【正文】 ———————→（CH 3）2 SO 4 70~90℃ △H=（3）二甲酯合成副反應(yīng)：SO3 + H2O + （CH3）2 SO 4 ——→ 2 CH3HSO 4 2 CH3HSO 4 ——→ （CH3）2 SO 4 + H2SO 4（4）．甲醇脫水的主要反應(yīng)： [8]2CH3OH ——→ C2H4 + 2H2O 工藝流程的確定硫酸二甲酯的合成方法很多，如鈉鹽法、無水硫酸與甲醇直接反應(yīng)法、二甲醚與三氧化硫合成法、 氯磺酸合成法、硫酸 氫甲 酯法等。但除二甲 醚與三氧化硫合成法外，都存在著產(chǎn)品收率低，原材料消耗大、 設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等問題。 工藝流程簡述 和三氧化硫合成二甲脂的工 藝路線，二甲醚的本源由甲醇催化脫水制得，該工藝有合成效益高，成品雜質(zhì)含量少的特點，這樣避免復(fù)雜的硫酸二甲脂凈化操作，只要通過簡單的精餾，就可以制得質(zhì)量較高的成7品，這對于安全生產(chǎn)和防止環(huán)境污染是具有積極意義的。 [9]，借助催化劑進(jìn)行，這個方法的特點是副反應(yīng)少，即使轉(zhuǎn)化率并不十分高，但是未反 應(yīng)的甲醇和反應(yīng)以后的水份自氣相的二甲醚中分離比較容易，因此操作步驟簡單，分離效果好。 發(fā)煙硫酸，含量在 7%左右，在吸收塔中三氧化硫被二甲脂的母液吸收，大量的惰性氣體在塔頂放空，因而塔直徑和循環(huán)母液量較大。 生產(chǎn)工藝流程（1）甲醇的氣化精甲醇自高位槽經(jīng)流量計進(jìn)入汽化器，在加熱至（蒸汽加熱）至 70~80℃時，甲醇?xì)饣鳎粨]發(fā)雜質(zhì)后留在汽化器內(nèi)需要定期清洗。（2）甲醇催化脫水甲醇催化脫水是在三臺 2022L 的轉(zhuǎn)化器內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)填有1200~1500 的 CH3HSO 4 做催化劑，當(dāng)催化劑溫度控制在 115℃時，甲醇?xì)怏w自底部進(jìn)入反應(yīng)器，均勻鼓泡，脫水而生成（CH3）2O，故 轉(zhuǎn)化器出口的氣體成分主要有（CH3）2O， H2O,CH3OH 正確控制工藝條件時，其轉(zhuǎn)化率可達(dá) 80%左右。(3).醚化氣的 凈化醚化氣在除沫器中分離去部分所帶來強(qiáng)酸性液體后，進(jìn)入堿洗槽底部，醚化氣在 5~10%氫氧化鈉 的溶液層中均勻鼓泡，酸性液沫成為鈉鹽進(jìn)入溶液中，中型的醚化氣自堿洗槽出來后 進(jìn)入水冷器.8為了防止甲醇和二甲醚氣體溶解堿汽液中，在堿性過程中，汽體和氣體的溫度必須保持 70℃以上，隨著堿汽操作的運行，汽液中氫氧化鈉的含量逐步降低待汽液接近中性時， 應(yīng)及時更換洗液。(4).二甲醚干燥洗去酸性液體沫的醚化氣先通過，以常溫水為中介的冷凝器，醚化氣中絕大部分的水和甲醇，在冷凝器中凝為液體的液甲醇自氣相中分離出來，這種淡甲醇常溫比重約：，除甲醇外，其中還溶解了一定量的二甲醚，收集在淡甲醇儲槽中，送回淡甲醇精餾回收甲醇，自水冷器出來的氣體，基本是二甲醚，溫度約 35℃左右，但是 還剩有一定的甲醇和水蒸氣， 還需要進(jìn)一步在氨冷器中降溫分離。