年产10万吨二甲醚项目设计说明书_化工设计竞赛 精品
年产十万吨二甲醚的设计
目录摘要 (2)ABSTRACT (3)1绪论 (4)1.1概述 (4)1.1.1设计依据 (4)1.1.2 设计规模及设计要求 (4)1.1.3产品规格、性质及用途 (4)㈠产品规格 (4)㈡二甲醚性质 (4)㈢二甲醚的用途 (5)1.1.4国内外各种工艺技术综述和比较 (7)㈠二甲醚工艺的国内外现状 (7)㈡技术分类及本设计采用方法 (8)㈢二甲醚分离过程设计 (10)2精馏塔工艺设计 (12)2.1精馏塔物料衡算 (12)2.1.1 基础数据 (12)2.1.2物料衡算 (12)㈠物料衡算组织简图 (12)㈡质量分数转换为摩尔分数 (12)㈡质量分数转换为摩尔分数 (13)㈢清晰分割 (13)㈣精馏工段工序物料衡算表 (15)2.2精馏工段工艺计算 (16)2.2.1物料衡算（见2.1.2） (16)2.2.2操作条件的确定 (16)2.3精馏塔设备计算 (18)2.3.1基础数据 (18)2.3.2塔板数的确定 (22)2.3.3精馏塔主要尺寸计算 (24)2.3.4塔板结构设计 (26)2.4浮阀塔提溜段与精馏段设计参数汇总 (28)年产十万吨二甲醚装置分离精馏工段的工艺设计摘要近年来，二甲醚成为国际石油替代途径与新型二次能源的热点课题，引起各国关注与重视。
二甲醚的制备主要有甲醇脱水法和合成气一步法两种。
与传统的甲醇合成二甲醚相比，一步法合成二甲醚工艺经济更加合理，在市场更具有竞争力，正在走向工业化。
目前，制取二甲醚的最新技术是从合成气直接制取，相比较甲醇脱水制二甲醚而言，一步法合成二甲醚因为体系存在有未反应完成的合成气以及二氧化碳，要得到纯度较高的二甲醚，分离过程比较复杂。
开发中的分离工艺主要采用吸收和精馏等化工单元操作过程得到纯度较高的二甲醚产品。
本设计主要针对分离中的精馏工序进行工艺设计，分离二甲醚、甲醇和水三元体系。
精馏塔采用浮法塔，塔顶冷凝器装置采用全凝器，用来准确控制回流比；塔底采用水蒸汽加热，以提供足够的热量。
10万吨二甲醚流程操作说明
二甲醚合成及精制单元仿真系统用 户 手 册北京东方仿真软件技术有限公司一、仿真实习软件工艺流程简介 (3)1. 10万吨二甲醚合成及精制单元工艺简介 (3)1.1背景 (3)1.2生产工艺 (3)1.3流程简述 (4)2. 复杂控制方案说明 (5)3. 设备名称 (5)二、合成及精制工段开车操作规程 (6)三、合成及精制工段停车操作规程 (9)四、事故工况 (11)一、仿真实习软件工艺流程简介1. 10万吨二甲醚合成及精制单元工艺简介1.1背景作为LPG和石油类的替代燃料，目前二甲醚倍受注目。
二甲醚（DME）是具有与LPG 的物理性质相类似的化学品，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。
与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。
DME的化学式是CH30CH3，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；由于加压时容易液化，可以用作喷雾剂、致冷剂及特殊燃料。
现在DME是由甲醇在催化剂存在下脱水合成；也可以将甲醇合成时产生的气体分离精制制造。
目前全世界二甲醚的产量不超过10×104t/y。
1.2生产工艺甲醇制二甲醚生产工艺过程主要分为反应和精馏两大工段。
反应工段包括甲醇预热、汽化和甲醇脱水反应及粗甲醚收集。
原料甲醇经预热后在汽化塔内被汽化成甲醇蒸汽，甲醇蒸汽与反应产品进行热交换后升温到240～260℃进入反应器，同时气体换热器还提供150℃甲醇冷激蒸汽。
甲醇蒸汽在催化剂和一定温度条件下进行分子间脱水反应。
主要反应方程式：2CH3OH→CH3OCH3+H2O上述反应为放热反应，在反应条件下还会伴随发生一系列副反应：CH3OH→CO+2H22CH3OH→C2H4+2H2O2CH3OH→CH4+2H2O+CCH3OCH3→CH4+CO+H2CO+H2O→CO+H2由于反应为放热反应，其放热使反应器自身温度和催化剂床层温度升高，故第二段催化剂床层温度用热气流中喷入温度较低的甲醇蒸汽的方法来调节，使反应温度在一定范围内进行。
年产10万吨甲醇合成二甲醚工艺设计
年产10万吨甲醇合成二甲醚工艺设计1. 引言甲醇是一种重要的化工原料，在许多工业领域都有广泛的应用，比如作为燃料、溶剂和合成其他化学品的中间体。
而二甲醚（DME）是一种重要的替代燃料和清洁能源，在汽车和家庭用品等方面具有潜在应用价值。
为了满足市场需求，在本文中，我们将设计一种工艺，以每年产出10万吨的甲醇，并利用甲醇合成二甲醚。
2. 工艺图下图展示了年产10万吨甲醇合成二甲醚的工艺图：工艺图工艺图3. 工艺步骤3.1 甲醇生产首先，我们需要生产甲醇。
这可以通过对天然气进行蒸汽重整反应来实现。
该反应将天然气中的甲烷转化为一氧化碳和氢气。
