【正文】 技術經濟上因生產規(guī)模太小而導致生產成本較高，影響其推廣應用。山東臨沂已經建成 30000 噸 /年二甲醚生產裝置，已于 2020 年 10 月份投產，同時也在規(guī)劃 100 萬噸 /年二甲醚的項目。生產高純度二甲醚，產品主要用作氣霧劑。化工部西南化工研究院開發(fā)的新型民用代用燃料一醇醚燃料，目前已在河南、山西、貴州、安徽等省建立了 5 套生產裝置，其中 4 套為萬噸級裝置。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 )的生產裝置。 我國早期二甲醚的生產能力很低，只有江蘇吳縣合成化上廠、武漢硫酸廠等少數(shù)幾個廠家生產，總產量約為 3000 噸 /年，遠遠不能滿足國內市場的需求，高純度二甲醚 (%)全部依賴進口。 DME 除作為燃料以外，主要用于制氣霧劑、制冷劑和發(fā)泡劑。如果用 DME替代進口液化氣，將至少形成約 2020 萬噸／年的 DME 需求。目前我國液化氣年消費量在 3500 萬～ 4000 萬噸，每年約需進口 2020萬噸。 DME 作為柴油替代能源在性能上具有明顯的優(yōu)勢，而作為汽油添加劑進行摻燒在理論上證明可以提升汽油的品質，且技術方面不存在難以克服的問題，因此這是一個普遍看好的市場。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%，預計到 2020年我國對進口石油的依存度將超過 50%。 4 國內市場預測 第一， DME 作為柴油替代燃料或摻燒汽油市場。 表 3 2020年我國 DME主要生產廠家及其能力 3 企 業(yè) 生產工藝 生產能力（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 吳縣合成化學廠 上海申威氣霧劑公司 河南沁陽紫陽鄉(xiāng) 河南內鄉(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） 3000（ 04 年 4 月試產 /已停） 1000（ 91 年 3 月試產） 1500（ 95 年 9 月試產） 1000（ 96 年 7 月試產） 800（ 95 年 3 月試產） 10000（ 04 年 1 月試產） 10000（ 04 年 8 月試產） 10000（ 03 年 5 月試產） 5000（ 05 年 3 月 試 產） 10000（ 04 年 12 月 試 產） 5000（ 04 年 10 月 試 產） 2500（ 98 年 9 月 試 產） 10000（ 05 年 10 月 試 產） 500（ 97 年 6 月 試 產） 5000（ 01 年 1 月 試 產） ★ 5000（ 04 年 12 月 試 產） 1500（ 97 年 9 月 試 產 ，現(xiàn)停產 ） 5000（ 98 年 10 月 試 產） 5000（ 06 年 2 月 試 產） ★ 30000（ 05 年 12 月試產） 30000（ 05 年 11 月投產） 10000（ 03 年 8 月投產） 100000（ 05 年 9 月投產） 150000（籌建中） 202000（籌建中） 830000（ 籌建中） 1000000（籌建中） 近幾年 DME 生產規(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)，年總產量已超過 10 萬噸。寧夏決定大力發(fā)展電力和煤化工等產業(yè)，建設大型DME 廠是其中一項。由美國貿易發(fā)展署出資援助招標、美國福陸公司中標所作的寧夏煤基 DME（一期） 83 萬噸／年項目報告已于 2020 年 4月完成， 后因資金技術問題 項目 尚未 啟動。該項目將由煤炭為起始原料生產 DME。計劃投資 億元。 4 年間能力和產量迅速增長，起年均增長率分別為 79%和 96%。 2020 年全國 DME 總生產能力僅有 萬噸 /年，產量約為2 萬噸 /年，開工率處于 63％ 的較低水平。近幾年，國內陸續(xù)又有一些廠家投產 DME，其中生產規(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 及 瀘天化公司等企業(yè)，年總產量已超過 50 萬噸。 1994 年廣東中山化工廠建成 2500噸 /年 DME 生產裝置。當溫度在 37． 8℃時，二甲醚的蒸汽壓低于 1378kPa，符合液化石油氣的要求（如表 11）所示。 DME 作為民用燃料比液化氣具有更優(yōu)良的物理化學性能（如表 1，表 2 所示）。 除此之外 DME還是重要的化工原料 ,可用于許多精細化學品的合成 ,同時在輕化、制藥、燃料、農藥等工業(yè)中有許多獨特的用途。 第二， DME 作為化學中間體，主要用于制造硫酸二甲酯。 Bohnenn 報道了用 DME 與氟里昂混合制成特種制冷劑，通過大量實驗后，認為隨著 DME含量的增加，制冷能力增加，能耗降低 并且在冷凍食品時可免除異味和臭味 。在西歐各國已經成為民用氣溶膠制品的氯氟烴的替代品。 二甲醚的傳統(tǒng)領域的應用及 其拓展 （ 1）傳統(tǒng)領域的應用 第一， 做氣霧劑、制冷劑和發(fā)泡劑 。 