二甲醚工艺流程计算
二甲醚工艺流程
一、二甲醚合成与精馏（100＃工序）流程叙述（见流程图：0765-32-101～103）来自原装置的原料甲醇送入甲醇中间罐（V101）存储，罐内的甲醇用甲醇进料泵（P101AB）加压并计量后进入甲醇预热器（E104），然后再经过甲醇汽化器Ⅰ（E112）和甲醇汽化器Ⅱ（E113）利用装置废热对原料进行一定量的初步汽化后，进入汽化塔（T101）进一步汽化和提纯，汽化甲醇经换热器（E103）换热后分两股进入反应器（R101）：第一股甲醇气过热到反应温度从顶部进入反应器，其入口温度通过调节从E103 上部出来的略过热甲醇量进行调节；第二股甲醇气稍过热后从E103 上部出来，一部分作为调节气与从E103 底部出来的甲醇气混合后从顶部进入反应器，另一部分作为冷激气经计量后从中部进入反应器。
从反应器出来的粗甲醚经换热器（E103）冷却与原料甲醇蒸汽换热，换热后的粗甲醚去精馏塔再沸器Ⅱ（E101）与精馏塔釜液换热，再经甲醇汽化器Ⅰ（E112）、甲醇预热器（E104）与原料甲醇液换热、粗甲醚预热器（E110）与粗甲醚换热，最后进入粗甲醚冷凝器（E105）用冷却水冷凝，冷却后的粗甲醚进入粗甲醚贮罐（V102）进行气液分离——液相为粗甲醚、甲醇和水，气相为氢、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等不凝性气体和饱和的二甲醚、甲醇蒸汽。
气相物料经气体冷却器（E108）进一步冷却后进入洗涤塔（T102），用冷却后的精馏塔釜液吸收其中的二甲醚、甲醇，吸收液返回粗甲醚贮罐，吸收尾气则经减压后通过放空总管送入尾气燃烧系统集中处理。
从粗甲醚贮罐(V102)出来的粗甲醚用精馏塔进料泵（P102AB）加压并计量后进入粗甲醚预热器（E110），预热后进入精馏塔（T103）。
经精馏分离从塔上部得到二甲醚产品，经精馏塔冷凝器（E107）冷凝后自然流动进入甲醚回流罐（V104），再用甲醚回流泵（P103AB）加压后一部分回流回精馏塔，另一部分则作为产品送去二甲醚罐区。
二甲醚生产工艺
二甲醚生产工艺二甲醚是一种无色、无味的液体，化学式为 CH3OCH3，是一种重要的有机化学品。
它具有很高的燃烧热值，被广泛应用于化工领域。
下面我们来介绍一下二甲醚的生产工艺。
目前，二甲醚的主要生产工艺是通过甲醇脱水制备而成。
其具体的生产过程如下：首先，将甲醇加入至醇解器中，然后加入一定量的硫酸作为酸催化剂。
醇解器采用浸没式加热，在适宜的温度下进行反应。
甲醇与硫酸反应生成甲基甲醚，反应方程式为：CH3OH + H2SO4 → CH3OCH3 + H2O其中，甲醇为脱水剂，而硫酸则起催化剂的作用，加快反应速率。
随着反应的进行，甲基甲醚会沉淀形成液相和固相两个分离层。
液相中的甲基甲醚通过分离装置进行分离，然后经过净化处理，去除其中的杂质和有害物质。
固相中的硫酸则需要进行再生利用。
接下来，对液相中的甲基甲醚进行精馏操作，将其中含有的杂质分离出来，以提高二甲醚的纯度。
精馏塔通常采用连续操作，通过控制温度和压力来实现分馏。
分馏过程中，高纯度的二甲醚会在顶部的冷凝器中凝结成液体，然后被收集起来，而杂质则会在底部的渣油中积聚。
最后，经过精馏处理后得到的二甲醚为产品，可以通过灌装或其他方式包装出厂。
产生的废气和废水通过处理设备进行处理，以减少对环境的影响。
二甲醚的生产工艺需要一定的设备和化学药剂的投入，同时也需要进行精确的操作和控制。
在生产过程中，要注意安全生产，避免发生事故和意外，确保工作人员的人身安全。
总结起来，二甲醚的生产工艺主要包括甲醇脱水反应、分离和净化处理、精馏操作等步骤。
通过这些步骤，可以得到高纯度的二甲醚产品。
生产过程中需要考虑资源利用和环境保护等因素，以实现可持续发展。
一步法制二甲醚工艺流程文字讲解
一步法制二甲醚工艺流程文字讲解下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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二甲醚生产工艺及其流程图
二甲醚及生产工艺摘要：综述了二甲醚的性质、用途、生产方法及使用二甲醚时候的注意事项。
关键词：二甲醚化工产品合成气一步法甲醇液相法甲醇气[]相法一、产品说明1、二甲醚的基本概况二甲醚别名：甲醚英文名称：methyl ether；dimethyl ether；DMECAS编号：115-10-6分子式：C2H6O结构式：CH3—O—CH3二甲醚又称甲醚，简称DME。
二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。
相对密度（20℃），熔点℃，沸点℃，室温下蒸气压约为，与石油液化气（LPG）相似。
溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。
常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低；能溶解各种化学物质；由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。
2 生产原理生产方法简介目前国内外二甲醚生产方法主要有合成气一步法和甲醇法。
甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。
合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验; ②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法反应方程式合成气一步法以合成气(CO + H2 )为原料,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成,同时伴随CO的变换反应。