然后，将一氧化碳和氢气在催化剂的存在下进行合成反应，生成甲醇。
3.2 甲醇净化生产的甲醇需要经过净化步骤，以去除杂质。
这包括使用吸附剂和分离技术，如蒸馏和结晶，将甲醇中的杂质去除，提高甲醇的纯度。
3.3 甲醇合成二甲醚在甲醇净化后，我们将进行甲醇合成二甲醚的反应。
该反应将甲醇与催化剂一起加热，生成二甲醚。
这是一个可逆反应，所以我们需要对反应条件进行控制，以提高二甲醚的产率。
3.4 二甲醚净化生产的二甲醚需要经过净化步骤。
这包括使用分离技术，如蒸馏和结晶，将二甲醚中的杂质去除，提高二甲醚的纯度。
4. 工艺参数为了实现年产10万吨甲醇合成二甲醚的目标，我们需要考虑以下工艺参数：•甲醇生产装置的产能•甲醇净化装置的效率•甲醇合成二甲醚反应的温度和压力•甲醇合成二甲醚反应的催化剂选择和用量•二甲醚净化装置的效率这些参数将直接影响到工艺的效果和产量。
5. 结论通过设计合理的工艺步骤和参数，我们可以实现每年产10万吨甲醇合成二甲醚的目标。
这有望满足市场需求，并为清洁能源领域做出贡献。
然而，需要注意的是，实际生产中可能会受到许多因素的影响，包括原材料供应、设备故障等等。
因此，需要进行全面的工艺设计和风险评估，以确保工艺的可行性和稳定性。
参考文献•Smith, J. M., Van Ness, H. C., & Abbott, M. M. (2005). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics (7th ed.). McGraw-Hill.。
年产10万吨二甲醚项目设计说明书_化工设计竞赛 精品
随着化石能源的日趋枯竭及其使用所带来的环境问题的日益严重，人类将面临严重的能源危机与环境污染。本项目的设计构思是在当前能源短缺，提倡大力开发可再生资源的形势下，在技术支持及专家的科学论证的基础上提出的。本设计项目的研究开发方向是超临界CO2加氢直接制取二甲醚。通过充分利用广西的特色资源蔗渣作为生物质汽化制氢的原料，运用超临界水气化制氢技术制取H2和CO2，作为直接合成燃料二甲醚的原料。
1.6项目投资的必要性和经济意义
能源化工是支持一个国家生存和发展、强大的主要基础和依靠，经过人类文明的积累和经济建设，对这块行业的关注度开始要因为环境的变化而产生重大变革。随着世界石油价格的飙升、石油市场的不稳定，以及近年来中国石油需求迅速增加，导致进口量猛增，预计到2020年，每年将有约2.5亿t石油缺口，面对这一系列问题，引发了国内对中国交通替代能源研究和开发的讨论[5]。二甲醚的开发，不仅具有经济性、环保性，更具有战略性。大力发展二甲醚作为石油替代的战略能源符合中国国情，有利于能源化工多元化结构及多联产体系的发展。国外关于DME燃烧性能研究表明，DME能够实现发动机高效，超低排放，柔和燃烧，排烟为零，燃烧噪声比传统柴油机低，所排放尾气无需用催化转化处理就能满足有关汽车超低排放尾气的标准。
用蔗髓作为生物质气化制取H2的原料，合理利用废弃物制造可再生能源，为生物质制氢的规模化、工业化提供了适合的途径。另外利用超临界CO2加氢直接合成DME工艺作为合成DME的一种新路径正处于探索阶段。CO2是地球上最丰富的碳资源，由它引起的温室效应已给人类生态平衡带来了巨大的损失。因此，以CO2为原料合成各种化学品来实现CO2的循环利用已引起各国研究者的兴趣。由于CO2加氢制甲醇受到热力学平衡的限制，使人们开始关注CO2加氢直接制DME。这样就可打破CO2加氢制甲醇的热力学平衡，提高CO2的转化率。但目前国内研究CO2加氢直接制DME的转化率还较低，我们希望通过本次项目研究，设计出一套较合理的CO2加氢直接制DME工业化流程。多余的CO2送往碳酸二甲酯车间[7]。
年产10万吨二甲醚项目
年产十万吨二甲醚项目设计书1项目背景我国化石燃料资源的基本状况是:煤多油少。
目前,我国已经探明的石油资源储存量仅为22亿多吨"一同时随着我国汽车工业的快速发展,我国对汽油和柴油的需求量也持续有所上升,如果仅仅依靠国内现有的石油产量,将远远不能满足要求"作为世界上最大的发展中国家,中国不仅是一个能源生产大国,同时还是一个能源的消费大国,能源的生产量仅次于俄罗斯和美国,位居世界第三位;能源的消费量却占世界总消费量的1/10,仅次于美国,位居世界的第二位"目前世界各国经济的增长都面临着能源缺乏和环境保护的双重压力,因此为了保持世界经济的持续性发展,清洁能源与可再生能源的研究与开发也得到了蓬勃的发展，如煤液化技术、生物质能开发技术、二甲醚(DME)生产技术等。
1.1二甲醚简介二甲醚(Dimethyl Ether，简称DME)习惯上简称甲醚，为最简单的脂肪醚，分子式C2H6O，是乙醇的同分异构体，结构式CH3—O—CH3，分子量46.07，是一种无色、无毒、无致癌性、腐蚀性小的产品。
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。
