太原理工大学化学化工学院
《化工设计》课程设计讲明书
年产20万吨甲醇制二甲醚生产工艺初步设计
学生学号：2009002273
学生姓名：武晓佩
专业班级：化工工艺0904 指导教师：郑家军
起止日期： 2012.11.26～2012.12.21
化工设计课程设计任务书
摘要
作为LPG和石油类的替代燃料，目前二甲醚(DME)倍受注目。

DME 是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时可不能产生破坏环境的气体，能廉价而大量地生产。

与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。

目前生产的二甲醚差不多上由甲醇脱水制得，即先合成甲醇，然后经甲醇脱水制成二甲醚。

甲醇脱水制二甲醚分为液相法和气相法两种工艺，本设计采纳气相法制备二甲醚工艺。

将甲醇加热蒸发，甲醇蒸气通过γ-AL2O3催化剂床层,气相甲醇脱水制得二甲醚。

气相法的工艺过程要紧由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。

要紧完成以下工作：
1）精馏用到的二甲醚分离塔和甲醇回收塔的塔高、塔径、塔板布置等的设计；
2）所需换热器、泵的计算及选型；
关键词：二甲醚，甲醇，工艺设计。

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 combustion gas to damage the environment, so, It can be produced largely. Like methane, DME is expected to become 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 gas-phase process. This design uses a process gas of dimethyl ether prepared by dimethyl. Heating methanol to evaporation, methanol vapor through the γ-AL2O3catalyst bed, vapor methanol dehydration to dimethyl etherby. This process is made of methanol process heating, evaporation, dehydration of methanol, dimethyl ether condensation and distillation etc. Completed for the following work:
1) Distillation tower used in separation of dimethyl ether and methanol recovery , column height of tower ,diameter, arrangement of column plate etc;
2) The calculation and selection of heat exchanger, pump;
Key words: dimethyl ether, methanol, process design
目录
摘要
前言
化工设计课程设计任务书 (I)
前言 (1)
1 文献综述 (1)
1.1 二甲醚概述 (1)
1.1.1 二甲醚的进展现状 (1)
1.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展 (1)
1.2国内二甲醚市场简况 (4)
1.2.1现状 (4)
1.2.2 国内市场预测 (7)
1.3国外二甲醚市场简况 (9)
1.3.1现状 (9)
1.3.2 国外市场预测 (12)
1.4 原料讲明 (14)
1.6 二甲醚的要紧技术指标 (18)
1.6.1技术要求 (18)
1.6.2试验方法 (19)
2 DME产品方案及生产规模 (24)
2.1 产品品种、规格、质量指标及拟建规模 (24)
2.2 产品规格、质量指标 (24)
2.3 产品方案分析及生产规模分析 (25)
3 工艺流程介绍 (26)
3.1生产方法简述 (26)
3.2工艺流程讲明 (31)
3.3生产工艺特点 (35)
3.4要紧工艺指标 (35)
3.4.1 二甲醚产品指标 (35)
3.4.2 催化剂的使用 (36)
4要紧塔设备计算及选型 (37)
4.1 汽化塔及其附属设备的计算选型 (37)
4.1.1 物料衡算 (37)
4.1.2 热量衡算 (40)
4.1.3 理论板数、塔径、填料选择及填料层高度的计算 (44)
4.1.4 汽化塔附属设备的选型计算 (49)
4.2 合成塔及其附属设备的计算选型 (50)
4.2.1 物料衡算 (50)
4.2.2 合成塔的选取选取： (51)
4.2.3 热量衡算及附属设备的选型计算 (51)
4.3 精馏塔及其附属设备的计算选型 (56)
4.3.1 物料衡算 (56)
4.3.2 热量衡算 (57)
4.3.3 理论塔板数的计算 (60)
4.3.4 初馏塔要紧尺寸的设计计算 (60)
4.3.5塔径设计计算 (63)
4.3.6 填料层高度的计算 (64)
4.3.7 附属设备的选型计算 (65)
4.4 回收塔及其附属设备的计算选型 (66)
4.5.1 物料衡算 (66)
4.4.2 热量衡算 (68)
4.4.3 理论塔板数的计算 (70)
4.4.4 回收塔要紧尺寸的设计计算 (71)
4.4.5塔径设计计算 (73)
4.4.6 填料层高度的计算 (75)
4.4.7 附属设备的选型计算 (75)
致谢 (78)
参考文献 (81)
附录1.要紧设备一览表 (84)
前言
二甲醚又称甲醚、木醚氧、二甲，是最简单的脂肪醚重要的甲醇下游产品之一。

