【正文】 太原理工大學化學化工學院 《化工設計》課程設計說明書 年產(chǎn) 20 萬噸甲醇制二甲醚生產(chǎn)工藝初步設計 學生學號： 2021002273 學生姓名： 武曉佩 專業(yè)班級： 化工工藝 0904 指導教師： 鄭家軍 起止日期： ～ I 化工設計課程設計任務書 一、化工課程設計題目 年產(chǎn) 20 萬噸甲醇制二甲醚生產(chǎn)工藝的初步設計 二、 化工課程設計要求及 原始數(shù)據(jù)（資料）： 操作方式：連續(xù)操作 產(chǎn)品品種： 二甲醚 擬建規(guī)模： 20 萬噸 /年 年操作日： 365 天 汽化塔：原料粗甲醇純度 90%（質(zhì)量分數(shù)，下同），塔頂甲醇氣體純度≥ 99%，釜液甲醇含量≤ %； 合成塔：選擇 ?Al2O3 做催化劑，轉(zhuǎn)化率 ≥80%，選擇性 ≥%，脫水溫度選擇 300 攝氏度。 精餾塔：塔頂二甲醚純度 ≥“%”釜液二甲醚含量 ≤%； 回收塔：塔頂回收甲醇純度 ≥98%，廢水中甲醇含量 ≤%。 三、化工課程設計主要內(nèi)容： 緒論 生產(chǎn)流程或方法的確定 物料衡算和熱 量衡算 主要工藝設備的計算及選型（包括設備一覽表） 原材料、動力消耗定額及消耗量 參考文獻 致謝 附圖（帶控制點的工藝流程圖和關鍵設備的結(jié)構(gòu)圖） 四、時間安排： 共設計四周，前 2 周收集資料，進行工藝流程的設計、物料和熱量衡算，后兩周進行設計說明書的撰寫、工藝流程圖和設備圖的繪制。 五、學生應交出的設計文件： 課程設計說明書一本 帶控制點的工藝流程圖一套（要求手工繪制 2圖紙） 主要設備結(jié)構(gòu)圖一套（要求 CAD 繪制， 2圖紙） 六、 主要參考文獻（資料）： 《化工設計》王靜康主編 1995 年版 化學工業(yè)出版社出版 《化工原理》（上、下） 2021 年版天津大學化工原理教研室編 天津科學技術出版社出版 3． ………… 專業(yè)班級 化工工藝 0904 學生 武曉佩 要求設計工作起止日期 2021 年 11 月 25 日 至 2021 年 12 月 21 日 指導教師簽字 日期 教研室主任簽字 日期 II 系主任批準簽字 日期 III 摘要 作為 LPG 和石油類的替代燃料，目前二甲醚 (DME)倍受注目。 DME是具有與 LPG 的物理性質(zhì)相類似的 化 學品，在燃燒時不會產(chǎn)生破壞環(huán)境的氣體，能便宜而大量地生產(chǎn)。與甲烷一樣，被期望成為 21 世紀的能源之一。目前生產(chǎn)的二甲醚基本上由甲醇脫水制得，即先合成甲醇，然后經(jīng)甲醇脫水制成二甲醚。甲醇脫水制二甲醚分為液相法和氣相法兩種工藝 ， 本設計采用氣相法制 備二甲醚工藝。將甲醇加熱蒸發(fā)，甲醇蒸氣通過 γAL2O3 催化劑床層 ,氣相甲醇脫水制得二甲醚。氣相法的工藝過程主要由甲醇加熱、蒸發(fā)、甲醇脫水、二甲醚冷凝及精餾等組成。主要完成 以下 工作： 1）精餾用到的二甲醚分離塔和甲醇回收塔的塔高、塔徑、塔板布置等的設計； 2）所需換熱器、泵的計算及選型； 關鍵詞： 二甲醚，甲醇，工藝設計。 IV 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 bustion gas to damage the environment, so, It can be produced largely. Like methane, DME is expected to bee 21st century energy resources., 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 gasphase process. This design uses a process gas of dimethyl ether prepared by dimethyl. Heating methanol to evaporation, methanol vapor through the γAL 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: 1) Distillation tower used in separation of dimethyl ether and methanol recovery , column height of tower ,diameter, arrangement of column plate etc。 2) The calculation and selection of heat exchanger, pump。 Key words: dimethyl ether, methanol, process design 1 目 錄 摘要 前言 化工設計課程設計任務書 ................................................................................................................. I 前 言 ........................................................................................................................................ 1 1 文獻綜述 .................................................................................................................................... 1 二甲醚概述 ....................................................................................................................... 1 二甲醚的發(fā)展現(xiàn)狀 ................................................................................................... 1 二甲醚的傳統(tǒng)領域的應用及其拓展 ........................................................................... 1 國內(nèi)二甲醚市場簡況 .......................................................................................................... 2 現(xiàn)狀 ......................................................................................................................... 2 國內(nèi) 市場預測 .......................................................................................................... 4 國外二甲醚市場簡況 .......................................................................................................... 5 現(xiàn)狀 ......................................................................................................................... 5 國外市場預測 .......................................................................................................... 6 原料說明 ........................................................................................................................... 7 二甲醚的主要技術指標 ...................................................................................................... 8 技術要求 .................................................................................................................. 8 試驗方法 .................................................................................................................. 9 2 DME 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 ..........................................................................................................11 產(chǎn)品品種、規(guī)格、質(zhì)量指標及擬建規(guī)模 ............................................................................11 產(chǎn)品 規(guī)格、質(zhì)量指標 ........................................................................................................11 產(chǎn)品方案分析及生產(chǎn)規(guī)模分析 ......................................................................................... 12 3 工藝流程介紹 ........................................................................................................................... 12 生產(chǎn)方法簡述 ................................................................................................................... 12 工藝流程說明 ................................................................................................................... 14 生產(chǎn)工藝特點 ...........................................................................................