年产万吨甲醇制二甲醚生产工艺的初步设计

太原理工大学化学化工学院《化工设计》课程设计说明书年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计学生学号：学生姓名：专业班级：化工工艺0904指导教师：起止日期：2012.11.26～2012.12.21-I-化工设计课程设计任务书一、化工课程设计题目年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺的初步设计二、化工课程设计要求及原始数据（资料）：操作方式：连续操作产品品种：二甲醚拟建规模：20万吨/年年操作日：365天汽化塔：原料粗甲醇纯度90%（质量分数，下同），塔顶甲醇气体纯度≥99%，釜液甲醇含量≤0.5%；合成塔：选择-Al2O3做催化剂，转化率≥80%，选择性≥99.9%，脱水温度选择300摄氏度。精馏塔：塔顶二甲醚纯度≥“99.9%”釜液二甲醚含量≤0.5%；回收塔：塔顶回收甲醇纯度≥98%，废水中甲醇含量≤0.5%。三、化工课程设计主要内容：1、绪论2、生产流程或方法的确定3、物料衡算和热量衡算4、主要工艺设备的计算及选型（包括设备一览表）5、原材料、动力消耗定额及消耗量6、参考文献7、致谢8、附图（带控制点的工艺流程图和关键设备的结构图）四、时间安排：共设计四周，前2周收集资料，进行工艺流程的设计、物料和热量衡算，后两周进行设计说明书的撰写、工艺流程图和设备图的绘制。五、学生应交出的设计文件：课程设计说明书一本带控制点的工艺流程图一套（要求手工绘制2#图纸）主要设备结构图一套（要求CAD绘制，2#图纸）-II-六、主要参考文献（资料）：1、《化工设计》王静康主编1995年版化学工业出版社出版2、《化工原理》（上、下）2001年版天津大学化工原理教研室编天津科学技术出版社出版3．…………专业班级化工工艺0904学生武晓佩要求设计工作起止日期2012年11月25日至2012年12月21日指导教师签字日期教研室主任签字日期系主任批准签字日期-III-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。目前生产的二甲醚基本上由甲醇脱水制得，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，本设计采用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。气相法的工艺过程主要由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。主要完成以下工作：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。-IV-Abstract:AsLPGandoilalternativefuel,DMEhasdrawnattentionsatpresent.PhysicalpropertiesofDMEissimilarforLPG,anddon’tproducecombustiongastodamagetheenvironment,so,Itcanbeproducedlargely.Likemethane,DMEisexpectedtobecome21stcenturyenergyresources.,DMEispreparedbymethanoldehydration,namely,syntheticmethanolfirstandthenmethanoldehydrationtodimethyletherbymethanoldehydration.MethanoldehydrationtoDMEisdividedintotwokindsofliquidphaseandgas-phaseprocess.Thisdesignusesaprocessgasofdimethyletherpreparedbydimethyl.Heatingmethanoltoevaporation,methanolvaporthroughtheγ-AL2O3catalystbed,vapormethanoldehydrationtodimethyletherby.Thisprocessismadeofmethanolprocessheating,evaporation,dehydrationofmethanol,dimethylethercondensationanddistillationetc.Completedforthefollowingwork:1)Distillationtowerusedinseparationofdimethyletherandmethanolrecovery,columnheightoftower,diameter,arrangementofcolumnplateetc;2)Thecalculationandselectionofheatexchanger,pump;-V-Keywords:dimethylether,methanol,processdesign1目录摘要前言化工设计课程设计任务书...............................................................I前言.............................................................................11文献综述...........................................................................11.1二甲醚概述...................................................................11.1.1二甲醚的发展现状.......................................................11.1.2二甲醚的传统领域的应用及其拓展.........................................11.2国内二甲醚市场简况............................................................21.2.1现状....................................................................21.2.2国内市场预测...........................................................51.3国外二甲醚市场简况............................................................61.3.1现状....................................................................61.3.2国外市场预测...........................................................81.4原料说明.....................................................................81.6二甲醚的主要技术指标........................................................101.6.1技术要求...............................................................111.6.2试验方法...............................................................112DME产品方案及生产规模.............................................................142.1产品品种、规格、质量指标及拟建规模..........................................142.2产品规格、质量指标..........................................................142.3产品方案分析及生产规模分析..................................................153工艺流程介绍......................................................................153.1生产方法简述.................................................................153.2工艺流程说明.................................................................183.3生产工艺特点.................................................................203.4主要工艺指标.................................................................2023.4.1二甲醚产品指标........................................................203.4.2催化剂的使用..........................................................204主要塔设备计算及选型...............................................................214.1汽化塔及其附属设备的计算选型................................................214.1.1物料衡算..............................................................214.1.2热量衡算..............................................................234.1.3理论板数、塔径、填料选择及填料层高度的计算............................264.1.4汽化塔附属设备的选型计算..............................................304.2合成塔及其附属设备的计算选型................................................314.2.1物料衡算..............................................................314.2.2合成塔的选取选取：....................................................314.2.3热量衡算及附属设备的选型计算..........................................324.3精馏塔及其附属设备的计算选型................................................354.3.1物料衡算..............................................................354.3.2热量衡算..............................................................364.3