年产10万吨二甲醚生产车间工艺设计开题报告

全文总字数：3737字

1. 研究目的与意义（文献综述）

二甲醚（dme）是最简单的醚类化合物，作为一种基本化工原料，常用于有机合成，其具有良好的易压缩、冷凝、汽化特性，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途，用作溶剂、制冷剂、气雾剂、麻醉剂等。但因其具有优良的燃烧性能，二甲醚的主要作用是作为民用燃料，其具有天然气、甲醇、丙烷、丁烷、柴油等不可比拟的综合优势。首先，二甲醚的十六烷值很高（高于柴油），具有优良的压缩性，更适用于压燃式发动机，其次二甲醚含氧量达34.8％，故而可充分燃烧，不析碳、无残液，作为车用燃料，废气污染明显低于目前的优质汽油。我国的资源格局是富煤少油缺气，随着石油天然气的价格上涨，发展石油替代品，开发清洁能源是十分必要的。我国煤炭资源丰富，以煤炭为原料开发生产二甲醚，是适合于我国能源结构的替代燃料。

目前，国内二甲醚的合成方法主要有合成气一步法和二步法。二甲醚的合成是由合成气（co h₂o）合成甲醇，再由甲醇脱水从而制得二甲醚。合成气一步法是指甲醇合成与甲醇脱水在同一反应器中完成。二步法是指甲醇合成与甲醇脱水分开进行，先由合成气合成甲醇，甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚。二步法又分为甲醇气相法与甲醇液相法。甲醇液相法是指甲醇经预热后进入反应器，在无机酸的催化作用下进行脱水反应。通过加热，将反应生成的二甲醚、水以及相平衡的甲醇蒸发汽化送出反应器。而甲醇气相法是指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。现在国内常采用的方法是甲醇气相法制备二甲醚。

国外现有技术主要有丹麦haldoer topsoe工艺、日本nkk公司的液相一步法新工艺、air products chemicals(美国)的液相二甲醚新工艺等。haldoer topsoe工艺是以天然气为原料，第一步是造气，选用的是自热式转化器 ( atr)。脱硫天然气加入水蒸气混合后进入自热式转化器。自热式转化器由加有耐火衬里的高压反应器、燃烧室和催化剂床层三部分组成。得到的合成气经冷却后进入二甲醚合成装置然后进行二甲醚的提纯精制。日本nkk公司的液相一步法新工艺也先是造气，得到的合成气经冷却、压缩到5至7 mpa，进入co₂吸收塔脱除co₂。脱碳后的原料合成气用活性炭吸附塔脱除硫化物后换热进入反应器底部。合成气在反应器内由下至上通入，穿过催化剂与矿物油组成的淤浆层，鼓泡生成 dme。出反应器产物经冷却、分馏得到dme。air products chemicals(美国)的液相二甲醚新工艺：合成气与循环气混合前先用反应的产物预热，达到一定温度后混合进入浆相反应器进行反应，换热后的产物送入集油罐脱除所挟带的油和催化剂然后将气流冷却并送入一分离器，在此被冷凝的甲醇/dme/水与未反应的合成气分离，出分离器的混合物送入精馏塔进行精馏得到dme。

2. 研究的基本内容与方案

一、设计目标：

以工业甲醇(符合gb 338-2011标准)为原料，在武汉某化工园区建设一个年产10万吨的二甲醚生产车间，目标产物二甲醚质量分数≥99.9％(符合hg/t 3934-2007标准)。

二、基本内容：

3. 研究计划与安排

第1-2周：资料收集、整理，撰写开题报告，完成英文翻译

第3-5周：熟悉二甲醚应用背景及市场趋势，确定生产工艺方案，绘制生产工艺流程图纸，完成物料衡算及热量衡算，通过流程模拟对生产工艺方案进行优化

第6-9周：完成主要设备设计及选型，绘制主要设备装配图

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 时均主编．化学工程手册第2 版. 北京：化学工业出版社, 1996. 1.

[2] 中国石化集团上海工程有限公司编. 化工工艺设计手册. 北京：化学工业出版社, 2003. 8.

[3] 张濂, 许志美. 化学反应器分析. 上海：华东理工大学出版社, 2005.5.