毕业设计30万吨年二甲醚装置分离工段精馏塔设计Word文档下载推荐.docx
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SeparationofProducing30kt/aDMEProcessDesign
ABSTRACT
Dimethylether（DME）,whichhasmanyexcellentphysicalandchemicalpropertiesformanufacturingpharmacy,dye,pesticide,sprayingsolventandrefrigerant,iswidelyusedasrawmaterials.Asanovelcleanfuel,DMEhasaverypromisingfuturefordevelopments.SO,itismagnificenttostudyontheprocessofproducingDME.
ThedesignofthemainproductionprocessfortheseparationofDMEsectioninthecalculation.Throughthesieveplatedistillationcolumndesign,Iinitialgraspthebasicprinciplesandmethodsofchemicaldesign.Totalcondenserisusedtoaccuratelycontroltherefluxratioatthetopofthetower,ItusedirectsteamheatingatBottomofthecolumn,inordertoprovidesufficientheat.Bycalculatingthenumberoftheoreticalplates,efficiency,theactualplatenumber,feedlocation,itCalculatethecolumndiameter,effectivetower,sievenumberbythemaintechnicaldimensionsdesigncalculationofPlatecolumn.Bycheckingfluidmechanics,itprovetheindexdataareinlinewithstandards,ensurethesmoothprogressandtoimproveefficiencyasmuchaspossible.
SeparationofDMEisaseparationofthreecomponentsofthemulti-component.
Therefore,thisdesignusestwosimpledistillationcolumn,oneofDMEandoneofmethanolrecovery.Inordertoprocessrawmaterialssavingsasmuchaspossible,sothematerialinthemethanolrecoverysystem,andthentheisolatedmethanolgasificationgasifiedmethanol,re-appliedtotheproductionprocess,sothatprocesstorationalize.
Keywords:
DMEProcessDesignMulti-componentseparationCalculate
摘要…………………………………………………………………….…..……Ⅰ
ABSTRACT………………………………………………………………..…..….…….Ⅱ
第一章绪论……………………………………………………………….1
1.1概述2
1.2甲醚的工业现状2
1.3工艺技术的比较与选择2
3.1.7体积流率的计算……………………………………….……20
谢辞……………………………………………………………...40
第一章绪论
1.1概述
二甲醚（DimethylEther）又称甲醚、木醚、氧二甲，简称DME，是一种无色气体或压缩液体，具有轻微的醚香气味，易溶于汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸甲酯等多种有机溶剂。
[1]
二甲醚在常温、常压下为气态，在低压下变为液体，与液化石油气（LPG）有相似之处。
二甲醚自身含氧，组分单一，碳链短，燃烧性能好，热效率高，燃烧过程中无残液，无黑烟，是一种优质、清洁的燃料。
由于二甲醚在储存、运输、使用等方面比液化气更安全，因此二甲醚替代液化气作为民用燃料有着广阔的前景。
二甲醚与液化石油气按一定比例的混合物是一种理想的液体燃料，同时二甲醚也是良好的柴油替代燃料，被称为2l世纪的清洁燃料，其排放污染大大低于现有燃料。
二甲醚又是一种重要的化工原料，可以用作气雾剂的抛射剂、制冷剂、发泡剂：