二甲醚物性参数见下表：1.2二甲醚的用途（1）替代氯氟烃作气雾剂随着世界各国的环保意识日益增强，以前作为气溶工业中气雾剂的氯氟烃正逐步被其他无害物质所代替。
（2）用作制冷剂和发泡剂由于DME的沸点较低，汽化热大，汽化效果好，其冷凝和蒸发特性接近氟氯烃，因此DME作制冷剂非常有前途。
国内外正在积极开发它在冰箱、空调、食品保鲜剂等方面的应用，以替代氟里昂。
关于DME作发泡剂，国外已相继开发出利用DME作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、热塑聚酯泡沫的发泡剂。
发泡后的产品，孔的大小均匀，柔韧性、耐压性、抗裂性等性能都有所增强。
（3）用作燃料由于DME具有液化石油气相似的蒸气压，在低压下DME变为液体，在常温、常压下为气态，易燃、毒性很低，并且DME的十六烷值(约55) 高，作为液化石油气和柴油汽车燃料的代用品条件已经成熟。
年产10万吨二甲醚生产线设计-公司架构
广东绿源化工有限公司组建规程一、公司及发展广东绿源化工股份有限公司（以下简称“广绿源”）是一家于2007年6月在中国广东省广州市注册的股份制有限公司，是由广州市政府投资的国有企业。
公司以10万吨/年二甲醚的生产为首期规划，致力发展华南地区二甲醚产业链。
广绿源以“发展能源、服务社会，促进我国新能源发展”为宗旨，坚持“以新能源促进经济发展”的经营理念，采用项目运作与资本运作相结合的投资运作新模式。
广绿源实行规范的股份制商业化运作，建立了完善的组织结构、以及强有力的经营策略和灵活的商业化运作机制，并以实现境外IPO上市为目标，在管理上与国际化工企业要求接轨，保持了公司在中国能源化工业稳健经营的领先优势。
广绿源的发展规划是在未来五年内，全面稳固广东二甲醚的业务，并形成初步的华南地区业务拓展，将公司发展成跨区域、集团化运作的上市公司。
二、公司组建本公司权力机构是股东大会，实行董事会领导下的总经理负责制，管理结构如下图所示。
总经理在董事会监督下全面负责本公司日常经营管理及发展事物，督促各职能部门的工作，评估各部门工作成效，主持公司办公会议，协调各部关系，必要时进行仲裁，设有总经理秘书、监察审计助理及法律事务助理组成的总经理办公室。
对于各业务及职能部门的管理，本公司实行部门负责制，有总经理直接领导制造部、市场部、质量部、财务部、人力资源部的职能部门，各部和研发中心的负责人可由总经理亲自兼任。
对各部门的主要职能及职责规定如下：１、市场部：负责公司的采购供应、产品销售和市场研究；负责向研发部门报告市场需求信息，提供研发方向以给与制造、财务等部门进行协作与沟通；负责督导销售的货款回笼；确定公司的广告宣传计划决策。
２、制造部：负责生产制造部门的组织管理、计划实施、协调和管理生产制造与设备保障部和工艺部门之间的业务冲突；负责与市场、财务、研发部门进行协作与沟通；经总经理授权，就设计生产制造部、设备保障部、工艺工程部的问题与外界进行谈判。
年产10万吨二甲醚的初步工艺设计
二甲醚的初步工艺设计的重要意义
近年来，国际石油价格持续高位运行，我国石油对外依存 度也不断提高。因此，发展替代能源成为国家近期的重点 工作之一。二甲醚是一种清洁的替代能源，在民用燃气、 汽车燃料等领域有着巨大的市场需求。 二甲醚的理化性质比较独特，热植高，无毒、无害，具有 潜在的广泛用途，除作为有机化工原料广泛用于制药、染 料、农药等，还用于替代氟里昂用作汽溶胶喷射剂和制冷 剂，由于其良好的燃料性能，具有实用、通用、环保、安 全、质优价廉的优点。 二甲醚以其优良的性质,被称为21 世纪的新型"清洁能源" 。
工艺流程
二甲醚生产工艺流程方框图
主要塔设备计算及选型
主要塔设备： 1、汽化塔 2、合成塔 3、初馏塔 4、精馏塔 5、回收塔 主要塔设备及其附属设备的计算选型 ： 1、物料衡算 2、热量衡算 3、理论塔板数的计算 4、塔径设计计算 5、填料层高度的计算等
环境保护
1、主要污染物 二甲醚生产过程中主要的有毒有害物料有一氧化碳、二氧 化碳、甲醇和二甲醚醇等。 2、环保治理措施 （1）废气处理 （火炬系统燃烧处理 ） （2）废水处理 （蒸汽冷凝水、精馏废水、循环水排污） （3）废渣处理 （回收、填埋等 ） （4）噪声 （隔音房 、种植降噪植物 等） 3、安全注意事项 二甲醚生产属于甲级防火，注意跑、冒、漏、滴等现象发 生，在生产区内动火要先做好安全防护工作，酸、碱及强 腐蚀物，操作时要有防护面具，二甲醚易易燃，要注意做 好防火工作。
工艺流程
1、一步法： （1）所谓一步法是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。 （2）合成气一步法制备二甲醚的反应是： CO+2H2= CH3OH(g) ΔH= -90.8 kJ/mol 2 CH3OH(g)＝CH3OCH3 (g)+ H2O (g) ΔH= 23.4 kJ/mol CO+H2O(g)＝CO2+H2 ΔH= -40.9 kJ/mol
万吨年二甲醚项目说明共92页文档