其反应式如下。
2CO + 4H2 = 2CH3OHCO +H2O =CO2 +H22CH3OH =CH3OCH3 +H2O总反应: 3CO + 3H2 =H3COCH3 +CO2甲醇液相法：甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130 ～130 ℃下进行。
其化学反应式如下:2CH3OH =H3COCH3 +H2O甲醇气相法：催化剂为ZSM分子筛、磷酸铝或γ2Al2O3。
二甲醚生产工艺及流程操作
第一节流程简述粗甲醇由原料槽经原料泵打入粗甲醇储槽 V107，再经甲醇中间泵P106 打入甲醇塔C103 中部（如原料是精甲醇，则直接进入精甲醇储槽V101）。
在甲醇塔分离出水，>95%的甲醇由塔顶经E106 甲醇冷凝器后，进入甲醇回流槽V103，部分甲醇回流入塔C103，部分进入精甲醇储槽V101，甲醇塔尾气排空。
V101 槽的甲醇由P101 精甲醇泵经E103 冷甲醇加热器进入E101 甲醇蒸发器，蒸发的甲醇蒸气经E102 甲醇气加热器与反应后气体再加热至200℃，进入C101 合成塔下部，在经中央管加热至270℃，从合成塔上部进入催化剂床层，合成反应为放热反应，合成塔温度由导热油冷却控制。
开车时由导热油加热至反应温度。
反应后的混合气在E102、E103 中与入塔的冷甲醇换热后，进入经合成气冷凝器冷凝后进入C102 二甲醚分离塔中部，从塔顶得到99%的二甲醚，它经E105二甲醚冷凝器冷凝后进入二甲醚塔回流槽V102，部分回流入塔，部分进入V106精二甲醚冷凝储槽再进入产口储槽。
在C101 及C102 塔中，操作压力为0.4～1.0Mpa，C102 塔底的甲醇水经减压后进入C103 塔中部，塔底水分析合格后排放。
第二章合成塔操作二甲醚由甲醇在催化剂作用下脱水来合成，反应为放热反应，方程式为：2CH3OH—CH3OCH3+H2O+5.5Kcal为严格控制反应温度应及时移走反应热，二甲醚合成设计为列管式，催化剂装于管内，管外用导热油强制换热。
导热油自下部加热合成塔壳程，上部引出至导热油加热炉，经导热油泵打循环。
为防止不凝气体在合成器壳程上部积聚影响传热效果，设有一导热油膨胀罐，导热油膨胀罐的主要作用是吸收导热油的热膨胀及排放不凝气体。
在开工阶段，导热油的升温由加热炉来完成，加热炉采用燃油炉形式。
通过改变导热油入合成塔壳程的温度来调节催化剂床层温度。
第一节合成原始开车步骤1）检查按照流程图核对各设备管道、阀门和各种仪表是否齐全，位置是否正确，按技术规程检查安装质量。
二甲醚的生产工艺及其特点
二甲醚的生产工艺及其特点目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有二步法和一步法两种，二步法是经过甲醇合成和甲醇脱水二步过程得到DME，一步法是合成气直接生产DME，新开发的工艺有二氧化碳加氢合成二甲醚和生物质间接液化制取二甲醚。
一、二步法合成工艺1、液相法最早采用的生产DME的方法是甲醇在浓硫酸中液相脱水,即将浓硫酸与甲醇混合,在低于100℃时加热制得。
台湾的ConsulChemical 公司早于1976年即用此法生产DME,该工艺过程具有反应温度低、甲醇转化率高(>80%)二甲醚选择性好(99%)等优点,但该方法由于使用腐蚀性大的硫酸，残液和废水对环境的污染大，国外现已不用此法,而国内仍有少数厂家用此法生产。
2、气一固相法目前,许多工业化装置是用甲醇气相脱水生产DME,意大利的ESSO公司用负载金属的硅酸铝作催化剂生产DME，其甲醇的转化率为70%，DME的选择性大于90%。
Mobil公司利用新型的ZSM-5分子筛作甲醇脱水的催化剂，在比较温和的反应条件下，获得了甲醇转化率为80%，DME的选择性>98%的好结果。
日本三井化学公司在1991年开发了一种寿命长、活性高、选择性好的氧化铝催化剂,使用寿命为半年,转化率可达74.2%,选择性为99%。
我国的西南化工研究院，采用ZSM-5分子筛，在200℃条件下，甲醇的转化率可达75%~80%，选择性大于98%，已先后在我国建立了数套2500t/a规模的生产装置。
浙江省化工研究院也开发了甲醇气相脱水制DME的催化剂,在江苏的吴县化工厂进行2500t/a规模的工业生产。
目前国内外采用甲醇脱水二步法工艺生产DME的较大企业有:美国杜邦公司、德国联合莱茵褐煤燃料公司、汉堡的DMA公司和荷兰的阿克苏公司,生产能力均达到万吨级以上;澳大利亚悉尼CSR公司、日本住友精细化工公司和我国的中山凯达精细化学品公司各具有5000t/a的生产能力。
由甲醇脱水生产二甲醚工艺的优点是工艺较为成熟,操作比较简单,能获得高纯度的二甲醚(最高可达99.99%)。
二甲醚工艺流程简介及方块图
二甲醚生产工艺流程示意图（见图）
图二甲醚生产工艺流程图
二甲醚生产工艺流程文字描述如下：
我公司采用自主研发的“复合酸脱水催化生产二甲醚”工艺。
具体生产流程叙述如下：来自甲醇罐区的甲醇经泵送至反应釜均匀进入液相复合酸催化剂中，在催化剂的作用下快速脱水生成二甲醚气体。
该反应为微放热反应，为保证反应的连续进行，用蒸汽间接进行催化剂加热。
从反应釜顶部出来的气体为二甲醚、水蒸汽和少部分甲醇混合气，此部分混合气体经过冷却器降温后进入分离器进行气液分离，得到的气相二甲醚再进入净化装置精制，得到更为纯净的二甲醚气体。
最后气相二甲醚送往二甲醚压缩机进行压缩增压，冷却后液相的甲醚送至二甲醚罐区储存。
分离器分离出来的冷凝液由泵送往精馏塔提纯，得到的甲醇产品送往甲醇罐再利用，精馏残液送往甲醇厂的造气炉夹套锅炉利用或