高浓度的二甲醚可用作麻醉剂，二甲醚也是制取低碳烯烃的主要原料之一。
[3]
目前国内外二甲醚的生产工艺都比较成熟，本设计主要针对二甲醚生产的分离工段进行研究。
精馏塔设备作为汽一液和液一液之间进行传质与传热的重要设备，广泛应用于炼油、石油化工、精细化工、化肥、农药、医药、环保等行业的物系分离，涉及蒸（精）馏、吸收、解吸、汽提、萃取等化工单元操作。
是化工、炼油生产装置中最重要的设备之一，塔设备的性能对于整个装置和企业的生产能力、产品质量、消耗额定以及三废和环保等各方面都有重大影响。
板式塔和填料塔在过去几十年中的发展速度有快有慢，竞争能力时有强弱。
但当前工业上的大型蒸馏设备仍以板式塔为主，因为板式塔结构简单、成本低廉、易于放大而且在设计与操作方面已具备了比较成熟的经验。
但板式塔与高效规整填料相比也有自身的缺点:
其通量较小、压降较大、效率也较低，所以进入90年代以来，人们又开始寻求板式塔的新突破。
欧美各国，尤其是美国的各大塔器生产商，研制、开发出大批新型塔板。
这些新型塔板既克服了以前的一些缺点，同时又保留了以往普通塔板的优点，以更好适应现在对于大直径蒸馏设备大通量、高效率的要求达到相际间传质与传热的目的。
当用这些新型高效塔板改造现有的筛板塔或浮阀塔时，无论是从操作性能，还是从改造费用上都显示出广泛的应用前景。
因此我们可以从塔板的性能：
塔板效率、处理能力、操作弹性、压降及抗堵性等几方面来研究来提高精馏塔的性能，从而优化塔设备，达到经济实用的目的。
1.2二甲醚的工业现状
国内二甲醚生产基本上以甲醇脱水方法为主，也有少量试验规模的合成气一步法生产装置，表l列出了国内已建的一些较有代表性的生产装置。
由于国际市场原油价格长期处于高位，LPG价格一直居高不下，目前国内以代替LPG为目的在建的二甲醚装置已超过20个，规模从数千吨到20万t不等。
还规划了若干几十万吨至百万吨级的大装置。
[2]
表1-1国内主要二甲醚生产装置产能和技术情况
单位
设计能力
（kt·
a）
用途
生产技术方案
山东久泰化工企业有限公司
35
燃料
甲醇液相脱水
泸天化集团
l1O
甲醇气相脱水
广东中山凯达精细化工
5
气雾剂
河南新红石化
25
陕西渭河煤化工集团有限公司
10
河南罗山金鼎化工有限公司
新奥集团燃气公司
河北金源化工有限公司
宁夏宁鲁石化有限公司
广州氮肥厂
云南解放军化肥厂
河南石化
陕西新型燃料燃具公司
重庆强源
重庆应力燃化公司
3
浆态床一步法
湖北田力实业股份有限公司
1.5
固定床一步法
1.3工艺技术的比较与选择
二甲醚的生产主要有硫酸法、甲醇气相催化脱水法、合成气直接法合成二甲醚法。
[5]
硫酸法虽然反应条件温和，甲醇单程转化率高（>
85%），可间歇或连续生产，但设备腐蚀严重，残液及废水对环境污染严重，操作条件苛刻，产品难以脱除微量杂质，有异味，产品质量差，发属淘汰工艺；
而以合成气（3H2+CO）直接法合成二甲醚的生产技术目前尚不成熟，CO2加氢直接合成二甲醚以及催化精馏法合成二甲醚由于一些条件的限制，短时间内工业化的可能性也不大。
目前，二甲醚国内外现有大型工业生产装置主要采用技术成熟的甲醇气相催化脱水法。
[7]
因此，本设计采用汽相气相甲醇脱水法制DME气相法具有操作简单,自动化程度较高,少量废水废气排放,排放物低于国家规定的排放标准，DME选择性和产品质量高等优点。
同时该法也是目前国内外生产DME的主要方法。
1.4原料及产品规格
原料:
精甲醇
甲醇含量≥99.5wt%水含量≤0.5wt%
二甲醚分离塔进料：
二甲醚含量=49wt%
产品：
DME含量≥99wt%
1.5三废处理
1.5.1废气处理
气相甲醇脱水法制二甲醚的反应装置，在得到二甲醚的同时，还要排放出二甲醚、未反应的甲醇、水等气态不纯物，其中主要的废气成份是二氧化碳。
以二甲醚精馏塔塔釜排出的甲醇水溶液作反应尾气洗涤塔的吸收剂减少了外排尾气中的甲醇含量：
同时由于降低了二甲醚精馏塔进料的甲醇浓度，使得二甲醚分离难度降低，减少回流比，从而节省了蒸汽消耗。
[9]
1.5.2废水处理
甲醇精馏塔塔釜产生含甲醇工业废水，含有甲醇、油类等污染物，不能直接排放。
几种残液的处理方法如下：
1.生化处理法
以生物膜法及活性污泥法净化有机废水为基础，采取处理后水部分回流（内循环），充分发挥兼氧微生物在回流水与甲醇残液混台时的大幅度降解的作用和稀释作用，使精馏残液浓度降低。
2.残液回收做萃取剂法
从残液的产生可以看出，残液主要来源是萃取剂（冷凝水）的加入．主要成分是水，特别是我国各厂甲醇合成均采用铜基催化剂，大大改善了粗甲醇的质量，因而残液的成分也得到改善，但距排放标准还相差很远。
为了减少残液的深处理量，可以考虑将残液代替萃取剂（冷凝水）加入预馏塔中。
3.焚烧法
焚烧法即将残液回收到造气炉夹套锅炉内
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