10万吨/年二甲醚项目说明书前言近年来原油价格不断攀升，居高不下。
在目前这种高油价的背景下，我国石油对外依存度高达46.06%，预计到2019年，将更达到惊人的59%，这给我国经济增长带来了巨大的压力。
另一方面，目前全世界范围内石油紧缺，预计目前探明的石油储量只能使用40年。
因此，开发新能源，探索石油替代品具有重大的战略意义。
由于二甲醚具有优良的燃料性能，标准方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即液化易贮存，作为车用的替代燃料，具有其他燃料不可比拟的综合优势，因此二甲醚作为清洁燃料方面的发展潜力巨大，已经得到了国内外的广泛关注。
2019年，预计世界(不包括中国、印度)总生产能力为29.4万吨/年，产量约22万吨；国内预计年生产能力48万多吨，产量32万吨，预计2019年全国需求量将达1680多万吨。
对开发二甲醚作为新型清洁能源，国家给予很大的政策鼓励。
2007年7月1日，财政部和国家税务总局发布《关于二甲醚增值税适用税率问题的通知》，宣布自2008年7月1日起，我国将二甲醚增值税税率由17%下调为13%。
此次二甲醚增值税税率下调，使二甲醚与液化气之间的价差进一步增大，从而有利于提升下游的购买热情。
我国的能源结构现状是“富煤、贫油、少气”，因此以煤制二甲醚发展替代能源优势明显。
根据行业专家的测算，以目前的煤炭成本，制作二甲醚系列产品具有极大的成本优势，因而二甲醚将作为一种新能源逐渐走向前台。
综上，基于我国石油资源短缺、煤炭资源丰富以及人们环保意识逐渐增强，本设计为一个联合化工总厂设计一个生产燃料二甲醚分厂。
本设计利用了目前最有工业应用前景的合成气一步法合成二甲醚，原料由位于无锡市的联合化工总厂供应。
本设计的生产规模定位在年产10万吨，主要是为了从该规模的生产中合成气一步法制备二甲醚的优势，并从中探索出合成气一步法大规模工业化的技术。
目录目录........................................................................................................................... 错误!未定义书签。
年产10万吨二甲醚生产装置项目环境影响报告书
中油石化有限公司年产10万吨二甲醚生产装置项目环境影响报告书XXXX10万t/a二甲醚生产线项目环境影响报告书目录1 项目概况 (1)1.1 公司概况和项目由来 (1)1.2 项目名称和性质 (1)1.3 立项情况 (1)1.4 建设规模 (1)1.5 项目建设地点 (1)2 工程内容及污染因素分析 (2)2.1 公用工程内容 (2)2.2 生产工艺流程 (2)2.3 项目污染源强汇总 (4)3 选址周边环境及保护目标 (5)3.1 周边环境概况 (5)3.2周边环境质量现状 (5)3.3 保护目标 (6)4 环境影响预测 (7)4.1 环境空气预测评价 (7)4.2 水环境影响分析 (7)4.3 声环境影响分析 (8)4.4 固体废物影响分析 (9)4.5 卫生防护距离 (9)4.6 事故排放影响分析 (9)5 对策措施 (11)6 总量控制及公众调查 (13)6.1 总量控制 (13)6.2 公众调查 (13)7 环境可行性及评价结论 (15)7.1 是否符合国家产业政策 (15)7.2 是否符合规划，做到合理布局 (15)7.3 技术与装备政策是否符合清洁生产 (15)7.4 是否做到污染物达标排放 (15)7.5 是否满足国家和地方规定的污染物总量控制指标 (15)7.6 是否能维持地区环境质量，符合功能区要求。
(16)8 环评总结论 (17)附图1 项目概况1.1 公司概况和项目由来XXXX系上海中油能源控股有限公司、江苏中油长江石化有限公司、上海华油有限公司等单位共同投资，公司主要经营石化产品的生产、储运和销售。
公司拟在平湖独山港建设XXXX10万t/a二甲醚生产线项目，以甲醇为原料气相制备二甲醚，生产规模10万t/a。
平湖市经济贸易局以平经贸投资备[2006]244号《平湖市企业投资项目备案通知书（技术改造）》予以备案。
1.2 项目名称和性质（1）项目名称：XXXX10万t/a二甲醚生产线建设项目。
年产10万吨二甲醚建议书
