【正文】 特別適用于高純度二甲醚生產(chǎn)。本設(shè)計可以充分利用湖南及周圍省份的便利資源并以甲醇為原料發(fā)展市場前景廣闊的清潔燃料級二甲醚，對發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟及解決能源問題注重環(huán)保方面都有著重要的作用且前景廣闊。 對于二甲醚而言，基本不存在市場需求問題，關(guān)鍵在于成本的控制。 A水 — 標(biāo)準(zhǔn)樣中水的面積； A甲醇 標(biāo)準(zhǔn)樣中甲醇的面積。 按下式進行計算： 式中： m1 H2O、 CH3OH 標(biāo)準(zhǔn)樣中無水乙醇的質(zhì)量， g。 試劑與材料： Porapak Q(50～ 80 目 )有機擔(dān)體（進口） 聚乙二醇（ PEG） 1500 色譜固定液 GDX502（ 60～ 80 目）色譜擔(dān)體 氫氣載氣 純度≥ % 丙酮 分析純 無水甲醇 分析純 無水乙醇 分析純 標(biāo)準(zhǔn)氣： N CH CO C2H C3H6（由西南化工研究院提供） H2O、 CH3OH 標(biāo)準(zhǔn)樣制備 準(zhǔn)確稱取無水乙醇 m1 約 (稱準(zhǔn)至 )、蒸餾水 m2 約 （稱準(zhǔn)至 ） ,無水甲醇m3 約 （稱準(zhǔn)至 ）于干凈玻璃瓶中搖勻備用。 類別：二甲醚 氣體產(chǎn)品按有效組份含量的不同劃分為： A類 燃料級 DME產(chǎn)品； B1 類 溶劑、原料級 DME 產(chǎn)品； B2 類 —制冷劑、推進劑級 DME 產(chǎn)品（表 18）。 表 5 DME的主要物理化學(xué)性質(zhì) 分子式 CH3OCH3 蒸汽壓（ 20℃） 摩爾質(zhì)量 氣體燃燒熱 熔點 ℃ 蒸發(fā)熱（ ℃） 沸點 ℃ 自燃溫度 350℃ 臨界溫度 ℃ 爆炸極限（空氣中） ～ ％ 臨界壓 力 5370Pa 在汽油中的溶解度 64%（ 40℃） 對水的相對密度 對空氣的相對密度 液體密度（ 20℃） ℃ 蒸汽密度（ 10℃ 1atm） （ 3） DME 的毒性 DME 的毒性很低，氣體有刺激及麻醉作用的特性，通過吸入或皮膚吸收過量的此物品，會引起麻醉，失去知覺和呼吸器官損傷。 DME 還可選擇性氯化為各種氯 化衍生物。二甲醚可作為烷基化合劑，在很多場合中，它具有甲基化反應(yīng)性能，例如在硅酸鋁催化劑存在的條件下，二甲醚可以與苯發(fā)生烷基化反應(yīng)而生成甲苯、二甲苯及多烷基苯。 （ 1）物理性質(zhì) 甲醇是最簡單的飽和脂肪醇，密度 ，沸點 ℃，自燃點 385℃ 20℃，蒸汽壓，常溫常壓下純甲醇是無色透明，易揮發(fā)、可燃，略帶醇香味的有毒液體。據(jù)資料介紹，美國己將二甲醚添加到航空煤油中，這大大提高了發(fā)動機的工作效率且效果很好。美國的有關(guān)試驗也證明，二甲醚作為柴油車燃料可以滿足嚴(yán)格的 1988 年美國加利福尼亞超 低排放交通工具法規(guī)的要求，經(jīng)濟上也很合理。日本一個開發(fā)合成二甲醚技術(shù)的國家計劃已經(jīng)展開， NKK 公司、太平洋碳鋼公司和住友金屬工業(yè)公司將利用通產(chǎn)省提供的資金 (18億日元 )進行相關(guān)的研究與開發(fā)工作，目標(biāo)是設(shè)計一種方法通過用煤氣和最新開發(fā)的催化劑直接合成低成 本的二甲醚。早期的二甲醚主要用作甲基化試劑用于生產(chǎn)硫酸二甲酷， 1986 年西歐生產(chǎn)的約 2 萬噸二甲醚，有 9000 噸用于生產(chǎn)硫酸二甲酷。 JEE 公司將在海外建設(shè)大規(guī)模DME 裝置，于 2021 年建成。 已 于 2021年 元月 投產(chǎn)，2021 年向外供應(yīng) DME?？傎M用約 億美元，比單獨建設(shè)甲醇裝置僅高約 10%。采用天然氣生產(chǎn)甲醇再轉(zhuǎn)化成 DME 的二步法路線，以中東低價天然氣為原料，生產(chǎn) DME 的成本為 100~120美元 /噸。 亞洲地區(qū)是世界上柴油消費增長最快的地區(qū)，據(jù)國外研究機構(gòu)預(yù)測，二甲醚作為替代燃料， 2021年亞洲地區(qū)的年需求量達 4000 萬噸，可見，由于二甲醚具有其它替代燃料不可比擬的優(yōu)勢，將會成為柴油的主要替代燃料，具有難以估量的市場前景。 2021 年，全球有 400萬輛 LPG汽車， 400 萬輛乙醇汽車、 100萬輛 CNG 汽車，還有部分甲醇汽車。