送污水处理站处理后排放。
二甲醚生产技术
二甲醚生产技术二甲醚是一种新兴工业原料，主要用于清洁燃料、气雾剂、制冷剂、发泡剂。
有机合成原料等。
与液化石油气差价大且可以替代民用液化石油气，还可以作为柴油掺烧剂，有可能成为未来制取低碳烯烃的理想产品。
1二甲醚生产工艺目前，二甲醚加工方法主要有合成气一步法和甲醇法，甲醇法又分为甲醇液相法和甲醇气相1.1合成气一步法合成气一步法以合成气（2H CO +）为原料，合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成，同时伴随CO 的变换反应。
工艺流程见图1。
图1 合成气一步法工艺流程1.2甲醇法1.2.1甲醇液相法甲醇经过预热后进入反应器，在无机酸的催化作用下进行脱水反应。
通过加热，将反应 1/2=CO H 二甲醚、水、甲醇22CO CO H 、、 循环气、、CO H 2 2CO 气体二甲醚产品煤 水 / 甲醇 冷 媒副产品甲醇 水 / 甲醇净化，调CO H /2 合成二甲醚 吸收 脱除2CO 甲醇精馏二甲醚精馏 煤气化生产的二甲醚、水以及相平衡的甲醇蒸发汽化送出反应器。
反应产物经冷凝分离，未冷凝的气相经压缩液化即为产物二甲醚。
冷凝液经精馏分离，水从塔釜排出，甲醇返回做原料，工艺流程见图2。
图2 甲醇液相法工艺流程1.2.2甲醇气相法甲醇汽化后经换热器进入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凝冷却。
冷凝冷却后的物料在粗甲醚中间罐进行气液分离。
气相为副反应产生的不凝气和二甲醚、甲醇饱和蒸汽，将它们送入洗涤塔用甲醇或甲醇-水溶液吸收回收其中的二甲醚。
吸收液返回粗甲醚中间罐，吸收尾气排出装置。
粗甲醚中间罐的粗二甲醚用精馏塔进行精馏分离得到二甲醚产品。
从二甲醚精馏塔釜得到的甲醇-水溶液送入甲醇精馏塔提取甲醇，提取的甲醇返回反应器作为原料。
从甲醇精馏塔釜排出含醇废水，工艺流程见图3。
甲醇 二甲醚二甲醚二甲醚产品回收甲醇 废水预热 混合，反应 加热汽化 压缩 冷却冷凝 甲醇精馏提浓 冷凝 尾气产品二甲醚甲醇回收甲醇 废水甲醇汽化 换热 脱水反应冷却吸收 精馏分离 甲醇精馏提浓图3 甲醇气相法工艺流程参考文献：《二甲醚生产技术及产业前景分析》陈佩文。
二甲醚生产工艺流程
合成气制二甲醚工艺目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有两步法和一步法两种，两步法是经过甲醇合成和甲醇脱水两步过程得到DME，一步法是合成气直接生产DME，新开发的工艺有二氧化碳加氢合成二甲醚和生物质间接液化制取二甲醚。
1、两步法制二甲醚两步法制二甲醚是以合成气为原料由低压法制得甲醇后,甲醇再经脱水制得DME，其主要过程如图1所示：图1两步法合成二甲醚流程简图其中甲醇脱水制二甲醚的方法又包括液相甲醇脱水法和气相甲醇脱水法液相甲醇脱水是将甲醇与浓硫酸混合加热使甲醇脱水得到二甲醚,浓硫酸起到催化剂的作用该工艺具有反应温度低,原料转化率和二甲醚的选择性高的优点,但是产品后处理比较困难,而且浓硫酸的存在使设备腐蚀严重,并且产生大量的废液,带来很大的环境污染,限制了此工艺的发展"目前国内仅有武汉硫酸厂和山东久泰化工科技有限公司开发此工艺。
在液相脱水制DME基础上，为了避免液体酸作为甲醇脱水剂时产生的设备腐蚀问题,美孚公司和意大利的ESSO公司开发了以固体酸为催化剂的甲醇气相脱水技术，气相甲醇脱水法的基本原理是将甲醇蒸汽通过固体酸催化剂脱水生成二甲醚，目前常用的催化剂主要有沸石、氧化铝、二氧化硅/氧化铝、阳离子交换树脂等，由于甲醇脱水反应是放热反应，因此维持适宜的反应温浙江大学博士学位论文合成气合成二甲醚和乙二醇研究综述度是气相甲醇脱水法的关键，两步法制二甲醚的反应条件温和，副反应少，二甲醚的选择性和产品的纯度高，但是由于需要从合成气开始生产甲醇，导致合成气的转化率低，生产流程长，并且需要经过甲醇分离精制过程，使得整个工艺的成本增加，即使购买成品甲醇直接脱水制得二甲醚，也容易受到甲醇价格的影响，而使成本难以控制。
2、一步法制二甲醚合成气直接制二甲醚被称为“一步法”，一步法合成二甲醚由甲醇合成和甲醇脱水两个过程组成，同时还存在水汽变换反应，由于受到热力学的限制，甲醇合成反应的单程转化率一般较低，而由合成气一步法合成二甲醚，采用具有合成甲醇和甲醇脱水两种功能的复合催化剂，由于催化剂的协同效应，反应系统内各个反应相互祸合，生成的甲醇不断转化为二甲醚，合成甲醇不再受热力学的限制，与传统的经甲醇合成和甲醇脱水两步得到DME两步法，相比，一步法具有流程短、操作压力低、设备规模小、单程转化率高等优点，经济上更加合理，但缺点在于二甲醚的选择性低，产物的纯度不高。
二甲醚生产工艺及设备介绍
Ⅰ气相甲醇脱水法制DME1.应用案例年产10万吨二甲醚工程项目应用于广东绿源化工有限公司。
1.1 采用的工艺生产过程中二甲醚在催化剂作用下主要发生的主副反应为：主反应：2CH3OH=CH3OCH3+H2O副反应：CH3OH=CO+2H22CH3OH=CH4+2H2O+CCH3OH=CH4+H2+COCO+H2O=CO2+H2C+CO2=CO作为纯粹的 DME 生产装置而言，表 5.3-2 中列出3种不同生产工艺的技术经济指标。
由表1可以看出，由合成气一步法制 DME 的生产成本远较硫酸法和甲醇脱水法为低，因而具有明显的竞争性。
但相对其它两类方法，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。
本设计采用汽相气相甲醇脱水法制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。
