【《二甲醚生产方法与工艺流程分析》1700字】

第二章数学模型6二甲醚生产方法与工艺流程分析目录TOC\o"1-3"\h\u11789二甲醚生产方法与工艺流程分析 151561.1生产工艺综述及选择 194941.1.1液相一步法 175041.1.2气相一步法 254731.1.3液相甲醇脱水法 295011.1.4甲醇气相催化脱水法 3326561.1.5生产工艺方案的比较及选择 4161131.2工艺流程设计的任务 444941.3工艺流程简述 41.1生产工艺综述及选择二甲醚的生产方法：一步法和二步法。一步法的原料是合成气，在甲醇合成以及甲醇脱水所使用的的复合催化剂上就可以直接合成二甲醚，再通过提纯得到二甲醚产品。二步法是先通过合成气制得甲醇，然后在固体催化剂作用下甲醇脱水可以制得二甲醚，由于催化剂选择性高，所以适合生产高纯度二甲醛。1.1.1液相一步法传统的DME生产方法，通常采用甲醇的合成与甲醇脱水。为了操作简单、成本低、可连续生产，人们在过去用合成气直接制取二甲醚。主要反应如下：4H2+2CO=2CH3OH3H2总反应式为：CO+H在这个反应体系中，甲醇的合成和脱水是同时进行的，因此甲醇生成以后立刻就转化为二甲醚，这时候热力学平衡限制就被打破了，CO转化率也有了显著提高。1.1.2气相一步法气相一步法是一种固定床生产方式，合成气在固体催化剂表面上进行反应生成二醚。在这种工艺中，贫氢状态下，固体催化剂应具有抗积炭的能力，原因是在工艺中，使用氢碳比小于等于1的贫氢合成气时，容易发生催化剂表面结炭失活的现象，也可以采用富氢合成气来避免这种现象的产生。气相一步法存在传热性能差、温度控制难、时空产率低等缺点，并在低转化率和高空速的情况下操作，会有大量循环的未反应的合成气，导致没有办法处理工程放大的问题。导致这些缺陷的原因是二甲醚合成反应为强放热过程，此过程在固定床反应器中进行时，反应热不易移出。1.1.3液相甲醇脱水法二甲醚可由甲醇脱水制得。浓硫酸是最先被我们使用的脱水剂，反应在液相中进行。其反应如下：CO+2<100℃时，CH3OH+H2

液相甲醇脱水法具有反应温度低、转化率高、选择性好等优点，但是它也存在着缺陷，主要是在设备腐蚀严重、釜残液及废水污染环境、催化剂毒性大、操作条件恶劣等缺点，正因为此种方法的这些缺陷，所以选择该工艺可能性较小。1.1.4甲醇气相催化脱水法 将甲醇蒸汽通过固体催化剂，使其发生非均相反应，最后甲醇脱水生成二甲醚。目前国内外使用最多的二甲醚工业生产方法就是甲醇气相催化脱水法，因为这种方法具有操作简便、污染少、可连续生产等优点。该工艺控制的反应温度为330~400℃，压力1.5Mpa，常用的催化剂为活性氧化铝、结晶硅酸铝等。生成二甲醚的反应式为:2CH主要副反应:CH3CH3CO+H2反应的动力学参数k=0.3361，E=80.48kJ/mol。主要工艺过程为:甲醇经汽化与反应器出来的反应产物换热后进反应器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一水溶液吸收回收二甲醚，液相也就是粗二甲醚送精馏分离。不同厂家采用的工艺也略有不同，主要区别在原料要求以及反应器结构形式上。原料可采用精甲醇或粗甲醇，从而使原料成本有所不同；反应器可采用绝热式固定床、换热式固定床、多段冷激式固定床和等温管式固定床等。1.1.5生产工艺方案的比较及选择二甲醚的生产方法主要有液相一步法、气相一步法、甲醇气相脱水法。虽然液相甲醇脱水法的反应条件较为温和，且单程转化率高，可以进行间歇或连续生产，但是由于对设备的腐蚀比较严重，以及产生的废水和残余液体可对环境造成严重污染，且操作起来难度高，所得产品中无法去除微量杂质使得产品质量差。由于合成气直接合成二甲醚的生产技术目前不是很成熟，氧化碳加氢直接合成二甲醚以及催化精馏法合成二甲醚由于一些条件限制，短时间内工艺化的可能性也不大。目前，

甲醚国内外现有的大型工业生产装置主要采用技术成熟的甲醇气相催化脱水法。1.2工艺流程设计的任务生产任务：年产50000吨生产时间：365天1.3工艺流程简述图2-1二甲醚生产工艺流程示意图原料甲醇经首先进行汽化，气化后的甲醇与反应器出来的反应产物在换热器中进行换热，换热后的气体进入反应器中进行甲醇气相催化脱水反应，反应产生的出口气中含有二甲醚。然后使反应产物进入换热器进行