年产10 万吨二甲醚项目建议书目录1 概述1.1 概述 ............................................... ..1 1.2 设计依据 ............................................ ..31.3 设计原则 ............................................ ..32 厂址和建厂条件........................................ ..4 2.1 厂址概况 . (4)2.2 建厂条件 (19)3原料性质、建设规模及产品方案 (28)3.1 原料性质 (28)3.2 建设规模 (29)3.3 产品方案 ........................................ .293.4 产品的用途及优势 (30)4 工艺技术方案 (41)4.1 全厂工艺总流程说明 (41)4.2 全厂工艺总流程说明 (48)5 公用工程、辅助设施及厂外工程 (51)5.1 公用工程初步方案和原则确定 (51)5.2 辅助设施初步方案和供应情况 (51)5.3 项目土建（建筑与结构）工程 (51)5.4 供热供风 (52)5.5 厂外工程 ........................................ .535.6 辅助设施 ........................................... ..546 总图运输.............................................. ..54 6.1 总图运输 ........................................... ..54 6.2 工厂运输 ........................................... ..556.3 物料储存 (55)7 原料、燃料和辅助物料.................................. ..55 7.1 原料、燃料 ......................................... ..557.2 催化剂 ............................................. ..558 健康、安全、环保（HSE和消防设计 (56)8.1 HSE .................................................................................... . 56 8.2 劳动安全卫生 . (56)8.3 环境保护 ............................................. ..57 8.4 消防设计... . . (58)9全厂管理体制和总定员 (59)9.1 全厂管理体制和总定员原则 (59)9.2 工厂组织机构和定员安排 (59)10 节能措施 (64)11 投资估算和资金筹措方案 (65)11.1 建设投资估算 (65)11.2 资金筹措方案 (67)12 经济效益和社会效益评价 (67)13结论和建议..711概述1.1 概述1.1.1企业概况湛江※※替代石油能源有限公司是由公司与公司合资成立的，股份分配为：公司70% 公司30%出资方式均为现金出资。
万吨二甲醚装置生产流程设计
合计：11.2807×106kcal/hr
合计：需要冷量：0.6569×106kcal/hr
2.0727
10万吨/年二甲醚装置生产流程物料衡算
返回
next
10万吨/年二甲醚装置生产流程物料衡算（续）
返回
FIC V-201 LIC
YC
10
LIC
12 11
mps
DME 17
FIC
V-202 LIC
17
YC
24
LIC
P-203A/B
14
15
废水
E-201 E-202A
CWR CW
E-203
E-204
P-202A/B
E-206
E-208
DME分离塔T-201优化结果 返回
理论塔板数
20 回流比
0.521
甲醇的损失百分率wt％
回流比对分离效果的影响
甲醇杂质含量和损失百分率
0.05 0.04 0.03 0.02 0.01
0 1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
回流比
循环甲醇中杂质含量wt％
甲醇的损失百分率wt％
返回
1.6
系统的的温焓图
NEXT
系统的热匹配方案图
next
E-206
E-202 R-201
R -201
T -2 01 13
T -2 02 10
M IX E R 1
9 5 3 2
6
8
1 P -2 01 A B
4 7
E -2 01 A E -2 02 A E -2 02 B E -2 03
11 12
P -2 03 A B
10万吨二甲醚设计方案
100Kt/a二甲醚项目设计方案一、概述建设部发布《城镇燃气用二甲醚》产品标准：CJ/T259-2007，自2008年1月1日起实施。
标志着国家将二甲醚做为替代能源政策正式启动。
目前国内外二甲醚生产大都采用甲醇气相脱水工艺，各种生产二甲醚工艺主要区别为：反应器的结构型式；甲醇的汽化方式；热回收的组合；不凝气中二甲醚的回收及残液的环保处理。
本方案针对氧化铝型催化剂活性温度在240℃和单程绝热温升达115-120℃的条件，推荐采用分离热管型二甲醚反应器（专利：200620097885.2），该反应器采用导热姆实现反应在最佳反应速率和平衡温度进行。
