开题报告
化学工程与工艺
年产10万吨二甲醚装置设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
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，具有实用、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，其排放物对环境的影响很小；（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基本相容，不需要另装一套装置。
根据国内研究表明，在柴油中添加10％的二甲醚可以改变柴油的性能。西安交通大学已经研制出使用二甲醚的柴油样车。目前全国柴油的年耗量约为80Mt，如按上述比例添加二甲醚，用量十分可观。用二甲醚作家庭燃料，是远离天然气管道和炼厂城镇居民的理想燃料。在产煤大区附近，用坑口煤气化、地下煤气化、煤层气等产生的合成气生产二甲醚，装瓶代替液化气，比液化气还优越。在天然气管道附近，用转化法得到合成气生产二甲醚，可以形成强大的乙烯及其后加工工业。在海外气田，天然气制成二甲醚后运回国内，比天然气液化方便得多。
作为一种新兴的基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发
动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。
二甲醚作为新型能源，总体来看具有非常广阔的发展前景。主要可以从其三方面的用途来分析和预测二甲醚的市场前景：
一、从工业方面来看，二甲醚主要应用于轻工、制药、燃料、农药等工业，如替代乙炔作为切割燃料，用于气雾推进剂、有机溶剂、制冷剂、烷基化剂等。而目前我国烯烃产品长期短缺，聚乙烯2006年至2010年年均需求增长率为5.9%，预计到2010年，需求量将达到1454万吨；我国聚丙烯2006年至2010年期间年均需求增长率为7.2%，预计到2010年，需求量将达到1260万吨，二甲醚作为烯烃产品的上游原料，其潜在市场不可小视。
从民用燃料方面来看，中国有巨大的石油液化气市场，二甲醚的价格优势比较明显。与液化石油气相比，二甲醚每吨能便宜七八百元，应用前景非常广阔。2008年1月建设部通过《城镇燃气用二甲醚标准》，指定二甲醚混掺标准为20%。据统计，近年来我国人均液化石油气消费量较前两年有较大提高，2007年我国液化气年需用量为2160吨，预计到2010年约为2800吨，按20%的混掺比2010年二甲醚替代量为560万吨。2007年我国液化气的进口量为600万吨，由于中国陆上大型LPG冷冻库陆续建成投产，预计未来一段时间内LPG进口量将持续大幅增长。仅取代进口LPG一项，2010年需950万吨。
从车用燃料方面来看，二甲醚的价格是诸多新能源中最低的，目前二甲醚市场价格：≥99%精二甲醚在4800～6200元/吨，08年6月20日燃油调价后，液化石油气价格在5500-7000元/吨，柴油平均价格为7000-7600元/吨，基本上二甲醚价格平均比柴油低300-1000元/吨，比液化气低800-1500元/吨。相对于液化气、天然气、乙醇等车用替代燃料，二甲醚有着不可比拟的综合优势。预计2010年国内柴油消费量将达到14000万吨。按照二甲醚对柴油替代率3%计算，2020年我国车用市场约需二甲醚1330万吨。目前上海等地已经出现了二甲醚公交车，并建有二甲醚加气站。
具有关部门保守预测，中国2008年二甲醚的总需求量为120万吨，到2010年二甲醚的总需求量为500万吨，2020年将达到2000万吨。
总体来看，二甲醚具有广泛的用途，较低的价格，从而将具有良好的市场前景。特别是随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，很多精细化工产品的快速发展，二甲醚将具有越来越大的市场前景。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
1.工艺条件确定及催化剂选择。
2.二甲醚生产装置各反应器及其附属设备的计算与选型，根据工艺流程逐步设计各反应器，参考化工原理课程设计以及相关文献进行设计。
3.绘制二甲醚工艺流程图。
4.根据设计参数绘制精馏塔装配图。
三、研究步骤、方法及措施：
1.通过查找资料，分析资料确定选题范围及论文题目。
2.通过指导老师指导，结合调研和资料整理分析、撰写开题报告、外文翻译和文献综述。
3.根据设计要求进行计算。完成论文初稿。
4.根据论文初稿，收集的资料，修改成稿。
四、参考文献
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