国内外二甲醚市场和生产工艺分析
国内外二甲醚市场和生产工艺分析
目前二甲醚 二甲醚易压缩、易贮存、燃烧效率高、污染低，可替代煤气、LPG作民用燃料。同时，二甲醚具有较高的十六烷值，可直接用作汽车燃料替代柴油。二甲醚作为清洁燃料方面的发展前景潜力巨大，已经得到了国内外的广泛关注。 1 国内外市场分析 1.1 国外市场分析 目前世界上二甲醚的生产主要集中在美、德、荷兰和日本等国，2002年世界<不包括中国，下同）总生产能力为20.8万吨/年，产量为15万吨，开工率为72%。国外二甲醚的主要生产厂家有美国Dopnt公司、荷兰AKZO公司、德国DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等，其中德国DEA公司的生产能力最大，生产能力为6.5万吨／年。 世界二甲醚的主要生产厂家。 由于二甲醚的市场需求潜力十分巨大，在世界范围内，二甲醚的建设已经成为热点，一些大型二甲醚装置已在筹建之中。 二甲醚开发公司<由道达尔菲纳埃尔夫公司和日本8家公司组成的财团）计划建设能力为2 500吨/天的商业化二甲醚装置。日本东洋工程公司完成了在中东建设单系列250万吨/年二甲醚装置的可行性验证，预计该装置可望于2005-2006年建成。BP公司、印度天然气管理局、印度石油公司将投资6亿美元建设180万吨/年商业化二甲醚生产厂，用以替代石脑油、柴油和LPG，建设工作已于2002年开始，定于2004年投产。日本财团(三菱瓦斯化学公司、日挥公司、三菱重工公司和伊藤忠商事>组成的合资公司将在澳大利亚建设140-240万吨/年的大规模二甲醚装置，定于2006年投产。 目前二甲醚的主要消费领域是作溶剂和气雾剂的推动剂，其它方面的消费不多。2002年 全世界二甲醚的消费量为15万吨/年，预计到2005年需求量在20万吨/年左右。 二甲醚是一种性能优良、安全清洁的化工产品，发展前景被普遍看好。更为重要的是，作为一种新型、清洁的民用和车用燃料，被看作是柴油或LPG／CNG的优秀替代品，其作为燃料的市场需求增长将会是非常惊人的。 2000年全世界有400万辆LPG汽车、400万辆乙醇汽车、1百万辆CNG汽车，还有部分甲醇汽车。以美国为例，2000年美国使用替代燃料的汽车为42万辆，预计，到2005年美国使用代用燃料 目前美国替代燃料的消费量折合为当量汽油的话大约为100万吨<352×106加仑当量汽油），约占当年全部燃料消费量的0.2%。如果美国代用燃料的比例提高到5%的话，其需求量将达到2500万吨，可见代用燃料的市场前景是相当可观的。 亚洲地区是世界上柴油消费增长最快的地区，据国外研究机构预测，二甲醚作为替代燃料，2005年亚洲地区的年需求量达3000万吨。可见，由于二甲醚具有其它代用燃料不可比拟的优势，将会成为柴油的主要替代燃料，具有难以估量的市场前景。 1.2 国内市场分析 近年来，我国二甲醚的生产发展迅速，目前共有十几家生产企业，2002年总生产能力为3. 18万吨/年，产量约为2万吨左右，开工率较低，约为63%。 我国二甲醚主要生产厂家及能力<单位：吨/年） 近年来国内二甲醚的建设已经形成热潮，有数家公司拟通过合资合作等方式引进技术建设大型二甲醚生产装置。主要在建或拟建工程如下： 2001年4月份陕西新型燃料燃具有限公司与美国兆运资源有限公司签订联合开发“煤基一步法合成20万吨/年二甲醚超洁净燃料”工程协议书，工程总投资20.3亿元，美方投资90%。 宁夏83万吨/年煤基二甲醚工程，计划投资47.8亿元，计划利用国外资金，已与加拿大麦耐特联合公司签订了合作协议书，并依托美国空气动力公司的技术。 四川泸州天然气股份有限公司采用两步法工艺已经建成1万吨/年二甲醚装置，第二套10万 吨/年二甲醚装置，也已经开工建设。 山东临沂鲁明化工有限公司正在建设3万吨/年二甲醚装置，采用自主开发的液相两步法工艺技术。 山东华星集团年产3万吨/年二甲醚工程于2004年8月开始动工，该装置采用两步法工艺。 山东兖州矿业集团公司计划建设60万吨二甲醚装置，拟引进国外一步法二甲醚工艺技术。 另外，国内还有很多地方提出建设二甲醚装置，如：西南石油天然气管理局、新疆、黑龙江双鸭山、大庆油田、陕西、兰州、安徽等。 国内二甲醚的主要用途是作为气溶胶、气雾剂和喷雾涂料的推动剂，每年消耗二甲醚1.8万吨。由于我国气雾剂行业的发展较快，预计到2005年需二甲醚约3万吨，2018年为4万吨左右。另外我国二甲醚用于合成硫酸二甲酯等多种化工产品的消费量约为1.1万吨。 由于二甲醚的性质与液化气相近，易贮存、易压缩，因而可替代天然气、煤气、LPG作民用燃料。2002年我国LPG的表观消费量为1620万吨，同时中国自1990年开始大量进口LP G，2002年LPG进口量为626万吨。如果二甲醚的价格合适，假设二甲醚替代进口的LPG，以目前的进口量计算，需要燃料级二甲醚约1000万吨。随着人民生活水平的不断提高，对民用燃料的需求量将会有较大的增长，特别是对天然气、二甲醚、LPG等清洁能源的需求一定会有很大的增长，因此，二甲醚作为民用燃料的发展前景十分光明。 由于二甲醚具有优良的燃料性能，方便、清洁、十六烷值高、动力性能好、污染少、稍加压即为液体易贮存，作为车用柴油的替代燃料，有液化汽、天然气、甲醇、乙醇等不可比拟的综合优势。 2002年我国柴油的消费量为7662万吨，柴油消费的增长很快，预计2005年消费量将达到8 290万吨左右，2018年将达约10100万吨。二甲醚作为良好的柴油替代燃料，按其对柴油的替代率为5%计算，2005年约需二甲醚约553万吨左右，2018年需674万吨左右。 综上所述，预计2005年我国二甲醚作为气雾剂和化工等方面的需求量将达到的需求量约为5-6万吨。二甲醚作为代用燃料方面的消费主要取决于二甲醚的供应，如果二甲醚的价格降到能与柴油或LPG相竞争的水平，相信二甲醚作为燃料的消费增长速度会很快，市场规模也是相当惊人的。 2 工艺技术分析 二甲醚的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由原料气一次合成二甲醚，二步法是由合成气合成甲醇，然后再脱水制取二甲醚。 ● 一步法 该法是由天然气转化或煤气化生成合成气后，合成气进入合成反应器内，在反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应过程和变换反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏装置分离得二甲醚，未反应的甲醇返回合成反应器。 一步法多采用双功能催化剂，该催化剂一般由2类催化剂物理混合而成，其中一类为合成甲醇催化剂，如Cu-Zn-Al(O>基催化剂，BASFS3-85和ICI-512等；另一类为甲醇脱水催化剂，如氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。 ● 二步法 该法是分两步进行的，即先由合成气合成甲醇，甲醇在固体催化剂下脱水制二甲醚。