據(jù)保守估計，重慶市的 LPG需求量在 8 萬 /年，成都市的 LPG需求量在 5 萬噸 5 /年，四川省的總需求量在 25 萬噸 /年，其市場前景非常樂觀。 純度大于 95%的甲醚可作為液體石油氣替代燃料，若二甲醚能大規(guī)模地生產(chǎn)，顯著地降低成本，將能在國內(nèi)促進二甲醚的消費，目前己在部分地區(qū)使用二甲醚，但因技術(shù)經(jīng)濟上因生產(chǎn)規(guī)模太小而導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，影響其推廣應(yīng)用。生產(chǎn)高純度二甲醚，產(chǎn)品主要用作氣霧劑。其中中科院山西煤化所研制的甲醇制二甲醚催化劑，催化與分離精制工藝，可用于生產(chǎn)燃料級（ 95%一 98%)與化工級 (99%)二甲醚，特別適合于已有甲醇的中小氮肥廠建立中小規(guī)模 (100 住一 3000 噸 /年 )的生產(chǎn)裝置。 DME 除作為燃料以外，主要用于制氣霧劑、制冷劑和發(fā)泡劑。目前我國液化氣年消費量在 3500 萬～ 4000 萬噸，每年約需進口 2021萬噸。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前柴油的需求量每年的速度增長為 7%，預(yù)計到 2021年我國對進口石油的依存度將超過 50%。 表 3 2021年我國 DME主要生產(chǎn)廠家及其能力 3 企 業(yè) 生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)能力（噸 /年） 廣東中山凱達有限公司 重慶英力燃化有限公司 江蘇昆山化工廠 武漢青江公司 吳縣合成化學(xué) 廠 上海申威氣霧劑公司 河南沁陽紫陽鄉(xiāng) 河南內(nèi)鄉(xiāng)化工局 無錫新苑化工集團 貴州宏華新能源公司 榆次燃料化工公司 安徽蒙城化肥廠 義烏光陽化工公司 渭河煤化工集團公司 陜西新型燃料燃具公司 山西渾源化肥廠 山東臨沂魯明化工有限公司 湖北田力實業(yè)公司 廣州廣氮集團公司 云南解化集團公司 山東久泰股份有限公司 湖南雪納新能源有限公司 中國瀘天化股份有限公司 中國瀘天化股份有限公司 山西潞安 陜西神華 寧夏銀川 內(nèi)蒙古鄂爾多斯市 山東臨沂市 兩步法 氣相脫水 漿態(tài)床一步法 兩步法 氣相脫水 兩步法 液相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 漿態(tài)床一步法 兩步法 液相脫水 固定床一步法 兩步法 氣相脫水 兩步法 液相脫水 兩步法 液相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 兩步法 氣相脫水 古定床一步法 流態(tài)床一步法 流態(tài)床一步法 流態(tài)床一步法 12500（ 94/98 年分期投產(chǎn)） 3000（ 04 年 4 月試產(chǎn) /已停） 1000（ 91 年 3 月試產(chǎn)） 1500（ 95 年 9 月試產(chǎn)） 1000（ 96 年 7 月試產(chǎn)） 800（ 95 年 3 月試產(chǎn)） 10000（ 04 年 1 月試產(chǎn)） 10000（ 04 年 8 月試產(chǎn)） 10000（ 03 年 5 月試產(chǎn)） 5000（ 05 年 3 月 試 產(chǎn)） 10000（ 04 年 12 月 試 產(chǎn)） 5000（ 04 年 10 月 試 產(chǎn)） 2500（ 98 年 9 月 試 產(chǎn)） 10000（ 05 年 10 月 試 產(chǎn)） 500（ 97 年 6 月 試 產(chǎn)） 5000（ 01 年 1 月 試 產(chǎn)） ★ 5000（ 04 年 12 月 試 產(chǎn)） 1500（ 97 年 9 月 試 產(chǎn) ，現(xiàn)停產(chǎn) ） 5000（ 98 年 10 月 試 產(chǎn)） 5000（ 06 年 2 月 試 產(chǎn)） ★ 30000（ 05 年 12 月試產(chǎn)） 30000（ 05 年 11 月投產(chǎn)） 10000（ 03 年 8 月投產(chǎn)） 100000（ 05 年 9 月投產(chǎn)） 150000（籌建中） 202100（籌建中） 830000（籌建中） 1000000（籌建中） 近幾年 DME 生產(chǎn)規(guī)模較大的有山東臨沂魯明化工有限公司、廣東中山精細化工實業(yè)有限公司、江蘇吳縣合成化工廠、江蘇昆山化工原料廠、湖南雪納新能源有限公司、山東久泰科技股份有限公司等企業(yè)，年總產(chǎn)量已超過 10 萬噸。