表1二甲醚各种生产方法技术经济比较1.2 原料及产品规格原料：工业级甲醇甲醇含量≥99.5wt％水含量≤0.5 wt％产品: DME含量≥99.95wt％甲醇含量≤500ppmwt 水含量≤0.05ppm1.3 设计规模和设计要求设计规模：100,000吨DME/年，按照8000小时开工计算，产品流量12,500kg/h，合271.332kmol/h。
1.4 设计要求：产品DME：回收率为99.8％，纯度为99.95 wt％。
回收甲醇：回收率99.95％，纯度为99.0 wt％。
2 生产工艺及装置2.1 工艺流程本项目以甲醇为原料，经甲醇汽化、脱水反应、冷凝、精馏等工序，生产燃料级二甲醚。
其工艺流程见下图。
(1)汽化循环甲醇贮罐中的甲醇用甲醇进料泵加压并计量后，在甲醇换热器中与反应气换热，然后进入甲醇汽化塔；来自精馏塔的一部分釜液（甲醇水溶液）也经预热后进入汽化塔。
二甲醚 工艺流程
二甲醚生产工艺流程
甲醇催化脱水反应法合成二甲醚，主要包括原料甲醇汽化、脱水反应、冷凝洗涤、精馏提纯等四个阶段。
甲醇储罐中的原料甲醇经甲醇进料泵加压并计量后，在甲醇预热器预热，然后甲醇汽化塔汽化。
汽化后的气相甲醇经气体换热器与反应器换热后进入反应器（反应温度250-350℃，反应压力0.5-0.8MPa），第一股甲醇气体过热到反应温度从顶部进入反应器进行反应，第二股甲醇气体稍过热后作为调节气与过热甲醇气混合从顶部进入反应器。
从反应器出来的粗甲醚气体经气体换热器、精馏塔再沸器、甲醇预热器、粗甲醇预热器换热，再经粗甲醚冷却器冷却后进入粗甲醚储罐进行气液分离，分离后液相为粗甲醚，粗甲醚用精馏塔进料泵加压并计量，经粗甲醚预热器预热后进入精馏塔，经精馏分离从顶部得到二甲醚产品。
甲醛生产工艺流程
空气经空气过滤器过滤，经鼓风机鼓入甲醇蒸发器，空气在甲醇蒸发器的底部鼓泡。
在甲醇蒸发器中，甲醇与空气一起被热水加热鼓泡蒸发。
出甲醇蒸发器的空气－甲醇混合气体立即补入水蒸汽，使空气－甲醇离开爆炸范围。
空气－甲醇－蒸汽三元混合气体经过热器加热进三元阻火过滤器，然后进入氧化器。
三元混合气在630℃～670℃、银催化剂的作用下，甲醇发生氧化反应和脱氢反应生成甲醛。
反应后的气体立即进入氧化器的激冷段管程，被壳程的水立即冷却，反应气被激冷到200℃立即进入氧化器的冷却段管程，被壳程的热水冷却到80℃~100℃后由吸收塔底至塔顶与循环吸收液逆流接触，至塔底后，甲醛浓度达到37％以上，经冷却后得到产品甲醛。
二甲醚工艺流程计算
第二章二甲醚分离塔的工艺计算一、二甲醚分离塔的物料衡算（一）已知所给数据得出物料衡算简图如下：图2-1物料衡算简图（二）选定衡算基准为kmol/h。
已知条件所给数据为kg/h,根据公式ai/M i÷∑a i/M i （1）进行质量分数与摩尔分数的换算。
已知：M DME=46.07kg/kmol M CH3OH=32.04 kg/kmol M H2O=18.02 kg/kmol 其中a i—质量分数；M i—摩尔质量得出下表所示数据：1、进料组分表2-1 进料各组分所占比例2、塔顶组分表2-2 塔顶各组分所占比例3、塔釜组分表2-3 塔釜各组分所占比例（三）清晰分割以二甲醚为轻关键组分，甲醇为重关键组分，水为非关键组分。
（四）物料衡算已知：生产速率P =3×107÷8000=3.750×103（kg/h）=82.40 kmol/hD=81.40/0.9993=81.46 kmol/hX W，DME= 3.194×10-5X D，CH3OH=0.0007000X W，DME，X D，CH3OH分别为塔釜二甲醚的摩尔分数和塔顶甲醇的摩尔分数。
表2-4 清晰分割法计算过程组分进料馏出液釜液DME 0.7080F 0.7080F-3.194×10-5W 3.194×10-5WCH3OH 0.008640F 0.0007000D 0.008640F-0.0007000DH2O 0.2834F 0 0.2834F∑ F D W列出物料衡算式：3.194×10-5W+0.008640F-0.0007000D+0.2834F=W (2)F=D+W (3)联立式（2），（3）得：F=242.93kmol/h=7747 kg/hW=160.07 kg/h=2902 kg/hD=82.46 kmol/h=3796 kg/h。
M F=31.89kg/kmol M W=18.13 kg/kmol M D=46.03 kg/kmolM F、M W、M D分别为进料、塔釜、塔顶的平均相对分子质量。
二甲醚生产工艺操作要点
二甲醚生产工艺操作要点山西省长子丹峰化工有限公司张永林我公司现有一套6.0万吨/年合成氨系统，联产甲醇1.5万吨/年，二甲醚1万吨/年。
二甲醚系统于2008年投入生产运行，主要为甲醇催化脱水精馏生产二甲醚工艺。
二甲醚生产工艺有四川天一公司设计，采用自动化操作系统。
热源采用导热油锅炉提供，减少了软化水设施建设和水处理的压力。
系统降温循环水采用闭路循环使用，循环水系统基本无污染物排放。
导热油炉烟囱设置了一次和二次除尘和净化装置，烟气达标排放。
下面就我公司二甲醚系统近年来的运行情况做一个简单的总结。
一、生产原理甲醇在催化作用下反应如下：主反应 2CH3OH=CH3OCH3+H2O二甲醚的生成是在催化剂的作用下，同时放出大量的热量伴随着还有副反应产生。
2CH3OCH3=C2H2+H2O CH3OCH3=CH4+H2+COCO+H2O=CO2+H2 2CH3OH=CO+2H2二、原料甲醇及产品二甲醚性质：1、原料甲醇的性质甲醇俗称酒精，有类似乙醇气味的无色透明易挥发液体，分子式为：CH3OH，密度：0.7913克/毫升（20℃），沸点：64.65℃，甲醇为有毒化工产品，有显著的麻醉作用，对视神经危害最为严重，吸入浓的甲醇蒸汽时出现沉醉、头痛、恶心、呕吐、流泪、视力模糊和眼痛等。