国内外多采用含γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作为脱水催化剂。反应温度控制在280~34 0℃，压力为0.5-0.8MPa。甲醇的单程转化率在70-85%之间，二甲醚的选择性大于98%。 一步法合成二甲醚没有甲醇合成的中间过程，与两步法相比，其工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用低，从而使二甲醚生产成本得到降低，经济效益得到提高。因此，一步法合成二甲醚是国内外开发的热点。国外开发的有代表性的一步法工艺有：丹麦Topsφe工艺、美国Air Products工艺和日本NKK工艺。 二步法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，该法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度达99.9%，工艺成熟，装置适应性广，后处理简单，可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。但该法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资较大。但目前国外公布的大型二甲醚建设工程绝大多数采用两步法工艺技术，说明两步法有较强的综合竞争力。 2.1 国外主要工艺技术 <1）Topsφe工艺 Topsφe的合成气一步法工艺是专门针对天然气原料开发的一项新技术。该工艺造气部分选用的是自热式转化器(ATR>。自热式转化器由加有耐火衬里的高压反应器、燃烧室和催化剂床层三部分组成。 二甲醚合成采用内置级间冷却的多级绝热反应器以获得高的CO和CO2转化率。催化剂用甲醇合成和脱水制二甲醚的混合双功能催化剂。 二甲醚的合成采用球形反应器，单套产能可达到7200吨/天二甲醚。Topsφe工艺选择的操作条件为4.2MPa和240～290℃。 目前，该工艺还未建商业装置。1995年，Topsφe在丹麦哥本哈根建了一套50kg/d的中试装置，用于对工艺性能进行测试。 <2）Air products的液相二甲醚(LPDME TM>新工艺 在美国能源部的资助下，作为洁净煤和替代燃料技术开发计划的一部分，Air products公司开发成功了液相二甲醚新工艺，简记作LPDME TM。 LPDME TM工艺的主要优势是放弃了传统的气相固定床反应器而使用了浆液鼓泡塔反应器。催化剂颗粒呈细粉状，用惰性矿物油与其形成浆液。高压合成气原料从塔底喷入、鼓泡，固体催化剂颗粒与气体进料达到充分混合。使用矿物油使混合更充分、等温操作、易于温度控制。 二甲醚合成反应器采用内置式冷却管取热，同时生产蒸汽。浆相反应器催化剂装卸容易，无须停工进行。而且，由于是等温操作，反应器不存在热点问题，催化剂失活速率大大降低了。 典型的反应器操作参数为：压力2.76～10.34MPa，推荐5.17MPa；温度200～350℃，推荐250℃。催化剂量为矿物油质量的5%～60%，最好在5%～25%之间。该工艺用富CO的煤基合成气比天然气合成气更具优势。但以天然气为原料也可获得较高收率。 Air products公司已在15吨/天的中试工厂对该工艺进行了测试，结果令人满意，但还没有建设商业化规模的大型装置。 <3）日本NKK公司的液相一步法新工艺 除Air products公司外，日本NKK公司也开发了用浆相反应器由合成气一步合成二甲醚的新工艺。 原料可选用天然气、煤、LPG等。工艺的第一步首先是造气，合成气经冷却、压缩到5～7MPa，进入CO2吸收塔脱除CO2。脱碳后的原料合成气用活性炭吸附塔脱除硫化物后换热至200℃进入反应器底部。合成气在反应器内的催化剂与矿物油组成的淤浆中鼓泡，生成二甲醚、甲醇和CO2。出反应器产物冷却、分馏，将其分割为二甲醚、甲醇和水。未反应的合成气循环回反应器。经分馏，从塔顶可得到高度纯净的二甲醚产品(95%～99%>，从塔底则可得到甲醇、二甲醚和水组成的粗产品。 采用NKK技术已在新泻建成1万吨/年合成气一步法生产二甲醚的半工业化装置。 2.2 国内工艺技术及科研情况 我国90年代前后开始气相甲醇法<两步法）生产二甲醚工艺技术及催化剂的开发，很快建立起了工业生产装置。近年来，随着二甲醚建设热潮的兴起，我国两步法二甲醚工艺技术有了进一步的发展，工艺技术已接近或达到国外先进水平。 山东久泰化工科技股份有限公司<原临沂鲁明化工有限公司）开发成功了具有自主知识产权的液相法复合酸脱水催化生产二甲醚工艺，已经建成了5000吨/年生产装置，经一年多的生产实践证明，该技术成熟可靠。该公司的第二套3万吨/年装置也将投产。 山东久泰二甲醚工艺技术已经通过了山东省科技厅组织的鉴定，被认定为已达国际水平。特别是液相法复合酸脱水催化剂的研制和冷凝分离技术，针对性地克服了一步法合成和气相脱水中提纯成本高、投资大的缺点，使反应和脱水能够连续进行，减少了设备腐蚀和设备投资，总回收率达到99.5％以上，产品纯度不小于99.9％，生产成本也较气相法有较大的降低。 2003年8月由泸天化与日本东洋工程公司合作开发的两步法二甲醚万吨级生产装置试车成功。该装置工艺流程合理，操作条件优化，具有产品纯度高、物耗低、能耗低的特点，在工艺水平、产品质量和设备硬件自动化操作等方面均处于国内先进水平。 近年来，我国在合成气一步法制二甲醚方面的技术开发也很积极，而且一些科研院所和大学都取得了较大进展。 兰化研究院、兰化化肥厂与兰州化物所共同开展了合成气法制二甲醚的5mL小试研究， 重点进行工艺过程研究、催化剂制备及其活性、寿命的考察。实验取得良好结果：CO转化率>85%；选择性>99%。两次长周期(500h、1000h>实验表明：研制的催化剂在工业原料合成气中有良好的稳定性；二甲醚对有机物的选择性>97%；CO转化率>75%；二甲醚产品纯度>99.5%；二甲醚总收率为98.45%。 中科院大连化物所采用复合催化剂体系对合成气直接制二甲醚进行了系统研究，筛选出SD219-Ⅰ、SD219-Ⅱ及SD219-Ⅲ型催化剂，均表现出较佳的催化性能，CO转化率达到9 0%，生成的二甲醚在含氧有机物中的选择性接近100%。 清华大学也进行了一步法二甲醚研究，在浆态床反应器上，采用LP+Al2O3双功能催化剂，在260-290℃，4-6MPa的条件下，CO单程转化率达到55%～65%，二甲醚的选择性为9 0-94%。 目前，国内的浙江大学、山西煤化所、西南化工研究院、华东理工大学等单位也都致力于合成气一步法制二甲醚的研究工作。 杭州大学采用自制的二甲醚催化剂，利用合成氨厂现有的半水煤气，在一定反应温度、压力和空速下一步气相合成二甲醚。CO单程转化率达到60%～83%，选择性达95%。该技术现巳在湖北田力公司建成了年产1500吨二甲醚的工业化装置。该装置既可生产醇醚燃料，又可生产99.9%以上的高纯二甲醚，CO转化率70%-80%。这是国内第一套直接由合成气一步法生产高纯二甲醚的工业化生产装置。 对于两步法二甲醚工艺技术，无论是气相法还是液相法，国内技术均已经达到先进、成熟可靠的水平，完全有条件建设大型生产装置。 