二甲醚氣體在水冷器出來后，直接進(jìn)入以液氨為冷卻介質(zhì)的氨冷器在其中降至 0~10℃，殘余的甲醇和水幾乎全部自氣相中被分離出來，二甲 醚氣體經(jīng)甲醚分離器進(jìn)行一步分離淡甲醇以后，送往酯化循環(huán)槽，冷凝下來的談甲醇含有約 40%水分和 10%以上的二甲醚，收集在淡甲醇儲槽中，送回淡甲醇精餾回收甲醇(5)三氧化硫的吸收一級吸收塔 B 使用來自硫酸車間的轉(zhuǎn)化器三段出口，含 7%SO3 的轉(zhuǎn)化氣。由 SO3 吸收塔底部進(jìn) 入一吸塔內(nèi)，在其上升通過填料層時被硫酸二甲酯9母液吸收，成為含三氧化硫的硫酸二甲酯溶液。 該吸收 SO3 后的二甲酯溶液酸度控制在 1012%（按硫酸含量計）。三氧化硫和硫酸二甲酯幾乎是互溶的，因此其溶解度主要決定于溫度，在上述操作溫度下，1 份硫酸二甲酯大約可以溶解 2 份三氧化硫（以重量計）。SO 3 溫度很高且吸收操作是放 熱的，循 環(huán)泵和吸收塔之間置有水冷器，可通過水冷，一 級吸收系統(tǒng) B 的溫度為70～85℃。氣體經(jīng)過一級吸收塔后，從一吸塔頂進(jìn)入二級吸收塔底與硫酸二甲酯母液中進(jìn)一步混合以除去氣體中含有的 SO3。該二吸系 統(tǒng)中應(yīng)通過水冷器調(diào)節(jié)使得 SO3 的吸收溫度低，盡可能使得排放尾氣中 SO3 含量最低，保持二級吸收系統(tǒng)的溫度為 3060℃。同時二級吸收系統(tǒng) 中的二甲酯溶液酸度控制在 10%以下以充分吸收 SO3。N2 等惰性氣體將經(jīng)過 除沫層，分離夾帶霧沫后，排入大氣。一吸塔 A 使用來自硫酸五熱出口的轉(zhuǎn)化氣，SO 3 含量為 %，氣體經(jīng)過該吸收塔吸收除沫后直接放空。一吸系統(tǒng) A 酸度控制在 10~12%，吸收溫度控制為 30~50℃。 (6)硫酸二甲 酯的合成硫酸二甲酯的合成是酯化塔內(nèi)進(jìn)行的，除酯化外旁邊沒有循環(huán)槽和循環(huán)泵，循 環(huán)槽內(nèi)儲有吸收了 SO3 的母液，通 過泵進(jìn) 入塔頂經(jīng)分布器、調(diào)料、均勻下塔，匯集塔底，流入循環(huán)槽。有轉(zhuǎn)化過來的二甲醚氣體經(jīng)循環(huán)槽進(jìn)行一次鼓泡合成后，有塔底進(jìn)入10塔內(nèi)，在上升過程中通過填料層與 SO3(CH3)SO4 母液進(jìn)行合成反應(yīng)，生成(CH3)2SO4 流入槽內(nèi)，隨著反 應(yīng)過程的繼續(xù)，溶在（CH 3）2SO4 的 SO3 不斷減少，而二甲酯的量不斷增加，等增長到一定的量是，根據(jù)生產(chǎn)的條件可暫時吸收，降低游離 SO3，待達(dá)到要求是可將槽內(nèi)粗制品打入粗制槽，然后將吸收槽的母液串入部分至酯化槽進(jìn)行下一段生產(chǎn)。(7)粗制品精餾硫酸二甲酯的精制采用簡單蒸餾，粗制品投入兩臺 2022L 蒸發(fā)鍋內(nèi)，在真空度達(dá)到750mmhg 高時溫度達(dá)到 120℃時，開始受 熱氣化，隨著 過程的繼續(xù)， 鍋內(nèi)物料組成變化，蒸發(fā)與硫酸氫甲酯的殘渣留在鍋內(nèi)，氣化的二甲酯經(jīng)水冷器冷卻至 40℃以下時為液體，經(jīng)過處理后排掉，繼續(xù)投料進(jìn)行下一次蒸發(fā)。真空的制造：采用水力真空和蒸汽噴射的二級真空。