空气中允许浓度为0.05mg/l极限允许浓度在空气中为2000ppm，在空气中甲醇蒸汽的爆炸极限为 6.0～36.5%。
2、产品二甲醚的性质二甲醚为弱麻醉剂，它的迷麻效力只是乙醇的1/4左右，可以经呼吸道、消化道、皮肤侵入人体，对皮肤和呼吸有刺激作用，对神经系统有影响。
二甲醚在常温常压下是气体，有醚类特有的气味，密度为0.661kg/m3，蒸汽压低，爆炸极限为3.4～27%，空气中的允许浓度为400ppm。
三、二甲醚工艺流程叙述1、二甲醚合成精馏工艺流程来自合成氨系统的原料甲醇经计量后进入甲醇中间罐，甲醇中间罐的甲醇经甲醇进料泵、甲醇预热器汽化后，汽化甲醇经换热器换热后分两股进入反应器；第一股甲醇汽加热到反应温度从顶部进入反应器；第二股甲醇汽稍过热后作为冷激气经计量后从中部进入反应器。
二甲醚的生产工艺
二甲醚的生产工艺二甲醚是一种无色、易挥发的液体，也是一种重要的有机合成反应的溶剂。
二甲醚的生产工艺主要有普通工艺和新工艺两种。
本文将对二甲醚的生产工艺进行详细介绍。
一、普通工艺普通工艺是指采用甲醛与甲醇反应制备二甲醚的方法。
具体步骤如下：1.将甲醛和甲醇按一定比例混合，加入到反应釜中。
2.在适当的温度下，加入酸催化剂，例如硫酸、磷酸等，作为催化剂促进反应的进行。
3.反应开始后，采用搅拌的方式，持续搅拌反应物，保持反应的均匀性。
4.反应进行一段时间后，将产生的二甲醚以及副产物甲醛蒸馏出来。
5.将温度控制在适当的范围内，以保证二甲醚的生成率和纯度。
6.通过一系列的分离和精馏步骤，最终获得高纯度的二甲醚。
二、新工艺新工艺是指采用介质催化剂反应制备二甲醚的方法。
这种方法相比于普通工艺，具有工艺简单、操作方便、产品纯度高等优点，逐渐得到广泛应用。
具体步骤如下：1.将介质催化剂（如固体酸催化剂）加入到反应釜中，并加热至适当温度。
2.将甲醇加入到反应釜中，并通过加压的方式，控制甲醇的流速。
3.在适当的温度和压力下，甲醇与介质催化剂进行反应，生成二甲醚。
4.通过连续进料和连续蒸馏的方式，保持反应的稳定性和连续性。
5.根据需要，可以进行一系列的分离、净化和纯化操作，最终获得高纯度的二甲醚。
三、普通工艺与新工艺的对比1.工艺复杂性：普通工艺需要添加酸催化剂，而新工艺利用介质催化剂，工艺更加简单。
2.产物纯度：由于新工艺的技术进步，可以获得更高纯度的二甲醚。
3.产品收率：新工艺的二甲醚收率较高，可以达到90%以上。
4.安全性：普通工艺中使用的酸催化剂对设备腐蚀性较强，操作过程需要注意安全性。
而新工艺使用的介质催化剂较安全。
5.对环境的影响：新工艺相比于普通工艺，对环境的影响较小。
综上所述，二甲醚的生产工艺可以采用普通工艺和新工艺两种方案。
新工艺相比于普通工艺具有工艺简单、产品纯度高等优点，逐渐得到广泛应用。
随着科技的不断进步，更多高效、环保的工艺可能会被开发和应用于二甲醚的生产过程中。
二甲醚生产工艺流程
合成气制二甲醚工艺目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有两步法和一步法两种，两步法是经过甲醇合成和甲醇脱水两步过程得到DME，一步法是合成气直接生产DME，新开发的工艺有二氧化碳加氢合成二甲醚和生物质间接液化制取二甲醚。
1、两步法制二甲醚两步法制二甲醚是以合成气为原料由低压法制得甲醇后,甲醇再经脱水制得DME，其主要过程如图1所示：图1两步法合成二甲醚流程简图其中甲醇脱水制二甲醚的方法又包括液相甲醇脱水法和气相甲醇脱水法液相甲醇脱水是将甲醇与浓硫酸混合加热使甲醇脱水得到二甲醚,浓硫酸起到催化剂的作用该工艺具有反应温度低,原料转化率和二甲醚的选择性高的优点,但是产品后处理比较困难,而且浓硫酸的存在使设备腐蚀严重,并且产生大量的废液,带来很大的环境污染,限制了此工艺的发展"目前国内仅有武汉硫酸厂和山东久泰化工科技有限公司开发此工艺。
在液相脱水制DME基础上，为了避免液体酸作为甲醇脱水剂时产生的设备腐蚀问题,美孚公司和意大利的ESSO公司开发了以固体酸为催化剂的甲醇气相脱水技术，气相甲醇脱水法的基本原理是将甲醇蒸汽通过固体酸催化剂脱水生成二甲醚，目前常用的催化剂主要有沸石、氧化铝、二氧化硅/氧化铝、阳离子交换树脂等，由于甲醇脱水反应是放热反应，因此维持适宜的反应温浙江大学博士学位论文合成气合成二甲醚和乙二醇研究综述度是气相甲醇脱水法的关键，两步法制二甲醚的反应条件温和，副反应少，二甲醚的选择性和产品的纯度高，但是由于需要从合成气开始生产甲醇，导致合成气的转化率低，生产流程长，并且需要经过甲醇分离精制过程，使得整个工艺的成本增加，即使购买成品甲醇直接脱水制得二甲醚，也容易受到甲醇价格的影响，而使成本难以控制。
2、一步法制二甲醚合成气直接制二甲醚被称为“一步法”，一步法合成二甲醚由甲醇合成和甲醇脱水两个过程组成，同时还存在水汽变换反应，由于受到热力学的限制，甲醇合成反应的单程转化率一般较低，而由合成气一步法合成二甲醚，采用具有合成甲醇和甲醇脱水两种功能的复合催化剂，由于催化剂的协同效应，反应系统内各个反应相互祸合，生成的甲醇不断转化为二甲醚，合成甲醇不再受热力学的限制，与传统的经甲醇合成和甲醇脱水两步得到DME两步法，相比，一步法具有流程短、操作压力低、设备规模小、单程转化率高等优点，经济上更加合理，但缺点在于二甲醚的选择性低，产物的纯度不高。
二甲醚的工艺流程 和 用途
2 工艺技术分析二甲醚的生产方法有一步法和二步法。
一步法是指由原料气一次合成二甲醚，二步法是由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。
