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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）全过程的物料及能量衡算；
2）通过对ASPENPLUS的学习对精馏系统进行模拟； 3）二甲醚精馏塔的选型设计计算； 4）二甲醚精馏塔选型的校核；
5）通过对塔的设计计算，利用CAD绘制出PID图、PFD图、设备图以及车间布置图。
关键词:二甲醚，甲醇，工艺设计，二甲醚精馏精馏塔设计
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 sources., 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-AL 2O3 catalyst 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: b5E2RGbCAP 1) The whole process of the material and energy balance calculation。p1EanqFDPw / 65
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2) The distillation system is simulated through the study of ASPENPLUSDXDiTa9E3d 3> Calculation and selection of design DME distillation column。RTCrpUDGiT 4> Check selection DME distillation column。
5> Through the calculation of design of the tower, using CAD to draw PID chart, PFD chart, equipment and workshop layout.5PCzVD7HxA Key words: DME, methanol, Process Design, Design of DME fractionating towerjLBHrnAILg 目录
第1章 文献综述0xHAQX74J0X 1.1 二甲醚的现状0LDAYtRyKfE 1.1.1 甲醚的市场分析0Zzz6ZB2Ltk 1.1.2 二甲醚行业面临的考验0dvzfvkwMI1 1.2 二甲醚生产技术1rqyn14ZNXI 1.2.1 合成气一步法1EmxvxOtOco 1.2.2 两步法生产技术2SixE2yXPq5 1.2.3 二甲醚生产工艺的比较36ewMyirQFL 1.3 甲醇气相法制取二甲醚3kavU42VRUs 1.3.1 甲醇气相脱水制二甲醚过程热力学分析3y6v3ALoS89 1.3.2甲醇气相脱水制二甲醚宏观动力学研究8M2ub6vSTnP 1.4 甲醇气相脱水制二甲醚精制分离100YujCfmUCw 1.4.1 二甲醚精馏的影响因素的讨论11eUts8ZQVRd 1.4.2 二甲醚精馏塔数学模型及求解12sQsAEJkW5T 1.5 结语13GMsIasNXkA 第2章 技术分析14TIrRGchYzg 2.1 反应原理147EqZcWLZNX 2.2 反应条件14lzq7IGf02E I / 65
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2.3 反应选择性和转化率14zvpgeqJ1hk 2.4 催化剂的选择14NrpoJac3v1 2.5 精馏塔的选择141nowfTG4KI 第3章 物料衡算与能量衡算14fjnFLDa5Zo 3.1 反应器14tfnNhnE6e5 3.1.1 物料衡算14HbmVN777sL 3.1.2 能量衡算15V7l4jRB8Hs 3.2二甲醚精馏塔1683lcPA59W9 3.2.1 进料温度的计算16mZkklkzaaP 3.2.2 二甲醚精馏塔17AVktR43bpw 3.3 甲醇精馏塔的衡算21ORjBnOwcEd 3.4 甲醇缓冲罐232MiJTy0dTT 第4章 二甲醚精馏塔结构计算23gIiSpiue7A 4.1精馏塔的工艺条件23uEh0U1Yfmh 4.2工艺尺寸的计算28IAg9qLsgBX 4.2.1 气液相负荷与体积流率28WwghWvVhPE 4.2.2 塔径的计算29asfpsfpi4k 4.2.3 精馏塔有效高度的计算31ooeyYZTjj1 4.3 塔板主要工艺尺寸的计算31BkeGuInkxI 4.3.1溢流装置计算31PgdO0sRlMo 4.3.2 弓形降液管宽度Wd和截面积Af323cdXwckm15 4.3.3 降液管底隙高度h032h8c52WOngM 4.4 塔板布置32v4bdyGious 4.4.1 塔板的分块32J0bm4qMpJ9 4.4.2 边缘区宽度确定32XVauA9grYP II / 65