【正文】 I / 53年產 萬噸二甲醚裝置分離精餾工段的設計學 院： 化工與材料學院化學工程與工藝吳曉玲 0605211027專 業(yè)： 姓 名： 指導老師： 馮彤英學 號： 職 稱： 講師中國珠海二○一○年五月北京理工大學珠海學院畢業(yè)設計誠信承諾書II / 53本人鄭重承諾：我所呈交的畢業(yè)設計《年產 萬噸二甲醚裝置分離精餾工段設計》是在指導教師的指導下，獨立開展研究取得的成果，文中引用他人的觀點和材料，均在文后按順序列出其參考文獻，設計使用的數據真實可靠。承諾人簽名： 日期： 年 月 日I / 53年產 萬噸二甲醚裝置分離精餾工段的設計摘 要近年來，二甲醚已成為國際石油替代途徑與新型二次能源的熱點課題，引起各國關注與重視。二甲醚的制備主要有甲醇脫水法和合成氣一步法兩種。與傳統(tǒng)的甲醇合成二甲醚相比，一步法合成二甲醚工藝經濟更加合理，在市場更具有競爭力，正在走向工業(yè)化。目前，制取二甲醚的最新技術是從合成氣直接制取，相比較甲醇脫水制二甲醚而言，一步法合成二甲醚因為體系存在有未反應完的合成氣以及二氧化碳，要得到純度較高的二甲醚，分離過程比較復雜。開發(fā)中的分離工藝主要采用吸收和精餾等化工單元操作過程得到純度較高的二甲醚產品。本設計主要針對分離中的精餾工序進行工藝設計，分離二甲醚、甲醇和水三元體系。精餾塔采用浮閥塔，塔頂冷凝裝置采用全凝器，用來準確控制回流比；塔底采用水蒸氣蒸汽加熱，以提供足夠的熱量。通過計算得出理論板數，塔效率，實際板數，進料位置，在板式塔主要工藝尺寸的設計計算中得出塔徑，有效塔高，篩孔數。通過篩板的流體力學驗算，證明各指標數據均符合標準。以保證精餾過程的順利進行并使效率盡可能的提高。關鍵詞：二甲醚 分離 三元體系 精餾II / 53Annual output of 30,000 tons of dimethyl ether distillation section in the design of separation deviceABSTRACTIn recent years, DME has bee an alternative channel of international oil and new secondary energy and hot topics, That aroused national concern and attention.Preparation of dimethyl ether mainly methanol dehydration and Onestep synthesis. With the traditional methanol synthesis pared to synthesis of dimethyl ether, onestep synthesis of dimethyl ether process more rational economy, more petitive in the market and it is moving towards industrialization. Currently, synthesis gas to dimethyl ether is the latest technology Preparation of dimethyl ether. Compared with methanol dehydration, system of direct synthesis of DME as the existence of unreacted synthesis gas and carbon dioxide finished. If it want to get high purity dimethyl ether, more plicated separation process. Developed mainly in the separation process such as chemical absorption and distillation unit operation in the process of dimethyl ether with higher purity product. This design aimed at separating the distillation process for process design, separation of dimethyl ether, methanol and water ternary system. Design of distillation towers used valve. Use the whole top of the tower condenser cooling device used to accurately control the reflux ratio. Bottom of the column of steam heating by steam to provide sufficient heat. Obtained by calculating the number of theoretical plates, tower efficiency, the actual plate number, feed location. The main tower in the plate design and calculation of process dimensions derived column diameter, the effective tower, sieve number. Checking through the sieve of fluid mechanics, to prove that the indicator data are in line with standards to ensure the smooth progress of distillation process and to improve efficiency as much as possibleKeywords: DME separate ternary system distillationIII / 53目 錄摘 要.....................................................IABSTRACT................................................II1 緒論..................................................1 概述 .....................................................1 設計依據 ...............................................1 設計規(guī)模及設計要求 .....................................1 產品規(guī)格、性質及用途 ...................................1 技術來源 ...............................................3 二甲醚分離裝置流程 .......................................62 精餾塔的工藝計算.......................................8 精餾塔的物料衡算 .........................................8 基礎數據 ...............................................8 物料衡算 ...............................................8 精餾塔工藝計算 ..........................................10 物料衡算 ..............................................10 操作條件的確定 ........................................10 精餾塔設備計算 ..........................................12 基礎數據 ..............................................12 塔板數的確定 ..........................................15 精餾塔主要尺寸計算 ....................................18 塔板結構設計 ..........................................21 塔板流體力學驗算 ......................................26 塔板負荷性能圖 ........................................29 塔高的計算 ............................................333 熱量衡算..............................................35 數據 ....................................................35IV / 53 冷凝器的熱負荷 ..........................................35 再沸器的熱負荷 ..........................................36 冷卻水消耗量和加熱蒸汽消耗量 ............................384 主要設備設計和選型 ....................................39 接管的設計 ..............................................39 進料管 ................................................39 回流管 ................................................39 釜液出口管 ............................................39 塔頂蒸汽管 ............................................40 加熱蒸汽管 ............................................40 冷凝器的選型 ............................................415 結論..................................................42參考文獻................................................43附錄....................................................44謝辭....................................................461 / 531 緒論 概述 設計依據根據北京理工大學珠海學院下達的設計任務書，模擬現(xiàn)有的漿態(tài)床一步法二甲醚合成產業(yè)化技術，對二甲醚分離裝置中的精餾工段進行工藝設計。 設計規(guī)模及設計要求設計規(guī)模：年產 萬噸二甲醚分離裝置（合成氣一步法） ，設計該分離裝置中精餾工段工藝，精餾裝置采用浮閥塔。產品要求：二甲醚≥99％ 產品規(guī)格、性質及用途(一) 產品規(guī)格：二甲醚 ≥99％（質量含量）(二) 二甲醚性質物理性質：二甲醚亦稱甲醚，英文 dimethylether，英文縮寫 DME，化學分子式(CH3OCH3)，分子量為 ，是重要的甲醇衍生物，沸點24℃，凝固點140℃。二甲醚是一種含氧有機化合物，溶于水，在大氣中可以降解，屬于環(huán)境友好型物質。二甲醚在常溫下是一種無色氣體，具有輕微的醚香味。二甲醚無腐蝕性、無毒，在空氣中長期暴露不會形成過氧化物，燃燒時火焰略帶光亮。 [1]二甲醚的危險特性：二甲醚為易燃氣體。與空氣混合能形成爆炸性混合物。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。接觸空氣或在光照條件下可生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。氣體比空氣重，能在較低處擴散到相當遠的地方，遇明火會引著回燃。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。二甲醚的毒性：二甲醚為弱麻醉劑，對呼吸道有輕微的刺激作用，長期接觸使皮膚發(fā)紅、水腫、生皰。濃度為 %（體積）時，吸入 12 分鐘后僅自感不適。濃度到%（體積）時，21 分鐘后共濟失調，產生視覺障礙，30 分鐘后輕度麻醉，血液流向頭部，濃度為 14%（體積）時，經 23 分鐘引起運動共濟失調及麻醉，經 26 分鐘失去知覺，皮膚接觸甲醚時易凍傷?？諝庵性试S濃度為 400ppm[1]。二甲醚的物理性質見表 11 [2]2 / 53表 11 二甲醚的物理性質項目 數值 項目 數值