由国内开发的合成气一步气相法制二甲醚技术基本成熟，并已建成千吨级装置。但对于建设大型二甲醚装置，国内技术尚需实践验证。 3 结论及建议 二甲醚作为清洁的替代燃料已经得到国内外广泛的关注，特别是其替代煤气、LPG和柴油方面所具有的巨大的市场潜力，对我国能源结构的调整、环境保护等方面有着重要的现实意义。 二甲醚工艺技术是国内外工艺技术开发的热点之一，一步法工艺流程简单、设备少、投资小、操作费用和生产成本较低，但由于合成反应和分离过程复杂，目前尚未完全工业化。二步法工艺是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，产品纯度高，工艺成熟，装置适应性广，综合竞争力强，但也有流程较长，设备投资较大的弱点。 目前推广和应用是二甲醚发展的关键，二甲醚作为清洁替代能源需要政府的大力扶持和帮助。建议国家应统筹规划，在没有油气资源而煤炭资源丰富的地区，建设大型二甲醚生产基地。以二甲醚替代煤气、LPG作为市场推广的先导，同时大力加强二甲醚替代柴油方面的研究，全面促进二甲醚的生产和使用，预计在不久的将来，二甲醚必将成为我国能源结构中重要的组成部分。 二甲醚及生产工艺 摘要：综述了二甲醚的性质、用途、生产方法及使用二甲醚时候的注意事项。 关键词：二甲醚化工产品合成气一步法甲醇液相法甲醇气相法 一、产品说明 1、二甲醚的基本概况 二甲醚别名：甲醚 英文名称：methyl ether；dimethyl ether；DME CAS编号：115-10-6 分子式：C2H6O 结构式：CH3—O—CH3 二甲醚又称甲醚，简称DME。二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。相对密度（20℃）0.666，熔点-14 1.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。 二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低；能溶解各种化学物质；由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射 剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。 2 生产原理 2.1 生产方法简介 目前国外二甲醚生产方法主要有合成气一步法和甲醇法。甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验; ②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法 2.2 反应方程式 合成气一步法以合成气(CO + H2 )为原料,合 成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成, 同时伴随CO的变换反应。其反应式如下。 2CO + 4H2 = 2CH3OH CO +H2O =CO2 +H2 2CH3OH =CH3OCH3 +H2O 总反应: 3CO + 3H2 =H3COCH3 +CO2 甲醇液相法： 甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130 ～130 ℃下进行。其化学反应式如下: 2CH3OH =H3COCH3 +H2O 甲醇气相法： 蚌埠学院 机械制造技术 课程设计说明书 姓名： 学号： 系别：电子与车辆工程系 专业：2013级材料成型及控制工程 指导老师：陈兴强 目录 1序言 (2) 2零件的工艺分析及生产类型的确定 (3) 3选择毛坯确定毛坯尺寸设计毛坯图 (5) 4选择加工方法，制定工艺路线 (6) 5工序设计 (11) 6确定切削用量及基本时间 (13) 7设计心得体会 (22) 8参考文献 (23) 序言 课程设计作为学生专业课程学习的重要组成部分，是对课程理论学习的综合运用，通过课程设计可以使学生系统的将所学的专业知识进行回顾和总结，并在此基础上针对设计题目进行具体分析和应用。达到理论学习与教学实践相结合，更好的保证学生的学习效果。 这次设计使学生进一步学习并巩固机械制造技术基础中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决了零件机械制造工艺问题，设计了机床专用夹具这一典型的工艺装备，提高了结构设计能力，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础，是大学生在校学习期间不可或缺的一次实践。 零件的工艺分析及生产类型的确定 1. 零件的结构特点及作用 轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等。它主要用来支承传动零部件，传递扭矩和承受载荷。轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成。轴的长径比小于5的称为短轴，大于20的称为细长轴，大多数轴介于两者之间。 设计说明书图示传动轴零件属于阶梯轴类零件，由圆柱面、轴肩、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩。 2.零件的工艺分析 传动轴毛坯材料为45。该材料属于优质碳素钢，经热处理（淬火加高温回火）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的的强度和较高的塑性、韧性，一般用来制作机床主轴，机床齿轮和其他受力不大的轴类零件。主要技术要求如下：根据工作性能与条件，该传动轴图样规定了主要轴颈、轴头、外圆、键槽以及轴肩有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴头、轴颈、键槽、外圆及轴肩的加工。 编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 己二腈安全生产要点(正 式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑 文件编号：KG-AO-8620-43 己二腈安全生产要点(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1工艺简述 该装置以已二酸为原料，与氮进行反应生产已二腈。简要工艺流程是将工业已二酸和氨加入反应器中，在催化剂磷酸的作用下进行反应，生成已二腈。反应产物送入分离塔，塔底分离出的半腈，送入半腈蒸发器；塔上部分离出的粗已二腈，经洗涤、过滤、脱水、拨顶、脱尾得到已二腈。 该装置的物料已二酸可燃、可爆、有轻毒；氨可燃、可爆、有毒；已二腈可燃、可爆、有毒；DO热油（联苯、联苯醚的混合物）可燃、可爆、有毒。 2重点部位 2.1反应器已二酸与氨的反应在反应器中进行，反应温度250-290℃，反应压力0.3MPa。反应所需热由DO热油供给。氨有爆炸危险性。