二甲醚的理化性质比较独特，热植高，无毒、无害，具有潜在的广泛用途，除作为有机化工原料广泛用于制药、染料、农药等，还用于替代氟里昂用作汽溶胶喷射剂和制冷剂，由于其良好的燃料性能，具有有用、通用、环保、安全、质优价廉的优点，最近作为民用代用燃料和柴油代用燃料，二甲醚受到人民的日益重视。

20世纪70年代，二甲醚开始被用作气雾剂，以取代破坏臭氧层的氟里昂。

近几年来，在各国寻求清洁燃料的过程中，二甲醚的良好燃烧性能和低污染排放的特性使其日益受到重视。

二甲醚作为清洁燃料具备如下特征：（1）资源量丰富，来源广；（2）环境友好，其排放物对环境的阻碍专门小；（3）技术可行、成熟，可在大范围内使用；（4）经济可行，其成本有竞争力；（5）易于实现，其运行所需要的基础设施和现有基础设施差不多相容，不需要另装一套装置。

本设计流程简洁明畅，工艺条件和气，操作简易方便。

而且设备台数较少，设备制作立足于国内现状，均能在国内制造而不需进口，可大大降低项目投资。

按国家现行差不多建设政策和市场价格对本项目进行
了财务评价计算。

工程总投资估算值14300万元，项目的内部收益率所
得税前为13.82%，高于基准收益率12%。

其它各项效益指标及盈亏平衡
分析结果均表明本项目具有专门强的抗风险能力。

上述各方面问题的研
究结果表明，10万吨/年二甲醚项目符合国家产业政策和以后能源市场
进展方向，市场预测乐观，工艺方案合理，工艺技术成熟可靠，投资估
算和财务评价结果也表明项目经济效益明显。

本设计包括设计讲明书和图纸两部分。

讲明书要紧包括工艺流程的
确定，物料衡算，热量衡算，工艺设备的设计及选型，厂房平面布置，
还有进行初步的经济分析等。

图纸包括工艺流程图，主设备图，车间布
置平面等。

设计者：武晓佩
2
012年11月
25日
1 文献综述
1.1 二甲醚概述
1.1.1 二甲醚的进展现状
自20世纪70年代，二甲醚开始被用作气雾剂，以取代破坏臭氧的氟利昂。

近几年来，在各国寻求清洁车用替代燃料的过程中，二甲醚的良好燃烧性能和低污染排放特性使其日益受到重视。

二甲醚（DME）常温常压下是一种无色低毒的可燃性气体，性能与液化石油气相似，燃烧时不析碳，无残液，燃烧废气无毒，是一种理想的清洁燃料。

DME依旧一种新型的、理想的、可替代车用燃料的“21世纪的绿色燃料”。

随着环境污染的日益严峻及石油资源的日益匮乏，对二甲醚的需求量迅速增加，因此二甲醚的合成研究已成为各国科技人员的研究焦点。

二甲醚是21世纪的超清洁燃料，不管是作为民用燃料、或替代柴油、汽油作为汽车燃料、或是用于发电，其制备、储运等都比较容易解决，并能促进新一代汽车、电力等工业的进展。

目前，二甲醚进展的关键问题在于配套措施不完善、市场进展不成熟、二甲醚使用观念有待更新。

1.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展。