【文章內(nèi)容簡介】 ........ 40 平臺、扶梯質(zhì)量 .............................................................................. 40 操作時塔內(nèi)物料質(zhì)量 ...................................................................... 40 充水質(zhì)量 ......................................................................................... 40 地震載荷計算 ........................................................................................ 41 計算危 險截面的地震彎矩 .............................................................. 41 風(fēng)載荷計算 ............................................................................................ 41 風(fēng)力計算 ......................................................................................... 41 風(fēng)彎矩計算 ..................................................................................... 42 各種載荷引起的軸向應(yīng)力 ..................................................................... 43 計算壓力引起的軸向應(yīng)力 .............................................................. 43 操作質(zhì)量引起的軸向壓應(yīng)力 .......................................................... 43 最大彎矩引起的軸向應(yīng)力 .............................................................. 44 筒體和裙座危險截面的強度與穩(wěn)定性校核 ......................................... 44 筒體的強度與穩(wěn)定性校核 .............................................................. 44 裙座的穩(wěn)定性校核 .......................................................................... 45 裙座和筒體水壓試驗應(yīng)力校核 ............................................................. 45 筒體水壓試驗應(yīng)力校核 .................................................................. 45 裙座水壓試驗應(yīng)力校核 .................................................................. 46 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計 ............................................................................................ 46 基礎(chǔ)環(huán)尺寸 ..................................................................................... 46 基礎(chǔ)環(huán)尺寸的應(yīng)力校核 .................................................................. 47 基礎(chǔ)環(huán)厚度 ..................................................................................... 47 地腳螺栓計算 ........................................................................................ 47 地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力 .......................................................... 47 地腳螺栓直徑 .................................................................................. 48 7 輔助設(shè)備設(shè)計 .............................................................................................. 49 儲罐的選擇 ............................................................................................ 49 儲罐的計算與選型 .......................................................................... 49 泵的選擇 ................................................................................................ 49 通風(fēng)機的選擇 ........................................................................................ 50 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 通風(fēng)機的選擇 .................................................................................. 50 換熱器的計算 ........................................................................................ 50 確定換熱器的類型 .......................................................................... 50 估算傳熱面 積 .................................................................................. 50 8 全廠總平面布置 .......................................................................................... 53 全廠總平面布置的任務(wù) ........................................................................ 53 全廠總平面設(shè)計的原則 ........................................................................ 53 全廠總平面布置內(nèi)容 ............................................................................ 53 全廠平面布置的特點 ............................................................................ 53 全廠人員編制 ........................................................................................ 53 9 總結(jié)討論 ..................................................................................................... 55 設(shè)計主要完成任務(wù) ................................................................................. 55 設(shè)計過程的評述和有關(guān)問題的討論 ..................................................... 55 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................... 56 致謝 .............................................................................................................. 57 附錄 A .......................................................................................................... 58 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 共 58 頁 1 概 述 二甲醚 (Dimethyl Ether，簡稱 DME)習(xí)慣上簡稱甲醚，為最簡單的脂肪醚，分子式 C2H6O，是乙醇的同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)式 CH3— O— CH3， 分子量 ， 是一種無色、無毒、無致癌性、腐蝕性小的產(chǎn)品。 DME 因其良好的理化性質(zhì)而被廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥和制冷等行業(yè) ， 近幾年更因其燃燒效果好和污染少而被稱為 “ 清潔燃料 ” ， 引起廣泛關(guān)注。 二甲醚 的用途 （ 1）替代氯氟烴作氣霧劑 [1] 隨著世界各國的環(huán)保意識日益增強 ， 以前作為氣溶工業(yè)中氣霧劑的氯氟烴正逐步被其他無害物質(zhì)所代替。 （ 2）用作制冷劑和發(fā)泡劑 由于 DME的沸點較低 ， 汽化熱大 ， 汽化效果好 ， 其冷凝和蒸發(fā)特性接近氟氯烴 ， 因此 DME作制冷劑非常有前途。國內(nèi)外正在積極 開發(fā)它在冰箱、空調(diào)、食品保鮮劑等方面的應(yīng)用 ， 以替代氟里昂。關(guān)于 DME作發(fā)泡劑 ， 國外已相繼開發(fā)出利用 DME作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、熱塑聚酯泡沫的發(fā)泡劑。發(fā)泡后的產(chǎn)品 ， 孔的大小均勻 ， 柔韌性、耐壓性、抗裂性等性能都有所增強。 （ 3）用作燃料 由于 DME具有液化石油氣相似的蒸氣壓 ， 在低壓下 DME變?yōu)橐后w ， 在常溫、常壓下為氣態(tài) ， 易燃、毒性很低 ， 并且 DME的十六烷值 (約 55) 高 ， 作為液化石油氣和柴油汽車燃料的代用品條件已經(jīng)成熟。由于它是一種優(yōu)良的清潔能源 ， 已日益受到國內(nèi)外的廣泛重視。在未來十年里 ， DME作為燃 料的應(yīng)用將有難以估量的潛在市場 ， 其應(yīng)用前景十分樂觀?？蓮V泛用于民用清潔燃料、汽車發(fā)動機燃料、醇醚燃料。 （ 4）用作化工原料 DME 作為一種重要的化工原料 ,可合成多種化學(xué)品及參與多種化學(xué)反應(yīng) ： 與 SO3反應(yīng)可制得硫酸二甲酯 ； 與 HCl 反應(yīng)可合成烷基鹵化物 ； 與苯胺反應(yīng)可合成 N , N 二甲基苯胺 ； 與 CO 反應(yīng)可羰基合成乙酸甲酯 、 醋酐 ， 水解后生成乙酸 ； 與合成氣在催化劑存在下反應(yīng)生成乙酸乙烯 ； 氧化羰化制碳酸二甲酯 。 與 H2S 反應(yīng)制備二甲基硫醚。此外 ， 利用 DME 還可以合成低烯烴、甲醛和有機硅化合物。 目前，全球二甲 醚總生產(chǎn)能力約為 21萬 t/a，產(chǎn)量 16萬 t/a左右，表 11為世界二甲醚主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量。我國二甲醚總生產(chǎn)能力約為 t/a,產(chǎn)量約為 t/a， 表 12為我國二甲醚主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量。 據(jù)市場調(diào)查國內(nèi)二甲醚需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過供給量，目前國內(nèi)僅氣霧劑一項需求量達(dá)到 ~ 萬噸 /年，而高純度的二甲醚還依賴進口。二甲醚市場應(yīng)用前景廣闊 ， 因此對二甲醚的生產(chǎn)工藝進行研究很有必要。 設(shè)計依據(jù) 本項目基于教科書上的教學(xué)案例，通過研讀大量的關(guān)于 DME 性質(zhì)、用途、生產(chǎn)技術(shù)及市場情況分析的文獻(xiàn)，對生 產(chǎn) DME 的工藝過程進行設(shè)計的。 技術(shù)來源 目前合成 DME 有以下幾種方法：（ 1）液相甲醇脫水法（ 2）氣相甲醇脫水法（ 3）合成氣一步法（ 4） CO2 加氫直接合成。（ 5）催化蒸餾法。其中前二種方法比較成熟 ， 后三種方法正處于研究和工業(yè)放大階段。本設(shè)計采用氣相甲醇脫水法。下面對這幾種方法作以介紹。 液相甲醇脫水法制 二甲醚 甲醇脫水制 DME 最早采用硫酸作催化劑 ， 反應(yīng)在液相中進行 ， 因此叫做液相甲醇脫水法 ， 也稱硫酸法工藝。該工藝生產(chǎn)純度 %的 DME