同样规模催化剂装填量仅为冷激型的70%；其次，本方案可直接采用粗甲醇为原料，在甲醇塔内与未反应的甲醇在一起精馏，至反应器的甲醇经过精制，因此无后顾之忧，同时该塔残液可处理至环保要求，不必再设汽提塔。
第三，不凝气中二甲醚的回收采用甲醇洗涤及脱盐水水洗甲醇二级，可使损失最小。
第四，装置热回收组合合理，采用粗甲醇为原料时，蒸汽消耗最低。
第五，该工艺流程简化，占地面积小，投资省。
二、流程简述粗甲醇送甲醇塔上部，回收甲醇送相应塔盘，通过冷凝、回流，达到精醇要求。
甲醇经甲醇加压泵增压，和残液在板式热交换器中初步预热，再至甲醇预热器由导热姆导出的反应器预热至120-125℃后，去甲醇蒸发器气化，然后经气体换热器由反应器出口气体加热至反应活性温度220-240℃，进入分离热管型二甲醚反应器，在等温条件下，甲醇脱水生成二甲醚，反应气经气体换热器降温后，经反应气再沸器经甲醇塔提供热量（不足部分由蒸汽煮沸器提供），再给粗二甲醚预热，最后在粗醚冷凝塔中冷凝。
粗二甲醚由粗二甲醚泵增压，经粗二甲醚预热器预热后到二甲醚精馏塔，二甲醚经冷凝、回流达到产品标准，产品通过回流泵送至罐区二甲醚储罐。
二甲醚精馏塔釜液（甲醇与水）直接送甲醇塔与粗甲醇一起精制。
残液在板式换热器中冷却后送出界区外。
根据粗甲醇的组成，通过塔的采出口，采出的“杂醇”也经板式换热器用冷却水冷却后，送罐区杂醇储罐。
年产10万吨二甲醚生产线设计-能量平衡
一、各换热单元的热负荷在运用化工模拟软件aspen plus 优化DME精馏塔、甲醇回收塔的操作条件下，各系统物流所需的热负荷如表4-5 所示：表4-5 系统物流所需的热负荷物流种类设备位号进口温度℃出口温度℃热负荷MMkcal/hrMCPMMkcal/hr*℃369 159.46 2.3429762 0.011182 output159.46 100 4.4016692 0.074027 E-205 37.5 36.30477 1.61854869 1.354173E-207 70.1 63.55186 2.55369164 0.389987E-208 112.4264 50 0.3202029 0.005129热物流合计：11.23709 MMkcal/hr31.24238 155 7.04559606 0.056931Feed155 250 0.90083521 0.009482 E-204 140.8 144.2502 0.82066456 0.23786E-206 112.0 112.4264 2.06116937 4.833887冷物流合计：10.82827 MMkcal/hr合计：需要冷量为 0.408823 MMkcal/hr其中，output ：反应器出料的冷却阶段，分冷却到露点（159.46℃），露点到部分冷凝（159.46--100℃）两个阶段。
（该物流的泡点为97℃）Feed ：反应器进料的预热阶段，分预热到泡点（154℃）、蒸发（154--155℃）、过热（155--250℃）三个阶段。
二、工艺物流换热方案为了充分利用系统能量，降低公用工程消耗，普遍采用在反应器和蒸馏塔的周围安装进料和出料的换热器。
反应器中的原料供给系统在高于环境温度下操作，反应炉进料需要加热，出料要冷却到塔的进料温度。
通过给出了需要加热或冷却的流股，将热流股的初、终温度分别减去最小允许温差，与冷流股的初终温度一起排序，这样把原问题划分为多个温度区间。
10万吨年二甲醚生产流程的项目开发
10万吨/年二甲醚生产流程的项目开发摘要：综述了二甲醚的性质、用途及生产方法。
对年产10万吨二甲醚的生产流程进行工艺设计，通过对DME精馏塔和甲醇回收塔的操作条件进行优化，减少了塔的理论板数，减少了设备投资，降低公用工程消耗和温位，进而降低操作费用。
关键词：甲醇；二甲醚；工艺条件；模拟与优化二甲醚(Dimethyl Ether，简称DME)习惯上简称甲醚，为最简单的脂肪醚，分子式C2H6O，是乙醇的同分异构体，结构式CH3-O-CH3，分子量46.07，是一种无色、无毒、无致癌性、腐蚀性小的产品。
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。
如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷荆，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。
由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。
代替甲醇用作甲醛生产的新原料。
作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。
也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。
二甲醚在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。
与甲烷一样，被期望成为2l世纪的能源之一[1-2]。