反应产物已二腈毒 性大，高温的已二腈喷溅到人身上，会使人烫伤而中毒致死。该装置就曾发生过此类事故。在换反应器垫片时，由于高温的已二腈喷出，致使3名维修工人烫伤而中毒死亡。 2.2半腈蒸发器半腈蒸发器是用DO热油加热，氨逸出有火灾危险。排放焦油时易发生着火和烫伤。 2.3DO热油系统DO热油是联苯、联苯醚的混合物。用于加热的是340℃的DO热油蒸气，因此泄漏DO 油有着火危险。DO热油的闪蒸罐，如果操作不当，压力不稳，危险性更大。 3安全要点 3.1反应器 3.1.1反应温度控制平稳，不能超过290℃。 3.1.2进行检修时，必须做好工艺处理。以防已二腈溅出伤人。 3.1.3进行清焦时，必须按规程操作，穿好防护用品。 3.2半腈蒸发器 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; 二甲醚的生产方法最早是由高压甲醇生产中的副产品 精馏后制得，随着低压合成甲醇技术的广泛应用，副反应大大减少，二甲醚的工业生产技术很快发展到甲醇脱水或合成气直接合成工艺。甲醇脱水法包括液相甲醇法和气相甲醇法，前者的反应在液相中进行，甲醇经浓硫酸脱水而制得，但因该法存在装置规模小、设备易腐蚀、环境污染、操作条件恶劣等问题，逐步被淘汰。近年来，二甲醚的需求量增长较大，各国又相继开发投资省、操作条件好、无污染的新工艺，主要包括二步法和一步法。 二步法先由合成气制取甲醇，然后将甲醇在催化剂下脱水制取二甲醚。以前主要采用硫酸作催化剂，现在大多采用由γ-Al2O3/SiO2制成的ZSM-5分子筛作催化剂，性能优良，选择性好，故能制备出高纯的二甲醚，还能避免污染。 一步法由合成气直接制取二甲醚，包括合成气进入反应器内同时完成甲醇合成与甲醇脱水两个反应和水-煤气变换反应，产物为甲醇与二甲醚的混合物，混合物经蒸馏分离得二甲醚，未反应的甲醇返回反应器。一步法多采用双功能催化剂，一般由两类催化剂混合而成，其中一类为合成甲醇催化剂，另一类为甲醇脱水催化剂。合成甲醇催化剂包括Cu-Zn-Al (O)基催化剂，如BASF、S3-85和I-CI-512等。甲醇脱水催化剂有氧化铝、多孔SiO2-Al2O3、Y型分子筛、ZSM-5分子筛、丝光沸石等。一步法根据反应器类型分为固定床和浆 态床两种。 一步法制二甲醚的反应可分为以下几步： CO+H2—>CH3OH -ΔH=90.7kJ/mol (1) 2CH3OH—>CH3OCH3+H2O -ΔH=23.5kJ/mol (2) CO+H2O—>CO2+H2 -ΔH=41.2kJ/mol (3) 总反应式：3CO+3H2—>CH3OCH3+CO2 -ΔH=246.1kJ/mo l (4) 一步法与二步法相比较，各有优势。一步法中CO的转化率远高于二步法，但在一步法中，由于三个反应必须同时发生，且三个反应均为放热反应，这就要求所用的催化剂有很好的耐热性，在高温下具有高选择性。一步法生产的二甲醚一般用作醇醚燃料，若想生产高纯度，还需进一步分离提纯。二步法的转化率虽然不如一步法高，但是它具有生产工艺成熟，装置适应性广，后处理简单等特点，既可直接建在甲醇生产厂，也可建在其它公用设施好的非甲醇生产厂。与一步法相比，二步法合成流程稍长，但两类催化剂装在不同反应器，互不干扰。从目前的技术发展趋势来看，一步法具有流程短、设备效率高、操作压力低和CO单程转化率高等特点，使得设备投资费用和操作费用大大减少，合成二甲醚的生产成本较两步法大幅度降低。因此，一步法经济上更加合理，市场上更具竞争力，总体上来说更具技术优势。 根据反应过程的相态和工艺特点来分，合成气一步法制二甲 己二腈的生产现状及市场分析己二腈是一种无色透明的油状液体，有轻微苦味，易燃，有毒性 和腐蚀性，通过口腔吸人或皮肤吸收均能引起中毒，溶于甲醇、乙醇、氯仿，难溶于水、环己烷、乙醚、二硫化碳和四氯化碳。己二腈的主要用途是生产己二胺(尼龙66的原料)；此外，在电子、轻工以及其它有机合成领域也有着广阔的应用。 1、己二腈生产技术发展趋势 己二腈是生产尼龙66不可缺少的主要的原料之一。目前，只有少 数几个发达国家的著名大公司才能生产，包括美国杜邦公司、法国罗纳普郎克公司、美国孟山都公司、德国巴斯夫公司、意大利拉蒂西集团化工厂和日本旭化成公司，其生产技术尚处在高度垄断状态。我国目前还没有己二腈工业化生产装置，己二腈的需求一直大部依赖进口，随着我国尼龙66产业的快速发展，中间体己二胺对原料己二腈的需求量增大，预计2010年将达到20万t／a。目前，全球几家著名大公司生产己二腈的工艺路线主要有丙烯腈(AN)电解二聚法、己二酸(ADA)催 化氨化法和丁二烯(BD)法三种，另外还有日本东丽公司的内酰胺降解再水解工艺。 1.1 丙烯腈电解二聚法 丙烯腈电解二聚法生产己二腈的主反应方程式为： 电解 2CH2=CHCN+H2→NC(CH2)4CN 二聚 该生产工艺于20世纪60年代由美国孟山都公司率先开发成功，逐 步从隔膜式电解法发展到无隔膜式电解法。隔膜式电解法分为溶液法和乳液法，孟山都公司最早开发时采用溶液法，主要特点是：10％～40％的丙烯腈溶解在含有季铵盐等物质的阴极液里进行电解偶联反应制得己二腈。后日本旭化成公司在孟山都公司的基础上发展起来乳液法，丙烯腈借助乳化剂聚烯乙醇、电解质等物质，在阴极液里呈乳化状态，进行二聚反应。无隔膜式电解法以VCB(比利时联合化学公司)为代表，是一种直接电合成工艺，其电解液为乳液；因考虑到丙烯腈不参与阳极反应，取消了隔膜。BASF公司也采用一种特殊的毛细间隙电解槽，建立了无隔膜电解装置，电解槽由多片石墨板重叠构成。丙烯腈加氢二聚法的原料丙烯价廉易得，反应选择性高，污染最小，若进一步降低工艺费用和工厂投资，可提高该法的经济竞争能力。1.2 己二酸催化氨化法 己二酸催化氨化法的主反应方程式为： 催化 HOOC(CH2)4COOH+2NH3→NC(CH2)4CN+4H20 此生产工艺路线于20世纪60年代末由法国罗纳普郎克公司开发成功，此法分为气相法和液相法。气相法采用磷酸硼催化剂，反应温度300～350 ℃，由于己二酸气化时会分解，因此选择性只有80％。采用瞬时气化和流化床反应器，选择性可提高到90％。液相法是将200～300℃的熔融己二酸，在催化剂(如磷酸)存在下进行氨化。反应产物经过脱水、脱重组分、化学处理和真空蒸馏等步骤，便可获得纯己二腈。该工艺路线由于使用了生产尼龙66盐的另一主要原料己二酸，工 二甲醚及生产工艺 1、二甲醚的基本概况 二甲醚别名：甲醚 英文名称：methyl ether；dimethyl ether；DME CAS编号：115-10-6 分子式：C2H6O 结构式：CH3—O—CH3 二甲醚又称甲醚，简称DME。二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。相对密度（20℃）0.666，熔点 -141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。 二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低；能溶解各种化学物质；由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。 