年产20万吨甲醇制二甲醚工艺设计开题报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业 毕业设计开题报告题 目年产20万吨甲醇制二甲醚工艺设计学 院化学与材料工程学院专 业 化学工程与工艺班级学 号学生姓名开题日期2014年3月24日年产20万吨甲醇制二甲醚工艺设计开题报告 一、选题的背景与意义：（一）课题研究来源本项目基于教科书上的教学案例，通过研读大量的关于DME性质、用途、生产技术及市场情况分析的文献，对生产DME的工艺过程进行设计的。（二）课题研究的目的本研究的目的在于从技术、经济的角度,对综合利用甲醇生产二甲醚，实现资源可持续利用的可行性进行研

2、究。（三）课题研究的意义DME因其良好的理化性质而被广泛地应用于化工、日化、医药和制冷等行业，近几年更因其燃烧效果好和污染少而被称为“清洁燃料”，引起广泛关注。二甲醚（DME）常温常压下是一种无色低毒的可燃性气体，性能与液化石油气相似，燃烧时不析碳，无残液，燃烧废气无毒，是一种理想的清洁燃料。DME还是一种新型的、理想的、可替代车用燃料的“21世纪的绿色燃料”。随着环境污染的日益严重及石油资源的日益匮乏，对二甲醚的需求量迅速增加，因此二甲醚的合成研究已成为各国科技人员的研究焦点。二、国内外研究现状：（一）国内研究现状中国DME生产起步较晚，但发展加快。1994年广东中山化工厂建成2500吨/年

3、DME生产装置。此前，只有江苏昆山化工厂有少量生产。近几年，国内陆续又有一些厂家投产DME，其中生产规模较大的有山东临沂鲁明化工有限公司、等企业，年总产量已超过50万吨。（二）国外研究现状目前世界上DME的生产主要集中在美国、德国、荷兰和日本等国，2006年世界总生产能力预计29.4万吨/年，产量约22万吨，开工率75%。 国外DME的主要生产厂家有美国的Dupont公司、荷兰的AKZO公司、德国的DEA公司和 UnitedRhine Lignite Fuel 公司等，其中德国DEA公司的生产能力最大为6.5万吨/年。三、课题研究内容及创新(1)确定了生产二甲醚的基本工艺流程。(2)反应器、精

4、馏塔、换热器的的物料衡算和热量衡算。(3)二甲醚精馏塔的塔高、塔径以及塔板数的计算，甲醇回收塔的粗略计算 (4)换热器等附属设备的计算选型。(5)绘制全厂工艺流程图、二甲醚板式精馏塔的装配图。在现有的二甲醚生产方法中，一步法目前该方法正处于工业放大阶段，规模比较小，另外，它对催化剂、反应压力要求高，产品的分离纯度低，二甲醚选择性低，这都是需要研究解决的问题；甲醇液相法虽然有技术突破，但仍有投资高、电耗高，生产成本高等问题，而且反应器放大难度大，大装置反应器需多套并联。而先进的气相法投资低、能耗低、产品质量好，而且反应器催化剂装填容量大，易于大型化，是目前最理想的二甲醚生产方法。 虽然该方法投资

5、大，产品成本较高 9。但相比其他方法而言是最为成熟的方法。本设计采用气相甲醇脱水法制DME，相对液相法，气相法具有操作简单，自动化程度较高，少量废水废气排放，排放物低于国家规定的排放标准，DME选择性和产品质量高等优点。同时该法也是目前国内外生产DME的主要方法。四、课题的研究方法：甲醇气相脱水法（本设计采用方法） 反应式：2CH3OHCH3OCH3+H2O 主要副反应： CH3OHCO+2H2 H3COCH3CH4+H2+CO CO+H2OCO2+H2 甲醇气相催化脱水法是指甲醇以气相方式进行的脱水反应，这目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法，其反应压力为0.5-1.8MPa，反应温度为2

6、30-400，采用的催化剂为磷酸铝。 主要工艺过程为：甲醇经汽化在换热器中与反应器出来的反应产物换热后进入反应器中进行气相催化脱水反应，反应产物经换热后、用循环水冷却冷凝。冷却冷凝后的物料进行气液分离，气相送洗涤塔用甲醇或甲醇-水溶液吸收回收其中二甲醚，液相也就是粗二甲醚送至精馏塔进行精馏分离。该工艺成熟简单，对设备材质无特殊要求，基本无三废及设备腐蚀问题，后处理简单。另外装置适应性广，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其他公用设施好的非甲醇生产厂。用该工艺制得的DME产品纯度最高可达99，该产品不存在硫酸氢甲酯的问题五、研究计划及预期成果：查阅甲醇制二甲醚工艺方面的资料、明确本课题的设计内容；确

7、立工艺方案及工艺流程；物料衡算、热量衡算、设备工艺计算、设备选型；车间布置设计、提供非工艺设计条件；绘制带控制点的工艺流程图、设备装配图、车间平面布置图；撰写设计说明书。生产中，塔釜残液全部用作精馏甲醇和二甲醚的原料液，从而有利于环境保护。生产中几乎不产生废物，生产环境较为洁净。本设计所产生的少量“三废”均通过治理，且都能达到国家的有关环境标准，预计本设计对周围环境影响不大。本次研究能较好地达到预期的的结果。六、参考文献：肖瑞华. 煤化学产品工艺学，化学工业出版社，202舒均杰. 基本有机化学工艺学，化学工业出版社，2009中石上海工程有限公司等， 化工工艺设计手册，化学工业出版社，2009刘光启. 化工工艺算图， 化学工业出版社，2002马连湘. 化工设备算图，化学工业出版社，2003潘红良. 过程设备机械设计，华东理工大学出版社，2006. 化