中国工程院倪维斗院士预言，二甲醚必将成为中国能源结构中的一支生力军，预计5年内我国将有500万吨到1000万吨的二甲醚年需求量。
尽管二甲醚的投资额比较高，但大处从国家能源安全考虑，小处从市场需求与企业效益考虑，高额投资也是值得的，国家也应对清洁能源产业的发展壮大给予必要扶持，同时呼吁成立一个国家层次的推广发展醉、醚燃料的机构[3]。
藉此契机，综合考虑，进行了此年产10万吨二甲醚装置生产流程设计。
1 国内外二甲醚生产发展现状目前，全球二甲醚总生产能力约为21万t/a，产量16万t/a左右，表1-1为世界二甲醚主要生产厂家及产量。
10万吨二甲醚装置交出方案要点
十万吨二甲瞇装置停车置换方案编写：审核：审定：批准:10万吨二甲醚装置大修交出方案说明：本次装置大修要对汽化塔、精馏塔塔内件进行检查，E105 E107管板泄露点进行焊接，装置阀门进行更换，根据以上要求，制定装置交出方案。
步骤如下：1、装置进行退料置换（球罐不凝气反洗管道氮气置换）。
2、汽化塔、精馏塔蒸汽吹扫、空气置换。
3、E105 E107动火前准备工作—、停车退料1 、主装置系统在接到停车指令后，逐步降低汽化塔进料量至最小量7m3/h。
精馏进料量不变，加大循环液流量，运行一段时间后，粗甲醚储罐、釜液罐液位降至最低。
停汽化塔、反应器，关闭洗涤液。
------ 停合成系统。
精馏塔继续进料，当泵有抽空迹象时，关小进料量。
当精馏进料泵再有抽空迹象时，停泵。
精馏塔保持塔顶温度，回流泵加大采出，至回流罐采空，停回流泵，停导热油。
打开精馏塔釜至釜液罐放净阀，将塔釜和塔板上流入塔釜的物料放入釜液罐。
釜液泵继续运行，当釜液泵有抽空迹象时，关小循环液。
当釜液泵再出现抽空时，停止釜液泵运行。
循环液通过汽化塔送至汽提塔处理，注意汽提塔操作，防止超压和废水不合格。
2、导热油炉、循环水中控室及时将装置需用热量情况通知导热油炉，锅炉根据装置用热情况调整燃煤负荷。
装置停车后，锅炉导热油泵继续运行，煤仓、炉排拉空，除渣机出净，螺旋清理干净。
导热油温度低于100C时，停导热油泵运转。
循环水汽提塔停车后，停止循环水泵运行。
二、主装置泄压、残液放净1、阀门动作关闭甲醇进料阀门前后阀及旁路：V1014 V1015 V1016 关闭二甲醚采出前后阀门及旁路：V1136 V1137 V1138关闭球罐至装置不凝气洗涤管道上球罐根部阀门关闭汽化至汽提塔阀门V1058 V1059打开紧急放空阀门PV6108前阀V11252 、系统泄压打开装置放空总阀，精馏系统放空阀，向火炬系统泄压，装置压力泄放至微正压（0.5KPa）,并始终保持正压状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
广西大学forward团队
2008三井化学杯
大学生化工设计竞赛
项目设计说明书
项目名称：以蔗渣（蔗髓）为原料年产10万吨二甲醚项目
参赛学校：
设计时间：2008.08-2008.09
第一章
1.1项目名称
中国贵糖集团以蔗渣（蔗髓）为原料年产10万吨二甲醚生产项目。
1.2企业和建设性质
二甲醚作为民用燃料有许多优点，甚至比LPG使用更加方便,但能否用作城镇燃气,主要取决于二甲醚的价格。二甲醚作为燃料，其价格的竞争力与LPG的价格密切相关。从2003年以来，成品油价格先后经过近9次调整；2006年以来，国家在3月26日和5月24日对成品油价格进行了2次调整，其中5月24日是历年来调整幅度最大的一次，致使上半年汽油价格同比上涨16.5%、柴油价格同比上涨18.2%，比2000年平均价格增长69.4%和69.1%。世界液化气市场的基准价格—中东液化气合同价，从前几年不足300美元/t提高到2004年年平均348美元/t，而2005年又跃升为427美元/t，涨幅达23%。我国液化气的进口成本也相应提高22%，2005年平均到岸价已达459美元/t。到2006年平均出厂价格达到4620元/t，进口LPG完税价格达到5110元/t，而且预计近期大幅下降的可能性不大。以近两年数据为计算依据，2005～2006年间国产LPG平均出厂价格为4437元/t，考虑发热量、燃料效率等因素，二甲醚∶LPG替代比按1.2∶1计算，二甲醚可竞争的市场价格为3698元/t。即目前当二甲醚市场价格低于3698元/t时，二甲醚竞争力优势明显。随着工艺路线的改进，原料的变更，其成本有可能还会大大降低，竞争优势继续增强。如果用DME替代LPG，仅取代进口一项，估计到2010年需要替代LPG的燃料级DME达1500万t(LPG进口量按年增长率10%估算，并以LPG替代DME当量比1：1.15计)。因此，对二甲醚来说，不存在市场需求问题，关键在于成本的控制。我们可以预测在不久的将来，二甲醚汽车将以其高效、环保等优点逐渐替代原有的柴油机汽车。随着我国汽车保有量的增加，二甲醚作为汽车燃料替代柴油的市场前景极其广阔[6]。
企业性质：股份有限制。建设性质：新建。1. Nhomakorabea编制依据