2 生产原理 生产方法简介 目前国内外二甲醚生产方法主要有合成气一步法和甲醇法。甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验; ②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法 反应方程式 合成气一步法以合成气(CO + H2 )为原料,合 成甲醇反应和甲醇脱水反应在一个反应器中完成, 同时伴随CO的变换反应。其反应式如下。 2CO + 4H2 = 2CH3OH CO +H2O =CO2 +H2 2CH3OH =CH3OCH3 +H2O 总反应: 3CO + 3H2 =H3COCH3 +CO2 甲醇液相法： 甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130 ～130 ℃下进行。其化学反应式如下: 2CH3OH =H3COCH3 +H2O 甲醇气相法： 催化剂为ZSM分子筛、磷酸铝或γ2Al2O3。 甲醇脱水反应的化学反应式如下。 主反应: 2CH3OH =H3COCH3 +H2O 国内外二甲醚市场和生产工艺分析 国内外二甲醚市场和生产工艺分析 目前二甲醚 热轧板带钢生产工艺分析 学生姓名：舒锐 学号：20122329 年级专业：2012级6班 所谓生产工艺流程就是把产品的生产工序按次序排列起来。正确制定工艺过程是轧钢车间工艺设计的重要内容。制定轧钢生产工艺过程的首要目的是为了获得质量符合要求的产品，其次要在保证质量的基础上追求轧机的高产量，并能做到降低各种原料、材料消耗，降低产品成本。因此，正确制定产品工艺过程，对于工艺过程合理化，对于充分发挥轧机作用具有重要意义。 根据已制定的生产方案，在充分完成产品产量质量要求的前提条件下，用最大可能的低消耗、最少的设备、最小的车间面积、最低的劳动成本，并有利于产品的质量的提高和发展，有较好的劳动条件，最好的经济效益，具体的原则包括：产品的技术条件，生产规模大小，产品成本和工人的劳动条件。 热轧板带生产的一般工艺流程是：原料的清理准备，坯料的加热，轧制，轧后冷却，精整和质量检查等工序，对于特殊要求的钢种，在加热后不需经过热处理等工序。本车间的生产工艺流程如下图所示。 生产工艺过程简述： 1.板坯的选择和轧前准备 板坯的选择主要是板坯的几何尺寸和重量的确定。板坯的厚度选择要根据产品厚度，考虑板坯连铸机和热轧带钢轧机的生产能力。一般板坯的厚度为150-250mm，最厚为 300-350mm。板坯的宽度选择决定于成品宽度，一般板坯宽度比成品宽度大50mm左右。目前板坯宽度可达到2300mm。 通常热连轧带钢的板卷重量为20-30t，最重为45t。板卷的单位宽度的重量不断提高，一般可达到15-25kg/mm,最终可达36kg/mm。 板坯的轧前准备包括板坯的清理和板坯加热工序。板坯加热的送坯方式有板坯冷装炉、板坯热装炉、直接热装炉、和直接轧制四种。板坯入炉前要进行检查，对板坯有表面缺陷的要进行处理，采用冷装炉。对无缺陷的板坯用后三种方 合成气制二甲醚工艺 目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有两步法和一步法两种，两步法是经过甲醇合成和甲醇脱水两步过程得到DME，一步法是合成气直接生产DME，新开发的工艺有二氧化碳加氢合成二甲醚和生物质间接液化制取二甲醚。 1、两步法制二甲醚 两步法制二甲醚是以合成气为原料由低压法制得甲醇后,甲醇再经脱水制得DME，其主要过程如图1所示： 图1两步法合成二甲醚流程简图 其中甲醇脱水制二甲醚的方法又包括液相甲醇脱水法和气相甲醇脱水法液相甲醇脱水是将甲醇与浓硫酸混合加热使甲醇脱水得到二甲醚,浓硫酸起到催化剂的作用该工艺具有反应温度低,原料转化率和二甲醚的选择性高的优点,但是产品后处理比较困难,而且浓硫酸的存在使设备腐蚀严重,并且产生大量的废液,带来很大的环境污染,限制了此工艺的发展"目前国内仅有武汉硫酸厂和山东久泰化工科技有限公司开发此工艺。 在液相脱水制DME基础上，为了避免液体酸作为甲醇脱水剂时产生的设备腐蚀问题,美孚公司和意大利的ESSO公司开发了以固体酸为催化剂的甲醇气相脱水技术，气相甲醇脱水法的基本原理是将甲醇蒸汽通过固体酸催化剂脱水生成二甲醚，目前常用的催化剂主要有沸石、氧化铝、二氧化硅/氧化铝、阳离子交换树脂等，由于甲醇脱水反应是放热反应，因此维持适宜的反应温浙江大学博士学位论文合成气合成二甲醚和乙二醇研究综述度是气相甲醇脱水法的关键，两步法制二甲醚的反应条件温和，副反应少，二甲醚的选择性和产品的纯度高，但是由于需要从合成气开始生产甲醇，导致合成气的转化率低，生产流程长，并且需要经过甲醇分离精制过程，使得整个工艺的成本增加，即使购买成品甲醇直接脱水制得二甲醚，也容易受到甲醇价格的影响，而使成本难以控制。 2、一步法制二甲醚 合成气直接制二甲醚被称为“一步法”，一步法合成二甲醚由甲醇合成和甲醇脱水两个过程组成，同时还存在水汽变换反应，由于受到热力学的限制，甲醇合成反应的单程转化率一般较低，而由合成气一步法合成二甲醚，采用具有合成甲醇和甲醇脱水两种功能的复合催化剂，由于催化剂的协同效应，反应系统内各个反应相互祸合，生成的甲醇不断转化为二甲醚，合成甲醇不再受热力学的限制，与传统的经甲醇合成和甲醇脱水两步得到DME两步法，相比，一步法具有流程短、操作压力低、设备规模小、单程转化率高等优点，经济上更加合理，但缺点在于二甲醚的选择性低，产物的纯度不高。 目前国内外一步法合成二甲醚的反应工艺主要包括固定床工艺和浆态床工艺两大类：（1）固定床工艺 该工艺采用固定床作为合成二甲醚的反应器，合成反应在固体催化剂表面进行，在此工艺中，若采用贫氢合成气为原料气，催化剂表面会很快积碳，因此须使用富氢合成气为原料气，固定床一步法制取二甲醚的优点是具有较高的CO转化率，该方法具有简单高效的优点，但由于二甲醚合成反应是强放热反应，反应所产生的热量如果无法及时移走，致使催化剂床层局部区域产生热点，进而导致催化剂铜晶粒长大，从而导致催化剂活性降低甚至失去活性，同时，在目前所使用的催化剂上，具有催化甲醇合成的功能团和具有催化甲醇脱水功能的酸 119二甲醚生产工艺及其应用技术分析 徐玉国，韩兆君 （烟台南山学院，山东烟台265713） 摘要：本文综述了二甲醚的性质、生产工艺以及二甲醚的主要应用,同时展望了二甲醚作为清洁燃 料的发展前景。 关键词：二甲醚；生产工艺；应用 1概述 能源是发展农业、工业、国防和改善人民生活的重要物质基础，是一切生产技术变革的前提。尽管我国有丰富的资源，但存在一些不利方面，主要表现在：人均占有量少，地理分布不均，单位产值耗能高。另外，随着经济发展，汽车工业产销量大增，其直接后果是汽车尾气污染，造成环境问题日益严重，这不仅造成经济上的重大损失，对人体健康也有极大危害。因此清洁能源开发也为世界各国所重视。 