（8）設(shè)備參數(shù)主要技術(shù)控制指標(biāo)表 2 硫酸二甲酯生產(chǎn)指標(biāo)控制項目 控制點 控制指標(biāo) 時間間隙 控制人口醚化鍋 115145 每小時 粗制工汽化器 7080 每小時 粗制工堿洗槽 》=70 每小時 粗制工溫度/℃水冷器出口 5 每小時 粗制工11氨冷氣出口 ﹣510 每小時 制冷工酯化塔出口 8595 每小時 粗制工酯化塔進(jìn)口 8595 每小時 粗制工酯化槽 95105 每小時 粗制工吸收塔進(jìn)口 6065 每小時 粗制工吸收塔出口 8085 每小時 粗制工吸收槽 8595 每小時 粗制工蒸發(fā)鍋 120225 每小時 精制工再沸騰 8090 每小時 粗制工精餾塔頂 70 每小時 粗制工真空度 ﹣750mmhg 每小時 精制工二甲醚氣壓 2080mmhg 每小時 粗制工壓力進(jìn)車間蒸汽壓力46kgf/m178。 每小時 班長吸收酯化 1116 每小時 精制工粗制精制 《=3%,《% 每小時 粗制工 精制工14甲醇液體甲醇蒸汽二甲醚氣體7080℃115177。5℃水蒸汽硫酸氫甲酯二甲醚氣體70℃以上510%NaOH（甲醇?xì)饣?（除酸性物質(zhì)）二甲醚氣體水冷器（粗略除去水份和乙醇）二甲醚氣體氨冷器（進(jìn)一步除去水份和乙醇）（甲醇脫水）010℃出來約35℃SO3 氣體SO3(CH3)SO4 二甲酯母液（SO 3 氣體的吸收）硫酸二甲酯粗產(chǎn)品水冷保持 7080℃純度為 %硫酸二甲酯產(chǎn)品真空度750mmhg，120℃然后水冷至40℃以下（二甲酯的精制）1516圖 1 硫酸二甲酯流程框圖月產(chǎn) 60000 噸二甲酯,每月扣除檢修日,實際工作日 30 天,則生產(chǎn)能力 噸/天。本次設(shè)計的吸收塔內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)為： CH3HSO 42CH3 OH —————————→ （CH3）2O + H2O 130~140℃ △H=原料用量：甲醇 64 kg/h,其純度為 98%； n（CH3 OH）=（6410398%）/Mr（CH3 OH）=6498%103g/64gmol1 =103mol已知這一步反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率為 80%則 n（（CH3）2O）=[ n（CH3 OH）/2]80%=103molm (（CH3）2O)= n（（CH3）2O）46g/mol=已知二甲醚與三氧化硫反應(yīng)生成二甲酯的轉(zhuǎn)化率為 90%（CH3）2 SO 4（CH3）2 O + SO3 ———————→（CH 3）2 SO 4 70~90℃ △H=即得到二甲酯的質(zhì)量為 64kg80%90%= 反應(yīng)產(chǎn)生的水的質(zhì)量18kg= 已知開始水的質(zhì)量為 則反應(yīng)后出來的水質(zhì)量為（+）Kg=17表 3 物料平衡表項目 進(jìn)入的量/kg/h 出來的量/kg/h甲醇 64 二甲醚 0 水 總計 CH3 OH 的流量 64kg/h，溫度為 135 oC，比熱 (kmol)（CH3）2 O 的流量 ，溫度 為 135 oC，比熱 J/(kmol)由 Q=ms1cp1（T1T2）=ms2cp2（t1t2）則進(jìn)料熱 Q1=msCH3 OH（t1t2）出料熱量 Q2=（ms CH3 OH+ ms（CH3）2 O）（t1t2）代入數(shù)據(jù)得：Q 1 = 103 kJ Q2=103 kJQ 損 =103 kJ反應(yīng)熱效應(yīng)：查得為 QF=103 kJ則 Q1+QF= Q2 + Q 損表 4 熱量平衡表18項目 進(jìn)入的熱量/kJ/h 出來的 熱量/kJ/hQ1 103 0Q2 0 103QF 103 0 Q 損 0 103總計 103 103 設(shè)備設(shè)計 吸收塔的概論吸收塔是實現(xiàn)