【正文】 ，∕mol計(jì)算得： (5)加熱蒸汽消耗量及冷卻水的消耗量設(shè)加熱蒸汽絕壓為,冷卻水在飽和溫度下排出，冷卻水進(jìn)出冷凝器的溫度為和。8000=6250kg/h =設(shè)計(jì)過程的物流輸入輸出情況和循環(huán)物流清況如圖31所示。3 物料衡算與能量衡算：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，二甲醚的年生產(chǎn)能力為50,000噸/年。反應(yīng)器出口混合物經(jīng)過換熱器E010冷卻器E0103，控制在泡點(diǎn)進(jìn)料的狀態(tài)下進(jìn)入DME板式塔精餾塔T0101進(jìn)行分離，％的產(chǎn)品二甲醚，塔底得到甲醇和水的混合物。轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)為氣相反應(yīng)，甲醇的轉(zhuǎn)化率在80% 。2 生產(chǎn)流程的確定反應(yīng)方程式： 本過程采用連續(xù)操作，設(shè)計(jì)的反應(yīng)條件：溫度T=250℃370℃，反應(yīng)壓力，反應(yīng)在絕熱條件下進(jìn)行。 回收甲醇：％，％。原料：工業(yè)級甲醇 甲醇含量≥％ 水含量≤％ 產(chǎn)品：DME含量≥％ 甲醇含量≤% 水含量≤%（均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 設(shè)計(jì)規(guī)模：50,000噸DME/年，按照8000小時開工計(jì)算，產(chǎn)品流量 6250kg/h 。20℃時，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。%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。同時該法也是目前國內(nèi)外生產(chǎn)DME的主要方法[10]。但相比其他方法而言是最為成熟的方法。而先進(jìn)的氣相法投資低、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好，而且反應(yīng)器催化劑裝填容量大，易于大型化，是目前最理想的二甲醚生產(chǎn)方法。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。該工藝成熟簡單，對設(shè)備材質(zhì)無特殊要求，基本無三廢及設(shè)備腐蝕問題，后處理簡單。主要工藝過程為：甲醇經(jīng)汽化在換熱器中與反應(yīng)器出來的反應(yīng)產(chǎn)物換熱后進(jìn)入反應(yīng)器中進(jìn)行氣相催化脫水反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱后、用循環(huán)水冷卻冷凝。 [8]缺點(diǎn)：該工藝在我國尚處于研發(fā)階段，若建生產(chǎn)裝置需大量外匯引進(jìn)國外技術(shù)，風(fēng)險較大。合成氣法所用的合成氣可由煤、重油、渣油氣化及天然氣轉(zhuǎn)化制得，原料經(jīng)濟(jì)易得，因而該工藝可用于化肥和甲醇裝置適當(dāng)改造后生產(chǎn)DME，易形成較大規(guī)模生產(chǎn)，也可采用從化肥和甲醇生產(chǎn)裝置側(cè)線抽得合成氣的方法，適當(dāng)增加少量氣化能力，或減少甲醇和氨的生產(chǎn)能力，用以生產(chǎn)DME。它可直接利用CO含量高的煤基合成氣，還可在線卸載催化劑。由合成氣直接合成DME，與甲醇?xì)庀嗝撍ㄏ啾龋哂辛鞒潭?、投資省、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，而且可獲得較高的單程轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)過程中氣一液一固三相的接觸，有利于反應(yīng)速度和時空產(chǎn)率的提高。缺點(diǎn)：強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)所產(chǎn)生的熱量無法及時移走，催化劑床層易產(chǎn)生熱點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致催化劑銅晶粒長大，催化劑性能下降。合成氣在固體催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)；在氣相法工藝中，使用貧氫合成氣為原料氣時，催化劑表面會很快積炭，因此往往需要富氫合成氣為原料氣。[4]一步法是以合成氣為原料，在甲醇合成和甲醇脫水的雙功能催化劑上直接反應(yīng)生成DME。[3]二甲醚合成反應(yīng)機(jī)理包括：甲醇合成（CO氫化作用）：甲醇脫水：水煤氣轉(zhuǎn)換：甲醇合成(氫化作用)：總反應(yīng)：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”。缺點(diǎn)：中間產(chǎn)品硫酸氫甲酯毒性較大；設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染嚴(yán)重且產(chǎn)品后處理比較困難。甲醇脫水反應(yīng)在液相、常壓或微正壓、130～180℃下進(jìn)行。