近年来，二甲醚作为一种新型清洁能源,特别是作为车用燃料，引起了人们的关注,对二甲醚生产工艺的研究已成为世界各国的研究热点 二甲醚(Dimethyl ether，缩写为DME)在常温常压下是一种无色气体，具有轻微的醚香味，毒性很低，人吸入或经皮肤吸收过量二甲醚会引起麻醉、失去知觉和呼吸器官损伤；具有较优良的环境性能指标，不致癌，不会对大气臭氧层产生破坏作用；为无色易液化气体，燃烧时火焰略带光亮；具有良好的混溶性，可以与大多数极性和非极性有机溶剂混溶，如能溶于汽油、四氯化碳、苯、氯苯、丙酮及乙酸甲酯等，加入少量助剂后可以与水以任意比例互溶。二甲醚基本的物理性质见表1。 表1二甲醚的物理性质 分子式：CH3OCH3蒸气压：0.53MPa(20℃) 摩尔质量：46.07燃烧热(气态)：1455kJ/mol 沸点：-24.9℃蒸发热：476.4kJ/kg(-24.8℃) 熔点：-141.5℃自燃温度：350℃ 闪点：-41℃爆炸极限(空气中)：3.45～26.7vol％临界压力：5.32MPa在水中的溶解度：35.3%(wt)(24℃)临界温度：128.8℃密度：0.661kg/l(20℃) 2合成二甲醚的生产工艺 2.1甲醇脱水合成工艺 目前生产的二甲醚基本上由甲醇脱水制得，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。 （1）液相法是将甲醇与浓硫酸混合并加热到140℃，脱水制得二甲醚。该工艺比较落后，产品后处理也比较困难，设备易腐蚀，环境污染严重，因此目前已少采用。 （2）气相法是将甲醇加热蒸发，甲醇蒸气通过催化剂床层气相脱水制得二甲醚。常用的催化剂为活性氧化铝、结晶硅酸铝等。气相法的工艺过程主要由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。 2.2直接合成工艺 一步法合成二甲醚即合成气在同一反应器 2008年第12期2008年12月 化学工程与装备 C hem i cal E ngi neer i ng&E qui pm en t 己二胺的生产工艺与技术路线的选择分析 己二胺主要用于制造尼龙66盐，尼龙66是最早实现工业化的聚酰胺，目前仍然与尼龙6并列为最重要的两大聚酰胺品种，所以已二胺生产技术的开发一直受到重视。 己二胺可以由己二腈、己二醇和己内酰胺生产，但几乎所有大规模生产己二胺的方法都是由己二腈出发的。 2.1 己二腈法 己二腈在一定温度和压力下，在催化剂存在下，加氢生成已二胺。己二胺的化学反应式： 从这一反应式看出，生产己二胺是由己二腈反应所得，要生产己二胺首先要得到己二腈，这样，己二胺的生产工艺技术可以分为两段来说。 2.1.1 己二腈生产工艺 …… 2.1.2 己二腈生产己二胺的工艺 第二段是由己二腈生产己二胺的工艺。该段生产己二胺的技术主要有高压法和低压法两种。两种工艺的共同点都是采用加氢反应法，但不同的是采用的催化剂、反应压力和反应温度不一样。 …… 2.2 己二醇法 己二醇法由己内酯加氢合成1,6-己二醇，1,6-己二醇采用骨架镍催化剂进行氨化脱水反应： HOCH2(CH2)4CH2OH＋2NH3─→H2N(CH2)6NH2＋2H2O 为了防止己二胺脱氢，反应时需加入少量氢。反应温度200℃，压力23MPa，收率约90％。 2.3 已内酰胺法 己内酰胺法一般用于处理质量稍差的己内酰胺等外品，多为小型生产装置，目前在已二胺生产中所占比例很小。 己内酰胺法是由己内酰胺与氨在磷酸盐（如锰、铝、钙、钡或锌的磷酸盐）催化剂存在下，进行气相反应生成氨基己腈，反应温度约350℃，收率几乎达100％。生成的氨基己腈再进行加氢反应生成己二胺： 这一加氢过程与己二腈加氢相似。 2.4 丁二烯法 丁二烯法此法是70年代以后发展的新方法，将1，3-丁二烯与氢氰酸在100℃下催化液相加成，生成戊烯腈，再加氢生成已二胺。… 此法是伴随由丁二烯制已二腈新工艺路线而发展的，目前采用此法生产已二胺的装置较多。 2.5 其它方法 国内一些小型己二胺生产厂家为了降低生产成本和一次性投资，以谋求与大型己二胺生产厂家的竞争优势，研究开发了逆向分解工艺。…… 2.6 美国杜邦公司己二胺生产工艺 美国杜邦公司最早采用已二腈在Raney-Ni催化剂存在下通入氢气，在一定温度和压力下进行加氢反应生成已二胺。最初采用间歇反应，目前已广泛采用连续方法。 美国杜邦公司已二腈加氢反应生成已二胺生产过程有低压法和高压法两种，低压法反应在3.4MPa下进行，温度100℃左右；高压法则在30～50MPa下进行，也有采用高达60MPa的工艺。有的工艺在反应体系中加入氨或碱类。 连续法流程如图2.1所示。 图2.1 低压法已二胺工艺流程图 新鲜氢气由下脚部通入，由泵或搅拌装置使其保持高度循环。… 反应物料由两液相和一固相组成。… 粗己二胺产品通过滤析器被连续地从固相和浓碱相分离出来，浓碱相返回反应器。从粗己二胺中完全除去催化剂是重要的，以防止在以后的过程中污染和分解产品。定期清洗以清除反应中部分催化剂浆液。水洗可除去催化剂上积存的杂质和碱相中的杂质，洗过的催化剂大部分返回反应器，并与新加入的催化剂一起 二甲醚的生产方法比较及市场预测 能源、环境和人口是当今全球进展战略的三大咨询题。能源是国民经济进展的基础资源和重要战略物质。石油产品是国民经济的“血液”。按照已探明的能源储量推测：全球石油可再坚持30~50年。与许多国家相比，我国的石油贮藏量并不多，因此受石油危机的阻碍也更大。面对石油的短缺，能源的不可再生性，以及国际上对环境的要求日高，国外早已提出代用燃料和燃料清洁化的开发方向。我国政府也已意识那个咨询题的严肃性，近期又反复强调抓紧开展这项工作。因此，近年来二甲醚的开发受到了越来越多的关注。 二甲醚是碳一化学中的一个拳头新产品，一样通过甲醇脱水获得。二甲醚亦称甲醚（CH3）2O，缩写DME，无色无毒气体或压缩液体，沸点-24℃，凝固点-140℃。其用途广泛，它不仅是一种重要的化工原料（可用于许多精细化学品的合成），而且也是一种清洁燃料和燃料添加剂；还可作为汽油和烯烃的中间体；在制药，农药等化学工业中有许多专门的用途；能够替代氯氟烃类（即CFC物质）用作溶胶喷射和制冷剂；高纯度的二甲醚可用作麻醉剂；此外，二甲醚还能够成为都市煤气和液化气的代用品，也可作为汽车燃料。 2、二甲醚的生产方法比较 2.1生产方法 工业上制取二甲醚的生产方法要紧有以下四种： （1）甲醇脱水法； （2）在生产甲醇时作为副产物经分离，精制而得到； （3）合成气直截了当合成二甲醚（进展方向，目前正进行工业装置的中试时期）； （4）甲酸甲酯催化分解； 现时期大多数工业生产都采纳甲醇脱水法，该法有如下技术路线： A、以浓硫酸脱水反应 B、添加磷酸铝高温反应 C、催化反应 在以上三种技术中，浓硫酸脱水反应的方法，设备腐蚀严峻，操作条件差；磷酸铝高温反应的方法，甲醇转化率及二甲醚的选择性均较低。而改性固体酸催化的方法，尽管温度和压力条件要求较低，生产操纵比较容易，便于连续化工业生产，但甲醇蒸汽与固体催化剂表面接触面积有限，存在转化率低，二甲醚气体与反应气不易分离等缺点。