算对比 根据反应的限制条件 当温度在360 3400C之间时 主反应不仅有接近1的选择性 而且反应速率也较高 如果采用绝热反应器 通常进口温度选定为2500C 而根据ASPEN软件的模拟计算 反应器出口温度达到了3700C 高温会给设备和系统的安全性带来严重的危胁 同时也会使副反应增加 造成后序工段分离的负荷加大 另一方面 温度过高 催化剂易衰老 从而影响了使用寿命 增加了催化剂的使用量 我们所提出的单管逆流型反应器 由于其装置特点 进口物料可以充分利用反应所产生热量来进行自身升温 这样一方面可以降低进料的入口温度 同时也可使反应器后期温度远比绝热反应器低 从而延长了催化剂的寿命 根据模拟计算 在出口温度设定为3400C 进料的温度只要1800C就可以了 8 2019 12 29 9 从反应器中出来的气体含有二甲醚 未反应的甲醇 水等物质 它们都是以气体形式存在 在进入分离塔之前 要将气体冷却成液体或者气液两相共存 三组分的混合体系 采用两个精馏塔 即一个二甲醚塔和一个甲醇塔来将三种物质分离 分离系统 10 表1排定塔序的通用推理法则 表2排定塔序的推理法则 一 塔序排定法则 11 二 塔序的确定 在根据上述推理法则 三组分中二甲醚的流量最大 而且也最轻 所以本设计中塔的分离顺序如下图所示 1 二甲醚塔2 甲醇塔 12 三 二甲醚分离塔 二甲醚在常压下的沸点相当低 240C 如果在常压下进行精馏 则塔顶冷凝器处大量低温冷却介质 必须要增加制冷设备 显然不可取 只有在加压条件下进行精馏 在一定的压力下 可以用常温下的水把精馏塔馏出物冷凝下来 经Aspenplus模拟 在压力为8atm下加压精馏 有较好的效果 塔的主体设计根据Aspenplus的模拟结果 塔采用严格计算有 回馏比R 0 54438塔板数N 23进料塔板位置20冷凝器热负荷Q冷凝器 138643 watt再沸器热负荷Q再沸器 25387 5watt 13 四 甲醇分离塔 根据Aspenplus的模拟结果 塔采用严格计算有 回馏比R 1 91608塔板数N 25进料塔板位置19冷凝器热负荷Q冷凝器 229748watt再沸器热负荷Q再沸器 230070watt 14 工艺流程图 M1混合器P1增压泵H1加热汽化器H2换热器