年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计

太原理工大学化学化工学院

《化工设计》课程设计讲明书

年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计

学生学号：2009002273

学生姓名：武晓佩

专业班级：化工工艺0904 指导教师：郑家军

起止日期： 2012.11.26～2012.12.21

化工设计课程设计任务书

摘要

作为LPG和石油类的替代燃料，目前二甲醚(DME)倍受注目。DME 是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时可不能产生破坏环境的气体，能廉价而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。目前生产的二甲醚差不多上由甲醇脱水制得，即先合成甲醇，然后经甲醇脱水制成二甲醚。甲醇脱水制二甲醚分为液相法和气相法两种工艺，本设计采纳气相法制备二甲醚工艺。将甲醇加热蒸发，甲醇蒸气通过γ-AL2O3催化剂床层,气相甲醇脱水制得二甲醚。气相法的工艺过程要紧由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。要紧完成以下工作：

1）精馏用到的二甲醚分离塔和甲醇回收塔的塔高、塔径、塔板布置等的设计；

2）所需换热器、泵的计算及选型；

关键词：二甲醚，甲醇，工艺设计。

Abstract:

As LPG and oil alternative fuel, DME has drawn attentions at present. Physical properties of DME is similar for LPG, and don’t produce combustion gas to damage the environment, so, It can be produced largely. Like methane, DME is expected to become 21st century energy resources., DME is prepared by methanol dehydration, namely, synthetic methanol first and then methanol dehydration to dimethyl etherby methanol dehydration. Methanol dehydration to DME is divided into two kinds of liquid phase and gas-phase process. This design uses a process gas of dimethyl ether prepared by dimethyl. Heating methanol to evaporation, methanol vapor through the γ-AL2O3catalyst bed, vapor methanol dehydration to dimethyl etherby. This process is made of methanol process heating, evaporation, dehydration of methanol, dimethyl ether condensation and distillation etc. Completed for the following work:

1) Distillation tower used in separation of dimethyl ether and methanol recovery , column height of tower ,diameter, arrangement of column plate etc;

2) The calculation and selection of heat exchanger, pump;

Key words: dimethyl ether, methanol, process design

目录

摘要

前言

化工设计课程设计任务书 ..................................... I 前言 (1)

1 文献综述 (1)

1.1 二甲醚概述 (1)

1.1.1 二甲醚的进展现状 (1)

1.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展 (1)

1.2国内二甲醚市场简况 (4)

1.2.1现状 (4)

1.2.2 国内市场预测 (7)

1.3国外二甲醚市场简况 (9)

1.3.1现状 (9)

1.3.2 国外市场预测 (12)

1.4 原料讲明 (14)

1.6 二甲醚的要紧技术指标 (18)

1.6.1技术要求 (18)

1.6.2试验方法 (19)

2 DME产品方案及生产规模 (24)

2.1 产品品种、规格、质量指标及拟建规模 (24)

2.2 产品规格、质量指标 (24)

2.3 产品方案分析及生产规模分析 (25)

3 工艺流程介绍 (26)

3.1生产方法简述 (26)

3.2工艺流程讲明 (31)

3.3生产工艺特点 (35)

3.4要紧工艺指标 (35)

3.4.1 二甲醚产品指标 (35)

3.4.2 催化剂的使用 (36)

4要紧塔设备计算及选型 (37)

4.1 汽化塔及其附属设备的计算选型 (37)

4.1.1 物料衡算 (37)

4.1.2 热量衡算 (40)

4.1.3 理论板数、塔径、填料选择及填料层高度的计算 (44)

4.1.4 汽化塔附属设备的选型计算 (49)

4.2 合成塔及其附属设备的计算选型 (50)

4.2.1 物料衡算 (50)

4.2.2 合成塔的选取选取： (51)

4.2.3 热量衡算及附属设备的选型计算 (51)

4.3 精馏塔及其附属设备的计算选型 (56)

4.3.1 物料衡算 (56)

4.3.2 热量衡算 (57)

4.3.3 理论塔板数的计算 (60)

4.3.4 初馏塔要紧尺寸的设计计算 (60)

4.3.5塔径设计计算 (63)

4.3.6 填料层高度的计算 (64)

4.3.7 附属设备的选型计算 (65)

4.4 回收塔及其附属设备的计算选型 (66)

4.5.1 物料衡算 (66)

4.4.2 热量衡算 (68)

4.4.3 理论塔板数的计算 (70)

4.4.4 回收塔要紧尺寸的设计计算 (71)

4.4.5塔径设计计算 (73)