【正文】 ， 由合成氣經(jīng)漿態(tài)床反應器一步合成 DME， 采用具有甲醇合成和甲醇脫水組分的雙功能催化劑。 該工藝特點是操作簡單 ， 自動化程度較高 ， 少量廢水廢氣排放 ， 排放物低于國家規(guī)定的排放標準 。中國仍有個別廠家使用該工藝生產(chǎn) DME， 并在使用過程中對工藝有所改進。該工藝生產(chǎn)純度 %的 DME 產(chǎn)品 , 用于一些對 DME 純度要求不高的場合。下面對這幾種方法作以介紹。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。 技術來源 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。二甲醚市場應用前景廣闊 ， 因此對二甲醚的生產(chǎn)工藝進行研究很有必要。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。此外 ， 利用 DME 還可以合成低烯烴、甲醛和有機硅化合物。 （ 4）用 作化工原料 DME 作為一種重要的化工原料 ,可合成多種化學品及參與多種化學反應 ： 與SO3反應可制得硫酸二甲酯 ； 與 HCl反應可合成烷基鹵化物 ； 與苯胺反應可合成N , N 二甲基苯胺 ； 與 CO反應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生成乙酸乙烯 ； 氧化羰化制碳酸二甲酯 。在未來十年里 ， DME作為燃料的應用將有難以估量的潛在市場 ， 其應用前景十分樂觀。 （ 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。關于 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。 （ 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。 DME因其良好的理化性質而被廣泛地應用于 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 ” ， 引起廣泛關注。上述各方面問題的研究結果表明， 10 萬噸 /年二甲醚項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策和未來能源市場發(fā)展方向，市場預測樂觀，工藝方案合理，工藝技術成熟可靠，投資估算和財務評價結果也表明項目經(jīng)濟效益明顯。工程總投資估算值 14300萬元，項目的內(nèi)部收益率所得稅前為 %，高于基準收益率 12%。而且設備臺數(shù)較少，設備制作立足于國內(nèi)現(xiàn)狀，均能在國內(nèi)制造而不需進口，可大大降低項目投資。二甲醚作為清潔燃料具備如下特征：（ 1）資源量 豐富，來源廣；（ 2）環(huán)境友好，其排放物對環(huán)境的影響很??；（ 3）技術可行、成熟，可在大范圍內(nèi)使用；（ 4）經(jīng)濟可行，其成本有競爭力；（ 5）易于實現(xiàn)，其運行所需要的基礎設施和現(xiàn)有基礎設施基本相容，不需要另裝一套裝置。 20世紀 70 年代，二甲醚開始被用作氣霧劑，以取代破壞臭氧層的氟里昂。工藝設計 西安石油大學成人高等教育畢業(yè)設計 4 西安石油大學成人高等教育畢業(yè)設計 1 目錄 1 概 述 .......................................................... 1 二甲醚 的用途 ............................................... 1 設計依據(jù) ................................................... 2 技術來源 ................................................... 2 液相甲醇脫水法制 二甲醚 ................................... 2 氣相甲醇脫水法制 二甲醚 ................................... 2 合成氣一步法生產(chǎn) 二甲醚 ................................... 2 二氧化碳 加氫直接合成 二甲醚 ............................... 3 催化蒸餾法制 二甲醚 ...................................... 4 本設計采用的方法 ........................................ 4 原料及產(chǎn)品規(guī)格 .............................................. 5 設計規(guī)模和設計要求 .......................................... 5 2 技術分析 ....................................................... 6 反應原理 ................................................... 6 反應條件 ................................................... 6 反應選擇性和轉化率 .......................................... 6 催化劑的選擇 ............................................... 6 3 反應器的結構計算 ................................................ 7 物料衡算 ................................................... 7 計算催化劑床層體積 .......................................... 7 反應器管數(shù) ................................................. 8 熱量衡算 ................................................... 8 4 甲醚精餾塔結構計算 ............................................. 10 甲醚精餾塔的物料衡算及理論板數(shù) ............................. 10 實際板層數(shù)的求取 ........................................... 12 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 ....................... 12 操作壓力的計算 ......................................... 12 操作溫度計算 ........................................... 13 平均摩爾質量計算 ....................................... 14 西安石油大學成人高等教育畢業(yè)設計 2 平均密度計算 ........................................... 12 液體平均表面張力的計算 .................................. 16 液體平均粘度 ........................................... 16 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 ................................... 14 提餾段塔徑的計算 ....................................... 18 精餾塔有效高度的計算 .................................... 18 塔板主要工藝尺寸的計算 ..................................... 19 溢流裝置計算 ........................................... 19 塔板布置 ............................................... 20 塔板的流體力學驗算 ......................................... 20 塔板壓降 ............................................... 20 液面落差 ............................................... 21 液 沫夾帶 ............................................... 20 漏液 ................................................... 21 液泛 ................................................... 21 塔板負荷性能圖 ............................................. 22 漏液線 ................................................. 22 液沫夾帶線 ............................................. 22 液相負荷下限線 ......................................... 22 液相負荷上限線 ......................................... 22 液泛線 ................................................. 23 精餾塔接管尺寸計算 ......................................... 24 塔頂蒸氣出口管的直徑 .................................... 24 回流管的直徑 ........................................... 25 進料管的直徑 ........................................... 25 塔底出料管的直徑 ....................................... 25 5 甲醇精餾塔結構計算 ............................................. 26 設計方案的確定 ............................................. 26 精餾塔的物料衡算 ........................................... 26 原料液及塔頂和塔底的摩爾分率 ............................ 26 原料液及塔頂和塔底產(chǎn)品的平均摩爾質量 .................... 26 西安石油大學成人高等教育畢業(yè)設計 3 物料衡算 ............................................... 26 塔板數(shù)的確定 .............................................. 26 理論板層數(shù)的求取 ......................................... 26 實際板層數(shù)的求取 ....................................... 27 精餾塔的工藝條件及有關物性數(shù)據(jù)的計算 ....................... 27 操作壓力的計算 ......................................... 28 操作溫度計算 ........................................... 28 平均 摩 爾質量計算 ....................................... 29 平均密度計算 ........................................... 29 液體平均表面張力的計算 .................................. 30 液體平均粘度 ........................................... 30 精餾塔的塔體工藝尺寸計算 ................................... 31 塔徑的計算 ............................................. 31 精餾塔有效高度的計算 .................................... 32 塔板主要工藝尺寸的計算 ..................................... 33 溢 流 裝置計算 ........................................... 33 塔板布置 .........................................