● 一步法该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后，合成气进入合成反应器内，在反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏装置分离得二甲醚，未反应的甲醇返回合成反应器。
一步法多采用双功能催化剂，该催化剂一般由2类催化剂物理混合而成，其中一类为合成甲醇催化剂，如Cu-Zn-Al(O)基催化剂，BASFS3-85和ICI-512等；另一类为甲醇脱水催化剂，如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。
● 二步法该法是分两步进行的，即先由合成气合成甲醇，甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚。
国内外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。
反应温度控制在280~340℃，压力为0.5-0.8MPa。
甲醇的单程转化率在70-85%之间，二甲醚的选择性大于98%。
一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程，与两步法相比，其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低，从而使二甲醚生产成本得到降低，经济效益得到提高。
因此，一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。
国外开发的有代表性的一步法工艺有：丹麦Topsφe工艺、美国Air Products工艺和日本NKK工艺。
二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，该法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度达99.9%，工艺成熟，装置适应性广，后处理简单，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。
但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资较大。
但目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术，说明两步法有较强的综合竞争力。
2.1 国外主要工艺技术（1）Topsφe工艺Topsφe的合成气一步法工艺是专门针对天然气原料开发的一项新技术。
年产4万吨的二甲醚生产工艺流程
年产4万吨的二甲醚生产工艺设计摘要：本设计为年产4万吨二甲醚的初步工艺设计，在设计说明书中，简单介绍了二甲醚的性能、主要用途、生产现状和发展趋势，本设计结合了湖南雪纳新能源有限公司的生产现状，确定以甲醇脱水法作为本设计的工艺生产方法。
在设计过程中，根据设计任务书的要求，通过物料衡算和热量衡算，以确定设备工艺参数和消耗工艺指标，同时对二甲醚生产过程中的安全注意事项及“三废”治理作了相关说明，对整个装置进行了简单的初步技术经济评价。
绘制了相应的设计图纸，设计图纸包括工艺流程图、主要设备图的装配图、设备的平面布置图等。
关键词：二甲醚；甲醇；工艺设计Primary for the Manufacturing Process of Dimethl ether40,000Ton Per yearSpecialty: Chemical Engineering﹠technology Author:Lu yingwen Director :Huang Niandong(Party of Chemical Engineering , School of Chemistry and Chemical Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, P. R. of China)Abstract: This is the first step process design for annual output of 40,000 tons of dimethl ether,In the designed specifications , developing trend , function and main use, combined the production status of Hunan Xuena New Energy Co., Ltd.and finally with methanol dehydration methods as process production methods of the designs.In the design process, in accordance with the requirements of the mission design,Through the material balance and energy balance, to determine the equipment and technical parameters of consumption indicators, while the production of dimethyl ether in the process of attention to security matters and "Three wastes"Management made a note of the entire device to a simple technical and economic evaluation. Drawing the corresponding design drawings, design drawings, including process maps, plans of major equipment assembly, equipment such as the layout plans.Keywords:dimethl ether; methanol; process design.