由美國貿(mào)易發(fā)展署出資援助招標(biāo)、美國福陸公司中標(biāo) 所作的寧夏煤基 DME（一期） 83 萬噸／年項目報告已于 2021 年 4月完成， 后因資金技術(shù)問題 項目 尚未 啟動。計劃投資 億元。 2021 年全國 DME 總生產(chǎn)能力僅有 萬噸 /年，產(chǎn)量約為2 萬噸 /年，開工率處于 63％ 的較低水平。 1994 年廣東中山化工廠建成 2500噸 /年 DME 生產(chǎn)裝置。 DME 作為民用燃料比液化氣具有更優(yōu)良的物理化學(xué)性能（如表 1，表 2 所示）。 第二， DME 作為 化學(xué)中間體，主要用于制造硫酸二甲酯。在西歐各國已經(jīng)成為民用氣溶膠制品的氯氟烴的替代品。 二甲醚是 21 世紀(jì)的超清潔燃料，無論是作為民用燃料 、 或替代柴油 、 汽油作為汽車燃料 、 或是用于發(fā)電，其制備 、 儲運等都比較容易解 決，并能促進新一代汽車 、 電力等工業(yè)的發(fā)展。近幾年來，在各國尋求清潔車用替代燃料 的過程中，二甲醚的良好燃燒性能和低污染排放特性使其日益受到重視。 本設(shè)計包括設(shè)計說明書和圖紙兩部分。按國家現(xiàn)行基本建設(shè)政策和市場價格對本項目進行了財務(wù)評價計算。近幾年來，在各國尋求清潔燃料的過程中，二甲醚的良好燃燒性能和低污染排放的特性使其日益受到重視。 2) The calculation and selection of heat exchanger, pump。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。 DME是具有與 LPG 的物理性質(zhì)相類似的 化 學(xué)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)。 太原理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院 《化工設(shè)計》課程設(shè)計說明書 年產(chǎn) 20 萬噸甲醇制二甲醚生產(chǎn)工藝初步設(shè)計 學(xué)生學(xué)號： 2021002273 學(xué)生姓名： 武曉佩 專業(yè)班級： 化工工藝 0904 指導(dǎo)教師： 鄭家軍 起止日期： ～ I 化工設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書 一、化工課程設(shè)計題目 年產(chǎn) 20 萬噸甲醇制二甲醚生產(chǎn)工藝的初步設(shè)計 二、 化工課程設(shè)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?jǐn)?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。 五、學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計文件： 課程設(shè)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(shè)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(shè)計》王靜康主編 1995 年版 化學(xué)工業(yè)出版社出版 《化工原理》（上、下） 2021 年版天津大學(xué)化工原理教研室編 天津科學(xué)技術(shù)出版社出版 3． ………… 專業(yè)班級 化工工藝 0904 學(xué)生 武曉佩 要求設(shè)計工作起止日期 2021 年 11 月 25 日 至 2021 年 12 月 21 日 指導(dǎo)教師簽字 日期 教研室主任簽字 日期 II 系主任批準(zhǔn)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。甲醇脫水制二甲醚分為液相法和氣相法兩種工藝 ， 本設(shè)計采用氣相法制 備二甲醚工藝。 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 centu