针对以上情形，阳离子型液体催化反应法是近几年成功开发的一项专利技术，它采纳“液-液-气”工艺路线，甲醇分子与催化剂分子接触充分，因而转化率高，二甲醚气体极易脱离液相。而且投资少，能耗低，收率高、成本低，且具较强的市场竞争力。 2.2反应特点 该方法的特点为： （1）催化剂的再生与反应过程是同步的，即在产气的同时就完成了催化剂的再生。 （2）液体甲醇在较低温度（＜130℃），较低压力（＜0.1MPa）条件下脱水。 （3）反应平和稳固，能耗少，易操纵。 （4）无污染、无腐蚀。 【精品】丙烯腈生产工艺 丙烯氨氧化氧化偶联制丙烯腈生产工艺把烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物与空气或氧气、氨气混合通过催化剂制成腈类化合物的方法称为氨氧化法按氧化反应的分类这类反应亦称氧化偶联。有代表性的已工业化的反应主要有下列几种:研究表明氨氧化制腈类用催化剂与烃类氧化制醛类用催化剂如丙烯氧化制丙烯醛、间对二甲苯氧化制苯二甲醛等氧化催化剂十分类似氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂其原因是由于这两类反应通过类似的历程形成相同的氧化中间物之故。上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要下面即以此反应为例进行讨论。丙烯腈是丙烯系列的重要产品。就世界范围而言在丙烯系列产品中它的产量仅次于聚丙烯居第二位。丙烯腈是生产有机高分子聚合物的重要单体85以上的丙烯腈用来生产聚丙烯腈由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的 ABS 树脂以及由丙烯腈和苯乙烯合成的SAN 树脂是重要的工程塑料。此外丙烯腈也是重要的有机合成原料由丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺由后者聚合制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。由丙烯腈经电解加氢偶联又称电解加氢二聚可制得己二腈再加氢可制得己二胺后者是生产尼龙-66 的主要单体。由丙烯腈还可制得一系列精细化工产品如谷氨酸钠、医药、农药薰蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。丙烯腈在常温下是无色透明液体剧毒味甜微臭。沸点 78.5?熔点-82.0?相对密度 0.8006。丙烯腈在室内允许的浓度为 0.002mg/l在空气中的爆炸极限为 3.05,17.5m。因此在生产、贮存和运输中应采取严格的安全防护措施。丙烯腈分子中含有腈基和CC 不饱和双键化学性质极为活泼能发生聚合、加成、腈基和腈乙基化等反应纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合所以在成品丙烯腈中通常要加入少量阻聚剂如对苯二酚甲基醚MEHQ、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。 1. 生产简史和生产方法评述在生产丙烯腈的历史上 浅议二甲醚的合成工艺 【摘要】二甲醚（简称DME）习惯上简称甲醚，为最简单的脂肪醚，分子式C2H6O，是乙醇的同分异构体，结构式CH3―O―CH3，分子量46.07，是一种无色、无毒、无致癌性、腐蚀性小的产品。DME因其良好的理化性质而被广泛地应用于化工、日化、医药和制冷等行业，近几年更因其燃烧效果好和污染少而被称为“清洁燃料”，引起广泛关注。 【关键词】二甲醚；设计；工艺 1.DME的用途[1] 1.1用作制冷剂和发泡剂 由于DME的沸点较低，汽化热大，汽化效果好，其冷凝和蒸发特性接近氟氯烃，因此DME作制冷剂非常有前途。国内外正在积极开发它在冰箱、空调、食品保鲜剂等方面的应用，以替代氟里昂。关于DME作发泡剂，国外已相继开发出利用DME作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、热塑聚酯泡沫的发泡剂。发泡后的产品，孔的大小均匀，柔韧性、耐压性、抗裂性等性能都有所增强。 1.2 DME用作燃料 由于DME具有液化石油气相似的蒸气压，在低压下 DME 变为液体，在常温、常压下为气态，易燃、毒性很低，并且DME的十六烷值（约55）高，作为液化石油气和柴油汽车燃料的代用品条件已经成熟。由于它是一种优良的清洁能源，已日益受到国内外的广泛重视。在未来十年里，DME 作为燃料的应用将有难以估量的潜在市场，其应用前景十分乐观。可广泛用于民用清洁燃料、汽车发动机燃料、醇醚燃料。 1.3 DME用作化工原料 DME作为一种重要的化工原料，可合成多种化学品及参与多种化学反应：与SO3反应可制得硫酸二甲酯；与HCL 反应可合成烷基卤化物；与苯胺反应可合成N，N-二甲基苯胺；与CO反应可羰基合成乙酸甲酯、醋酐，水解后生成乙酸；与合成气在催化剂存在下反应生成乙酸乙烯；氧化羰化制碳酸二甲酯；与H2S反应制备二甲基硫醚。此外，利用DME还可以合成低烯烃、甲醛和有机硅化合物。 2.DME工艺说明及设计 2.1设计依据 本项目基于教科书上的教学案例，通过研读大量的关于DME性质、用途、生产技术及市场情况分析的文献，对生产DME的工艺过程进行设计的。 2.2设计方法[2] 2.2.1液相甲醇脱水法制DME 甲醇制二甲醚(DME) 摘要：综述了二甲醚的性质、用途、生产方法及使用二甲醚时候的注意事项。 关键词：二甲醚化工产品合成气一步法甲醇液相法甲醇气相法 一、产品说明 1、二甲醚的基本概况 二甲醚别名：甲醚 英文名称：methyl ether；dimethyl ether；DME CAS编号：115-10-6 分子式：C2H6O 结构式：CH3—O—CH3 二甲醚又称甲醚，简称DME。二甲醚在常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。相对密度（20℃）0.666，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气（LPG）相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热（气态）为1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙 烷、甲醛等。 二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，毒性极低；能溶解 各种化学物质；由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性， 广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成， 用途比较广泛。 2 生产原理 2.1 生产方法简介 目前国内外二甲醚生产方法主要有合成气一步法和甲醇法。甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。