反應(yīng)式：CH3OH+H2SO4→CH3HSO4+H2OCH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2O該工藝可生產(chǎn)純度95％的DME產(chǎn)品，用于一些對DME純度要求不高的場合。(5)作為汽油的替代品以二甲醚調(diào)合的醚基復(fù)合汽油。(4)作為柴油的替代品二甲醚作為車用燃料，涉及到方方面面的工作，如發(fā)動機(jī)的改造，供應(yīng)站的建立，環(huán)保政策等等，這些除了企業(yè)的努力外，更需要國家政策的扶持，否則是難以推廣的。此外由于二甲醚可產(chǎn)生一定分壓以及減壓后二甲醚變?yōu)闅鈶B(tài)，因而醇醚燃料克服單一醇燃料需空氣充壓或自充壓和外預(yù)熱的特點(diǎn)，從而改善了燃燒性能，使其具有清潔、燃燒完全和使用方便的特點(diǎn)。(2)作為其它民用燃料的摻配組分如在液化石油氣中添加一定量二甲醚，不但能提高C5的氣化效率，還增加CC4與C5間的互溶性，從而消除液化氣鋼瓶中殘液，避免燃燒時析炭，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。二甲醚的物理性質(zhì)見下表[2]表11 二甲醚物性參數(shù)項(xiàng) 目數(shù) 據(jù)分子式CH3OCH3分子量物理性狀(，1atm)透明無臭氣體沸點(diǎn)[(760mmHg)].℃熔點(diǎn).℃ 密度（20℃）.g/ml表面張力（氣相），mN/m(dyn/cm)40.℃20℃10℃211816氣體粘度，μPa S(μP) 0℃20℃(1)作為液化石油氣的替代物由于自身含氧，碳鏈短，燃燒充分安全，燃燒過程不析碳，不會產(chǎn)生黑煙，無殘液，燃燒尾氣符合國家標(biāo)準(zhǔn)。%（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。二甲醚的毒性：二甲醚為弱麻醉劑，對呼吸道有輕微的刺激作用，長期接觸使皮膚發(fā)紅、水腫、生皰。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。接觸熱、火星、火焰或氧化劑易燃燒爆炸。[1]二甲醚的危險特性：二甲醚為易燃?xì)怏w。二甲醚在常溫下是一種無色氣體，具有輕微的醚香味。 process design. 1 概述物理性質(zhì)：二甲醚亦稱甲醚，英文dimethylether，英文縮寫DME，化學(xué)分子式(CH3OCH3)，是重要的甲醇衍生物，沸點(diǎn)24℃，凝固點(diǎn)140℃。The Design of Dimehyl Ether Process Annual Output 50,000 tonsWei XuekeDirector： Liu YixiuAssociate Director：Cui Xiuyun（College of Chemistry and Chemical Engineering, Huangshan University, Huangshan, 245041）Abstract：As oil fuel, DME has drawn attentions at present. Physical properties of DME is similar to oil fuel, and don’t produce bustion gas to damage the environment. It is cheap and it can be produced largely. This is the first step process design for annual output of 50,000 tons of dimethl ether, in the designed specifications, finally with methanol dehydration methods as process production methods of the designs. In the design process, in accordance with the requirements of the mission design, through the material balance and energy balance, to determine the equipment and technical parameters of consumption indicators, while the production of dimethyl ether in the process of attention to security matters and Three wastes management made a note of the entire device to a simple technical and economic evaluation.Key words: dimethyl ether。在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，通過物料衡算和熱量衡算，以確定設(shè)備工藝參數(shù)和消耗工藝指標(biāo)，同時對二甲醚生產(chǎn)過程中的安全注意事項(xiàng)及“三廢”治理作了相關(guān)說明。它很便宜，而且能大量地生產(chǎn)。黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文