(1)三井化学杯大学生化工设计竞赛指导书。
(2)由forward设计小组编写的中国贵糖集团二甲醚分厂项目建议书及上级部门有关指示。
(3)中国贵糖集团二甲醚分厂关于连续法二甲醚生产工艺的专利报告。
(4)由forward设计小组提供有关该项目的技术经济基础资料。
(5)由forward设计小组中国贵糖二甲醚分厂总平面图。
(6)有关贵港地区的气象、水文、交通、环保资料。
1.4编制原则
(1)认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。
(2)充分利用广西特色资源，依靠贵糖以及周边各糖厂已有的原料基础。
(3)大力推进技术进步，积极采用新工艺、新技术，解决以往陈旧工艺的缺点和弊端。
(4)装置设计采用可靠的安全技术，严格执行国家现行的有关安全法规，并注重提高机械化和自动化水平。
(5)设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高水的重复利用率，减少一次水的用量。
(6)设计中选用环保生产工艺路线，生产过程中尽量减少“三废”排放，同时三废治理要做到同时设计、同时施工、同时投产、并考虑环保的综合治理。
1.5项目背景
二甲醚作为一种新型的替代能源具有巨大的发展潜力，不仅可代替液化石油气亦优于液化石油气，而且能替代柴油亦优于柴油，得到了世界各国的广泛重视[1]。随着我国经济的发展，石油消耗不断增加。实施替代能源战略是抑制高油价影响的重要措施。发展二甲醚(DME)等煤基醇醚燃料有利于缓解石油供应短缺矛盾，是近期替代工作的重点[2]。此外普通燃料燃烧产生废气，污染大气环境。在发达国家，民用洁净燃料问题已基本解决，但由于汽车很普及，发动机使用洁净燃料成为环境保护的重要课题。目前禁用含铅汽油，在汽油中添加MTBE及甲醇等含氧化合物已较普及。柴油发动机的主要问题是氮氧化物和颗粒物质—黑烟的排放，形成市区酸雨，破坏臭氧层，这些问题都有待解决。在中国等发展中国家，除了像发达国家一样要解决发动机使用洁净燃料问题外，还急需解决民用洁净燃料问题[3]。在众多的替代燃料中，二甲醚属于比较有发展前途的燃料，可用作民用洁净燃料，有诸多的优点：在同等温度条件下，二甲醚的饱和蒸汽压低于液化石油气，其储存、运输等比液化石油气安全；二甲醚在空气中的爆炸下限比液化石油气高一倍，因此在使用过程中，二甲醚作为燃料比液化石油气安全；虽然二甲醚的热值比液化气低，但由于二甲醚含氧，在燃烧过程中所需空气比液化气低，从而使得二甲醚的预混合热值与理论燃烧温度均高于液化气；二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，燃烧性能良好，热效率高，燃烧过程中无残液，无黑烟，是一种优质、清洁的民用燃料[4]。因此，二甲醚工业的发展主要立足于燃料市场是一基本市场定位。
1.6项目投资的必要性和经济意义
能源化工是支持一个国家生存和发展、强大的主要基础和依靠，经过人类文明的积累和经济建设，对这块行业的关注度开始要因为环境的变化而产生重大变革。随着世界石油价格的飙升、石油市场的不稳定，以及近年来中国石油需求迅速增加，导致进口量猛增，预计到2020年，每年将有约2.5亿t石油缺口，面对这一系列问题，引发了国内对中国交通替代能源研究和开发的讨论[5]。二甲醚的开发，不仅具有经济性、环保性，更具有战略性。大力发展二甲醚作为石油替代的战略能源符合中国国情，有利于能源化工多元化结构及多联产体系的发展。国外关于DME燃烧性能研究表明，DME能够实现发动机高效，超低排放，柔和燃烧，排烟为零，燃烧噪声比传统柴油机低，所排放尾气无需用催化转化处理就能满足有关汽车超低排放尾气的标准。
目前，在我国液化气已十分普及，我国液化石油气每年进口均在4000万吨以上，倘若二甲醚作为民用燃料能得以推广，则因燃气需求量不断增加而导致大量进口液化石油气的局面迅速扭转。二甲醚是一种潜在的汽车发动机燃料，其十六烷值达55～66，高于柴油44～55的水平。自燃点温度低，自身含氧，燃烧后生成黑烟少，对金属无腐蚀，对燃油系统材质无特殊要求。而且二甲醚可直接燃烧于柴油发动机，只对油箱及输油管路进行改动即可。使用二甲醚可使发动机的功率提高10～15%，热效率提高5～10%，燃烧噪音可降低10～15dB，排放尾气中NOx、CO和HC分别比柴油机低30%、40%和50%，符合欧Ⅲ标准和美国加州超低排放ULEV标准，是一种理想和洁净的柴油替代品。随着我国机动车保有量的日益增加，汽车排放尾气已成为大气的主要污染源之一。使用二甲醚燃料，不仅能大大改善尾气排放对环境的污染，更重要的是生产成本低，系统花费少，燃料来源有保障。二甲醚作为车用代用燃料，有着天然气、甲醇、乙醇、氢气不可比拟的综合优势。目前，我国柴油的年消费量已近1亿吨。二甲醚作为良好的柴油替代燃料，按其对柴油的替代率为10%计算，一年也需1000万吨。因此，二甲醚作为汽车燃料其发展前景极其广阔，并可带动一大批相关行业。