合成气一步法的工业化技术尚未成熟,理由是: ①现有的技术未经装置检验; ②即使按现有技术,其生产成本也高于甲醇气相法 2.2 反应方程式 甲醇液相法： 甲醇脱水反应在液相、常压或微正压、130 ～130 ℃下进行。其化学反应式如下: 2CH3OH =H3COCH3 +H2O 甲醇气相法： 催化剂为ZSM分子筛、磷酸铝或γ2Al2O3。 甲醇脱水反应的化学反应式如下。 主反应: 2CH3OH =H3COCH3 +H2O 主要副反应: CH3OH =CO + 2H2 H3 COCH3 =CH4 +H2 +CO CO +H2O =CO2 +H2 3 工艺过程及流程图 3.1工艺过程 甲醇液相法 生产分析总结报告 为实现创建现代化加工企业的战略目标，进一步总结经验、统一思想、理清工作思路、加强生产工作和管理工作，全面完成了公司下达的各项经营目标任务。根据《关于上报生产工艺、设备、质量专项分析报告的通知》的要求，将加工过程中的生产情况进行分析总结，报告如下： 一、生产准备情况 加工工作严格按照有关工作要求，加强内部管理，形成了由亲自抓，分管领导具体抓，职能部门密切配合的工作格局；完善内部管理工作机制，制定了企业内部管理日常监管流程、检查流程、内部违规调查处理流程等，健全完善了企业生产管理监督备案表、挑选及加工月报表、副产品及废弃原料管理监督备案表、副产品销售及废弃原料处理流向表,为企业做好内部管理工作提供了强有力的制度保障。 提升内部管理信息化建设，充分运用ERP生产信息平台，实现仓储、分选整理物流和加工物流、成品仓储等信息共享，实现信息流程化、数据统一管理和业务联运，加强了内部管理的及时性；对产品副产品产出、成品发运、废弃处理等环节进行全程跟踪，并进行动态检查；同时，加大宣传和监督力度，努力营造企业内部管理的良好氛围，形成上下结合、内外结合监督模式，确 保企业生产经营规范有序。 二、生产完成情况 优质的产品是企业赖以生存的基础，加工厂认真贯彻执行“加工质量推进行动”实施意见，切实加强组织领导，严格实行负责和质量承诺制；积极找准质量与产量“双赢”结合点，以ISO9001质量管理体系标准为基础，做到事前有计划、事中有落实、过程有检查、结果有检验、生产工作有始有终、循环往复，形成完整的生产管理体系。 从近年的对比情况看，日均加工量等指标有所下降，下降的原因一方面是受上年干旱气候的影响，原料质量情况与往年相比有差异，进出口加工的主要加工原料品质差，导致质量受到一定影响。同时，因进出口产品要求高，为减少返料次数，操作工根据不同的原料，在控制上大都采用偏于中下限的方法来进行操作，对各工序工艺质量指标的控制较为保守，无形中也造成指标的下降。 三、生产加工分析 车间高度重视生产加工分析工作，以车间主要领导为责任人，成立以生产加工情况的统计分析为主要工作方向的综合工作组，配置了两名专职生产统计员、四名兼职统计员，负责车间的生产数据统计和加工分析工作。根据生产统计实际情况，针对各种基本生产数据、设备运行情况、加工工艺质量指标完成情况、 . 毕业设计 题目：年产20万吨甲醇制二甲醚工艺设计学院：化学与材料工程学院 专业：化学工程与工艺 姓名： 学号： 完成时间： 设计说明 作为液化石油气（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，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。目前生产的二甲醚基本上由甲醇脱水制得，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，本设计采用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。气相法的工艺过程主要由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。 甲醇气相法合成二甲醚是目前国内外二甲醚生产的主要工艺，该法以精甲醇为原料，脱水反脱水和二甲醚精馏等工艺。目前国外公布的大型二甲醚建设项目绝大多数采用两步法工艺技术，说明甲醇气相法有较强的综合竞争力。 关键词：二甲醚，甲醇，工艺设计 Design specification As LPG and oil alternative fuel, DME has drawn attentions at present. Physical properties of DME is similar for LPG, and don’t produc e 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[2]. This process is made of methanol process heating, evaporation, dehydration of methanol, dimethyl ether condensation and distillation etc. Methanol gas phase method synthesis of dimethyl ether is at home and abroad and dimethyl ether, the main technology of production with fine methanol as raw materials, dehydrated, reaction by-products less, dimethyl ether purity of 99.9%, the craft is mature, the device wide adaptability, simple post-treatment, can be directly built in methanol production factory, also can be built in other public facilities good the methanol production factory. The law should pass methanol synthesis, methanol distillation, methanol dehydration and dimethyl ether distillation, etc. At present foreign large dimethyl ether released most of the construction project by two-step process technology, explain methanol gas phase method has the strong comprehensive competitive power. Key words: dimethyl ether, methanol, process design二甲醚的生产工艺
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