目录摘要前言1 文献综述 (1)1.1 二甲醚概述 (1)1.1.1 二甲醚的发展现状 (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 (2)1.2.1现状 (2)1.2.2 国内市场预测 (4)1.3国外二甲醚市场简况 (5)1.3.1现状 (5)1.3.2 国外市场预测 (6)1.4 原料说明 (7)1.6 二甲醚的主要技术指标 (8)1.6.1技术要求 (8)1.6.2试验方法 (9)2 DME产品方案及生产规模 (11)2.1 产品品种、规格、质量指标及拟建规模 (11)2.2 产品规格、质量指标 (11)2.3 产品方案分析及生产规模分析 (12)3 工艺流程介绍 (12)3.1生产方法简述 (12)3.2工艺流程说明 (14)3.3生产工艺特点 (16)3.4主要工艺指标 (16)3.4.1 二甲醚产品指标 (16)3.4.2 催化剂的使用 (17)4主要塔设备计算及选型 (17)4.1 汽化塔及其附属设备的计算选型 (17)4.1.1 物料衡算 (17)4.1.2 热量衡算 (19)4.1.3 理论板数、塔径、填料选择及填料层高度的计算 (21)4.1.4 汽化塔附属设备的选型计算 (25)4.2 合成塔及其附属设备的计算选型 (26)4.2.1 物料衡算 (26)4.2.2 合成塔的选取选取： (26)4.2.3 热量衡算及附属设备的选型计算 (26)4.3 初馏塔及其附属设备的计算选型 (29)4.3.1 物料衡算 (30)4.3.2 热量衡算 (31)4.3.3 理论塔板数的计算 (32)4.3.4 初馏塔主要尺寸的设计计算 (33)4.3.5塔径设计计算 (34)4.3.6 填料层高度的计算 (35)4.3.7 附属设备的选型计算 (36)4.4 精馏塔及其附属设备的计算选型 (37)4.4.1 物料衡算 (37)4.4.2 热量衡算 (38)4.4.3 理论塔板数的计算 (40)4.4.4 初馏塔主要尺寸的设计计算 (40)4.4.5塔径设计计算 (42)4.4.6 填料层高度的计算 (43)4.4.7 附属设备的选型计算 (43)4.5 回收塔及其附属设备的计算选型 (44)4.5.1 物料衡算 (44)4.5.2 热量衡算 (45)4.5.3 理论塔板数的计算 (47)4.5.4 回收塔主要尺寸的设计计算 (47)4.5.5塔径设计计算 (49)4.5.6 填料层高度的计算 (50)4.5.7 附属设备的选型计算 (50)5 环境保护及三废处理 (51)5.1主要污染源及主要污染物 (51)5.2设计中采取的环保措施及其简要处理工艺流程 (51)5.3装置危险性物料主要物性 (53)6 财务初步分析 (53)6.1 概述 (53)6.2 经济初步估算 (54)6.2.1 产品量 (54)6.2.2投资估算 (54)6.3产品成本估算 (54)6.4 财务评价 (55)6.4.1 年销售收入估算 (55)6.4.2年销售税金及附加估算 (55)6.4.3利润总额及分配 (55)6.4.3不确定性分析 (55)6.5结论 (55)7结束语 (56)参考文献 (57)附表一：生产的主要设备其型号、数量、状况表 (58)附表二：主工艺参数表 (60)附图1汽化合成工艺流程图附图2初馏工艺流程图附图3精馏工艺流程图附图4回收工艺流程图附图5精馏塔装配图附图6总平面布置图前言二甲醚又称甲醚、木醚氧、二甲，是最简单的脂肪醚重要的甲醇下游产品之一。
二甲醚生产工艺及其流程图
二甲醚及生产工艺摘要：综述了二甲醚的性质、用途、生产方法及使用二甲醚时候的注意事项。
关键词：二甲醚化工产品合成气一步法甲醇液相法甲醇气[]相法一、产品说明1、二甲醚的基本概况二甲醚别名：甲醚英文名称：methyl ether；dimethyl ether；DMECAS编号：115-10-6分子式：C2H6O结构式：CH3—O—CH3二甲醚又称甲醚，简称DME。
二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。
相对密度（20℃），熔点℃，沸点℃，室温下蒸气压约为，与石油液化气（LPG）相似。
溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。
易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。
常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低；能溶解各种化学物质；由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。
2 生产原理生产方法简介目前国内外二甲醚生产方法主要有合成气一步法和甲醇法。
甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。
合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验; ②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法反应方程式合成气一步法以合成气(CO + H2 )为原料,合成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成,同时伴随CO的变换反应。