二甲醚是 21 世紀的超清潔燃料，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。 DME 還是一種新型的 、 理想的 、 可替代車用燃料的“ 21 世紀的綠色燃料”。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。圖紙包括工藝流程圖，主設備圖，車間布置平面 等 。 本設計包括設計說明書和圖紙兩部分。其它各項效益指標及盈虧平衡分析結果均表明本項目具有很強的抗風險能力。按國家現(xiàn)行基本建設政策和市場價格對本項目進行了財務評價計算。 本設計流程簡潔明暢，工藝條件溫和，操作簡易方便。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。二甲醚的理化性質比較獨特，熱植高，無毒、無害，具有潛在的廣泛用途，除作為有機化工原料廣泛用于制藥、染料、農藥等，還用于替代氟里昂用作汽溶膠噴射劑和制冷劑，由于其良好的燃料性能，具有實用、通用、環(huán)保、安全、質優(yōu)價廉的優(yōu)點，最近作為民用代用燃料和柴油代用燃料，二甲醚受到人民的日益重視。 2) The calculation and selection of heat exchanger, pump。主要完成 以下 工作： 1）精餾用到的二甲醚分離塔和甲醇回收塔的塔高、塔徑、塔板布置等的設計； 2）所需換熱器、泵的計算及選型； 關鍵詞： 二甲醚，甲醇，工藝設計。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。目前生產的二甲醚基本上由甲醇脫水制得，即先合成甲醇，然后經甲醇脫水制成二甲醚。 DME是具有與 LPG 的物理性質相類似的 化 學品，在燃燒時不會產生破壞環(huán)境的氣體，能便宜而大量地生產。 三、化工課程設計主要內容： 緒論 生產流程或方法的確定 物料衡算和熱 量衡算 主要工藝設備的計算及選型（包括設備一覽表） 原材料、動力消耗定額及消耗量 參考文獻 致謝 附圖（帶控制點的工藝流程圖和關鍵設備的結構圖） 四、時間安排： 共設計四周，前 2 周收集資料，進行工藝流程的設計、物料和熱量衡算，后兩周進行設計說明書的撰寫、工藝流程圖和設備圖的繪制。 培訓資料 太原理工大學化學化工學院 《化工設計》課程設計說明書 年產 20 萬噸甲醇制二甲醚生產工藝初步設計 學生學號： 2020002273 學生姓名： 武曉佩 專業(yè)班級： 化工工藝 0904 指導教師： 鄭家軍 起止日期： ～ I 化工設計課程設計任務書 一、化工課程設計題目 年產 20 萬噸甲醇制二甲醚生產工藝的初步設計 二、 化工課程設計要求及 原始數(shù)據(jù)（資料）： 操作方式：連續(xù)操作 產品品種： 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%（質量分數(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，轉化率 ≥80%，選擇性 ≥%，脫水溫度選擇 300 攝氏度。 精餾塔：塔頂二甲醚純度 ≥“%”釜液二甲醚含量 ≤%； 回收塔：塔頂回收甲醇純度 ≥98%，廢水中甲醇含量 ≤%。 五、學生應交出的設計文件： 課程設計說明書一本 帶控制點的工藝流程圖一套（要求手工繪制 2圖紙） 主要設備結構圖一套（要求 CAD 繪制， 2圖紙） 六、 主要參考文獻（資料）： 《化工設計》王靜康主編 1995 年版 化學工業(yè)出版社出版 《化工原理》（上、下） 2020 年版天津大學化工原理教研室編 天津科學技術出版社出版 3． ………… 專業(yè)班級 化工工藝 0904 學生 武曉佩 要求設計工作起止日期 2020 年 11 月 25 日 至 2020 年 12 月 21 日 指導教師簽字 日期 教研室主任簽字 日期 II 系主任批準簽字 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。與甲烷一樣，被期望成為 21 世紀的能源之一。甲醇脫水制二甲醚分為液相法和氣相法兩種工藝 ， 本設計采用氣相法制 備二甲醚工藝。氣相法的工藝過程主要由甲醇加熱、蒸發(fā)、甲醇脫水、二甲醚冷凝及精餾等組成。 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 century energy resources., DME is prepared by methanol dehydration, namely, synthetic methanol first and then methanol dehydration to dimethyl etherby methanol dehydration. Methanol dehydration to DME is divided into two kinds of liquid phase and gasphase process. This design uses a process gas of dimethyl e