【正文】 ????? 0 0 1 4 0 ???? ? ) g / mk( 3 . 3 3 7=100 1 3 102 0 7 353DV, ??? ????? ?? TPMPT? (2) 進(jìn)料板密度的計算 ① 液相平均密度： 112233FL,OHOHOHCHOHCHD M EMEDii xxxx?????????? 1 ??? =(kg/m3) ② 氣相平均密度： OHOHOHCHOHCHD MED ME yMyMyMMiy iM 2233 ???????? = + + = )g / mk 1 . 1 8 2 (= 353FV, ??? ????? ?? TPMPT? (3) 塔釜密度的計算 ① 液相平均密度： 112233WL,OHOHOHCHOHCHD M EMEDii xxxx?????????? = 3 9 4 29 9 2 8 40 0 7 8 1 0 5101 4 15 ???? ?(kg/m3) ② 氣相平均密度： 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 OHOHOHCHOHCHD MED ME yMyMyMMiy iM 2233 ???????? = 104+ + = ) g / mk 1 . 1 1 5 (= 353WV, ??? ????? ?? TPMPT? ④ 精餾段和提餾段密度的計算 精餾段： 氣相平均密度： V? =1／ 2 ( FV,? + DV,? )= 1／ 2 (+)=(kg/m3) 液相平均密度： L? =1／ 2 ( FL,? + DL,? ) =1／ 2 (+)=(kg/m3) 提餾段： 氣相平均密度： V? ′ =1／ 2 ( FV,? + WV,? )= 1／ 2 (+)=(kg/m3) 液相平均密度： L? ′ =1／ 2 ( FL,? + WL,? ) =1／ 2 (+)=(kg/m3) (三 ) 表面張力的計算 查《石油化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊》 表 213 表面張力數(shù)據(jù)表 溫度 /℃ DME/ dyn/cm CH3OH/ dyn/cm H2O/ dyn/cm 50 60 110 120 130 經(jīng)插值計算得 表 214 插值計算后表面張力數(shù)據(jù)表 溫度 /℃ DME/ dyn/cm CH3OH/ dyn/cm H2O/ dyn/cm 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 OHCHOHCHD M ED M EiiD xxX 33???? ??? ? = + +0=(dyn/cm) OHOHOHCHOHCHD MED MEiiF xxxX 2233 ????? ???? ? = + + =(dyn/cm) OHOHOHCHOHCHD MED MEiiW xxxX 2233 ????? ???? ? = 105 + + =(dyn/cm) 精餾段： ㎝)3 0 . 6 2 ( d y n /=) 2 (21)(21 ????? FD ??? 精 提餾段： ㎝)( d y n / 5 4 . 3 0=5 4 . 1 1 )( 5 4 . 5 021)(21 ????? FW ??? 提 表 215 工藝條件列表 精餾段 提餾段 平均密度 氣相 (kg/m3) 液相 液體表面張力 (dyn/cm) 液相 塔板數(shù)的確定 (一 ) 最小回流比 Rmin 的確定 ① 相對揮發(fā)度 本設(shè)計以 DME 為輕關(guān)鍵組分 A； CH3OH 為重關(guān)鍵組分 B； H2O 為非重關(guān)鍵組分 C；以重關(guān)鍵組分為基準(zhǔn)物，即 BB? =1。 (三 ) 計算基準(zhǔn)（ kg/h）： P=3 107247。甲醇回收塔的壓力為 ，塔釜溫度為 80150℃，塔頂溫度為 4090℃。閃蒸罐 3 底流產(chǎn)物純醚溶液 10 進(jìn)入 二甲醚精餾蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 塔 4 的溫度為 80150℃。 二甲醚分離裝置流程 圖 11 工藝流程簡圖 反應(yīng)后的氣體 6 在溫度為 200300℃ ，壓力為 ，經(jīng)冷凝器 1 冷凝，冷凝溫度為 40℃，大部分二甲醚蒸氣在此被冷凝，甲醇蒸氣也 被冷凝。 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(chǎn)品。它可直接利用 CO 含量高的煤基合成氣 ，還可在線裝卸催化劑，具有較高的 CO 單程轉(zhuǎn)化率和二甲醚產(chǎn)率，使二甲醚在成本上更具有優(yōu)勢。該工藝采用固定床反應(yīng)器，合成氣原料 H2/CO比為 1～ 2, CO/CO2比為 15～ 25，操作壓 力 ～ ，反應(yīng)溫度 230～ 300℃ ，原料合成氣進(jìn)氣空速 700～ 1500h1，所用催化劑為自制的金屬沸石催化劑。因此 ,漿態(tài)床合成氣法制DME 具有誘人的前景 ,將是煤炭潔凈 利用的重要途徑之一。 二甲醚合成反應(yīng)機(jī)理包括： 甲醇合成（ CO 氫化作用）： CO + 2H2 ? CH3OH － (1) 甲醇脫水： 2CH3OH ? CH3OCH3 + H2O － (2) 水煤氣轉(zhuǎn)換： CO + H2O ? CO2 + H2 － (3) 甲醇合成 (CO2 氫化作用 )： CO2 + 3H2 ? CH3OH + H2O － (4) 總反應(yīng)： 3CO + 3H2 ? CH3OCH3 + CO2 － (5) 反應(yīng)式 (1)中生成的 CH3OH 可以由反應(yīng)式 (2)立即轉(zhuǎn)化為二甲醚；反應(yīng)式 (2)中生成的H2O 又可被反應(yīng)式 (3)消耗；反應(yīng)式 (3)中生成的 H2又作為原料參與到反應(yīng)式 (1)中，提高三個反應(yīng)式之間的“協(xié)同作用”。上海石油化工研究院采用自行開發(fā)的 D4 型氧化鋁催化劑也取得了成功，并建 2020t/a 甲醇?xì)庀啻呋撍贫酌训墓I(yè)裝置，并于 1995 年開車成功。用該工藝制得的 DME 產(chǎn)品純度最高可達(dá) 99％ ,該產(chǎn)品不存在硫酸氫甲酯的問題。同時，硫酸不受損耗而被封閉在反應(yīng)器中供長期使用（首次使用時間達(dá) 6 年多），大大降低了生產(chǎn)成本，減少了污染。 其反應(yīng)式： CH3OH+H2SO4→CH 3HSO4+H2O CH3HSO4+CH3OH→CH 3OCH3+H2O 該反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)溫度低（ 130～ 160℃ )， 選擇性及轉(zhuǎn)化率均大于 90%, 可間歇或連續(xù)生產(chǎn)，投資少，操作簡單。 （四） 技術(shù)來源 合成技術(shù) DME 的制備主要有甲醇脫水法和合成氣一步法兩種。 （ 4） 用作 化工產(chǎn)品 自噴式日化用品如氣溶膠和噴發(fā)膠，大多數(shù)還是用 氯氟烴 作推進(jìn)劑。 二甲醚 也蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 是 一種有機(jī)中間體 ， 它可以羰基化制乙酸甲酯、乙酐，也可作為甲基化試劑用于 醫(yī)藥 、農(nóng)藥 與燃料合成，與發(fā)煙硫酸或三氧化硫反應(yīng)生產(chǎn)硫酸二甲酯。作為偶聯(lián)劑 ,二甲醚可用于合成有機(jī)硅化合物、制作高純度氮化鋁二氧化鋁二氧化 硅陶瓷涂料。目前在國外 ,二甲醚在民用氣溶膠制品中已是必不可少的氯氟烴替代物。 （ 2） 用作氯氟烴的替代品 二甲醚作為氯氟烴的替代物在氣霧劑制品中顯示出其良好性能 。因此二甲醚代替 LPG 作為優(yōu)良的民用潔凈燃料 ,具有廣闊的前景。與 LPG 灶基本通用 ,使用方便 ,不需預(yù)熱 ,隨用隨開。而且，現(xiàn)有的柴油車 發(fā)動機(jī)只需略加改裝就可燃用二甲醚燃料，且運(yùn)行性能不會受到損害。 它 具有較高的十六烷值，液化后可以直接作為汽車 燃料 ，其燃燒效果比甲醇燃料好。濃度到 %（體積）時， 21 分鐘后共濟(jì)失調(diào)，產(chǎn)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(jīng) 23 分鐘引起運(yùn)動共濟(jì)失調(diào)及麻醉，經(jīng) 26 分鐘失去知覺，皮膚接觸甲醚時易凍傷。氣體比空氣重，能在較低處擴(kuò)散到相當(dāng)遠(yuǎn)的地方，遇明火會引著回 燃。與 氰化氫 反應(yīng)生成 乙腈 。 （ 2）二甲醚的化學(xué) 性質(zhì)： 作為一種重要的化學(xué)中間體，二甲醚在 催化劑 存在下與苯發(fā)生烷基化反應(yīng)。二甲醚在常溫下是一種無色氣體，具有輕微的醚香味。二甲醚主要作為甲基化劑和生產(chǎn)二甲基苯胺、硫酸二甲酯等的原料， 二甲醚（分子式： CH3OCH3， DME）又 也可用于制取甲醛和合成汽油。高濃度的二甲醚可用作麻醉劑。原料采用工 業(yè)級甲醇（甲醇含量 ≥ %，水含量≤ %） ，二甲醚分離塔進(jìn)料中含二甲醚 49wt%，產(chǎn)品中二甲醚的含量≥ 99wt%。 關(guān)鍵詞 ：二甲醚 合成 分離 三元體系 精餾 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 Annual output of 30,000 tons of dimethyl ether distillation section in the design of separation device Abstract With the development of society, the energy problem has bee the hot topic of concern, two ether as fuel can replace liquefied petroleum gas bee possible. Two ether synthesis technology the main source of methanol dehydration method and onestep direct synthesis, methanol dehydration of methanol liquidphase dehydration and methanol gas dehydration. Compared to methanol synthesis, one step synthesis method has short technological process, saving investment, low energy consumption and can obtain higher oneway conversion advantages. Preparation of two methyl ether of the latest technology is directly prepared from synthesis gas, methanol dehydration to dimethyl ether is two, one step synthesis of two methyl ether because the system has not full reaction synthesis gas and carbon dioxide, to obtain high purity two ether separation process is more plex. Synthesis gas method is now adopted a slurry bed reactor, which has the advantages of simple structure, convenient from the reaction heat, easy to realize constant temperature operation, it can be directly used in high CO content in coal based syngas, also available online unloading catalyst. This design is mainly for the separation of distillation process for process design, separation of two methyl ether, methanol and water three element system of. One step reaction product is divided into gasliquid two phase, gas phase product two ether is absorbent to desorption device, liquid phase methanol, water enters into a methanol separation system for methanol purification, so that recycling part two ether methanol, according to the requirements of the purity, from the second distillation column to join. In the design process involves two ether separation process calculation including material balance, heat balance, the operation