其反应式如下。
2CO + 4H2 = 2CH3OHCO +H2O =CO2 +H22CH3OH =CH3OCH3 +H2O总反应: 3CO + 3H2 =H3COCH3 +CO2甲醇液相法：甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130 ～130 ℃下进行。
其化学反应式如下:2CH3OH =H3COCH3 +H2O甲醇气相法：催化剂为ZSM分子筛、磷酸铝或γ2Al2O3。
二甲醚的生产工艺
二甲醚的生产工艺
二甲醚的生产工艺一般有以下几种：
1. 甲醇脱水法：
该方法主要通过将甲醇与过量的蒸汽氧气作为氧化剂，在一定的催化剂存在下，进行反应生成二甲醚。
反应中首先将甲醇气体与过量的蒸汽氧气混合，然后通过特定催化剂（一般为硅铝杂多氧碱催化剂）的作用，使甲醇气体氧化生成甲醛，然后进一步进行缩合反应，生成二甲醚。
最后通过冷却、凝结、分离等步骤，将二甲醚纯化。
2. 甲醇脱水换接法：
该方法主要是通过将甲醇与过量的烷碳烯（比如丁烯）进行反应，通过酸性阳离子交换树脂催化剂，使甲醇与烷碳烯在固相条件下进行缩合反应生成二甲醚。
反应完成后，再通过蒸馏、纯化等步骤将二甲醚分离得到纯品。
3. 原油降粘剂法：
该方法是通过原油提炼工艺中的降粘剂脱除原油中的蜡状物质，并将降粘剂中的二甲醚通过脱除、提纯等工艺得到二甲醚产品。
以上是三种常见的二甲醚生产工艺，不同的工艺适用于不同的生产情况和资源条件。
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第二章二甲醚分离塔的工艺计算
一、二甲醚分离塔的物料衡算
（一）已知所给数据得出物料衡算简图如下：
图2-1物料衡算简图
（二）选定衡算基准为kmol/h。
已知条件所给数据为kg/h,根据公式ai/M i÷∑a i/M i （1）
进行质量分数与摩尔分数的换算。
已知：M DME=46.07kg/kmol M CH3OH=32.04 kg/kmol M H2O=18.02 kg/kmol 其中a i—质量分数；M i—摩尔质量
得出下表所示数据：
1、进料组分
表2-1 进料各组分所占比例
2、塔顶组分
表2-2 塔顶各组分所占比例
3、塔釜组分
表2-3 塔釜各组分所占比例
（三）清晰分割
以二甲醚为轻关键组分，甲醇为重关键组分，水为非关键组分。
（四）物料衡算
已知：生产速率P =3×107÷8000=3.750×103（kg/h）=82.40 kmol/h
D=81.40/0.9993=81.46 kmol/h
X W，DME= 3.194×10-5X D，CH3OH=0.0007000
X W，DME，X D，CH3OH分别为塔釜二甲醚的摩尔分数和塔顶甲醇的摩尔分数。
表2-4 清晰分割法计算过程
组分进料馏出液釜液
DME 0.7080F 0.7080F-3.194×10-5W 3.194×10-5W
CH3OH 0.008640F 0.0007000D 0.008640F-0.0007000D
H2O 0.2834F 0 0.2834F
∑ F D W
列出物料衡算式：
3.194×10-5W+0.008640F-0.0007000D+0.2834F=W (2)
F=D+W (3)
联立式（2），（3）得：
F=242.93kmol/h=7747 kg/h
W=160.07 kg/h=2902 kg/h
D=82.46 kmol/h=3796 kg/h。
M F=31.89kg/kmol M W=18.13 kg/kmol M D=46.03 kg/kmol
M F、M W、M D分别为进料、塔釜、塔顶的平均相对分子质量。
二、二甲醚分离塔操作条件的确定
（一）进料温度的确定
1、根据安托因方程
㏑P i s=A-B/(T+C) (P i s:：mmHg，T：K) （4）来确定各组分的饱和蒸汽压。
因为物料是饱和液体进料，故进料的泡点温度即为进料温度。
从式（4）中可知安托因方程中饱和蒸汽压P i s是由安托因常数A，B，C及进料温度T所确定的。
查《石油化工基础数据手册》
表2-5 安托因公式数据表
A B C
DME 16.8467 2361.44 -17.10
CH3OH 18.5875 3626.55 -34.29
H2O 18.3036 3816.44 -46.13
将表2-6中的ABC分别代入式（4）中得到：
DME：㏑P i s，DME=16.8467-2361.44/（T-17.10）（5）
CH3OH：㏑P i s，CH3OH=18.5875-3626.55/（T-34.29）（6）
H2O：㏑P i s，H2O=18.3036-3816.44/（T-46.13）（7）
2、设温度进行试差计算
以式DME为例，
（1）设温度T
（2）将T代入（5），（6），（7）式，得到P i s
（3）将代入K i=㏑P i s/P式得到K i（由于体系总压强P总=200kPa，即P总=1520mmHg
压力不太高，所以按完全理想系计算，K i=㏑P i s/P）
（4）计算∑K
i X
i
-1，若∑K
i
X
i
-1＜0，说明温度T设低了，应提高T；若∑K
i
X
i
-1＞0，说
明温度设高了，应降低温度T，重新计算。
（5）直到∑K
i X
i
-1接近0为止，此时的温度即为泡点温度，也即进料温度。
试差法结构图为图2-2.
给定P Yes
设T K i=㏑P i s/P ∑K i x i -1≤εT ，y i结束运算
No
图2-2 试差法结构图
以示差方法所得数据见表2-6
表2-6 试差过程。