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年产3万吨甲醇精馏工艺设计及研究The technical design and research of30kt/amethanoldistillation目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第1章文献综述 (2)1.1研究背景 (2)1.1.1课题的提出 (2)1.1.2课题的内容 (2)1.1.3课题的方法 (2)1.1.4课题的目的 (2)1.2甲醇的简介 (2)1.2.1甲醇的性质 (2)1.2.2甲醇的用途及其发展 (3)1.3甲醇精馏工艺主要精馏工艺 (4)1.3.1甲醇精馏工艺发展 (4)1.3.2甲醇主要精馏工艺的介绍 (4)1.3.3双塔与三塔精馏技术比较 (5) (6)1.4.1预精馏系统 (6)1.4.2 加压精馏系统 (6)1.4.3常压精馏系统 (6)1.5 甲醇三塔精馏工艺流程操作控制 (7)第2章甲醇精馏工段物料及热量横算 (9)2.1甲醇三塔精馏工艺物料衡算 (9)2.1.1预塔物料衡算 (9)2.1.2加压塔物料衡算 (10)2.1.3常压塔物料衡算 (11)2.1.4粗甲醇中甲醇回收率 (12)2.2 常压精馏塔的能量衡算 (12)第3章常压塔实际塔板数及塔径设计 (16)3.1 常压塔实际塔板数计算 (16)3.1.1常压塔理论塔板数的计算 (16)3.1.2常压塔实际塔板数的计算 (18)3.2塔高的计算 (18)第4章浮阀塔塔盘工艺设计 (20)4.1塔高设计 (20)4.2溢流堰设计 (20)4.3降液管设计 (21)4.4塔板布置及浮阀数目与排列 (22)4.4.1浮阀数目计算 (22)4.4.2浮阀数排列 (23)4.5 塔板流体力学验算及校核 (23)4.5.1气相通过浮阀塔的压降计算 (23)4.5.2降液管液泛校核 (24)4.5.3 液体在降液管内停留时间 (25)4.5.4 雾沫夹带量校核 (25)4.5.5塔板负荷性能 (26)第5章辅助设备的设计 (28)5.1 再沸器与贮罐的设计 (28)5.2接管设计 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)年产3万吨甲醇精馏工艺设计及研究摘要：甲醇是基本的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。
3.0万吨/年二甲醚装置分离工段精馏塔设计摘要二甲醚（DME）具有一系列优良的物理化学性质，可用于于制药、染料、农药、气溶胶喷雾剂和制冷剂，另外，二甲醚作为一种新型清洁能源，市场前景非常可观。
所以对二甲醚生产工艺的研究具有重要意义。
本设计主要针对二甲醚生产工艺的分离工段进行计算。
通过计算理论塔板数、塔效率、实际板数、进料位置，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径、有效塔高、筛孔数。
通过塔板的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准，以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
二甲醚的分离是一个三组分的多组分分离，所以本设计采用两个简单精馏塔，即一个二甲醚塔和一个甲醇回收塔来将三种物质分离。
为使工艺中尽可能的节约原料，所以将物系中的甲醇进行回收，继而将分离得到的甲醇气化得到气化甲醇，重新应用到生产流程中，使工艺流程更加合理化。
关键词：二甲醚工艺设计多组分分离计算Separation of Producing 30kt/a DME Process DesignABSTRACTDimethyl ether (DME),which has many excellent physical and chemical properties for manufacturing pharmacy, dye, pesticide, spraying solvent and refrigerant, is widely used as raw materials. As a novel clean fuel, DME has a very promising future for developments. SO, it is magnificent to study on the process of producing DME.The design of the main production process for the separation of DME section in the calculation.Through the sieve plate distillation column design, I initial grasp the basic principles and methods of chemical design. Total condenser is used to accurately control the reflux ratio at the top of the tower, It use direct steam heating at Bottom of the column, in order to provide sufficient heat. By calculating the number of theoretical plates, efficiency, the actual plate number, feed location, it Calculate the column diameter, effective tower, sieve number by the main technical dimensions design calculation of Plate column. By checking fluid mechanics, it prove the index data are in line with standards, ensure the smooth progress and to improve efficiency as much as possible.Separation of DME is a separation of three components of the multi-component. Therefore, this design uses two simple distillation column, one of DME and one of methanol recovery. In order to process raw materials savings as much as possible, so the material in the methanol recovery system, and then the isolated methanol gasification gasified methanol, re-applied to the production process, so that process to rationalize.Keywords: DME Process Design Multi-component separation Calculate目录摘要 (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)1.4 原料及产品规格..................................................................... - 3 - 1.5 三废处理................................................................................. - 3 - 1.5.1 废气处理.............................................................................. - 3 - 1.5.2 废水处理.............................................................................. - 3 - 1.5.3 固体废物的处理.................................................................. - 4 - 1.6 确定方案................................................................................. - 4 - 1.6.1 设计依据.............................................................................. - 4 - 1.6.2 设计方法.............................................................................. - 4 - 1.6.3 设计流程.............................................................................. - 4 - 1.7 操作条件的确定..................................................................... - 5 - 1.7.1塔板类型的选取..................................................................... - 5 - 1.7.2进料状态................................................................................. - 5 - 1.7.3加热方式的选择................................................................................ - 5 -第二章精馏塔的工艺计算 ............................................................... - 7 -2.1 物性数据................................................................................. - 7 -2.1.1 甲醚和甲醇（水）的物理性质.......................................... - 7 - 2.1.2. 饱和蒸汽压......................................................................... - 7 - 2.1.3 甲醚和甲醇（水）的液相密度ρL..................................... - 7 - 2.1.4 液体表面张力σ .................................................................. - 8 - 2.1.5 液体粘度μL ........................................................................ - 8 - 2.1.6 液体汽化热γ...................................................................... - 9 - 2.2 塔的物料衡算......................................................................... - 9 - 2.2.1 原料液及塔顶、塔底组分分配的摩尔分率 ..................... - 9 - 2.2.2 原料液及塔顶、塔底产品的平均摩尔质量 .................... - 11 - 2.2.3 物料衡算............................................................................. - 11 - 2.3 塔顶、进料和塔釜温度的计算............................................ - 11 - 2.4 平均相对挥发度的计算....................................................... - 12 - 2.5 最小回流比的计算和适宜回流比的确定 .......................... - 13 - 2.6 最小理论塔板数................................................................... - 13 - 2.7 实际塔板数和进料位置....................................................... - 14 -第三章精馏塔主要工艺尺寸的设计计算 ............................... - 15 -3.1 塔的有关物性数据计算....................................................... - 15 - 3.1.1 操作压强............................................................................ - 15 - 3.1.2 操作温度............................................................................ - 15 - 3.1.3 平均分子量........................................................................ - 15 - 3.1.4 平均密度............................................................................ - 16 - 3.1.5 液体表面张力.................................................................... - 16 -3.1.7 体积流率的计算 (20)3.2 精馏塔的主要工艺尺寸的计算........................................... - 18 - 3.2.1 塔径的计算........................................................................ - 18 - 3.2.2 塔的有效高度的计算........................................................ - 18 - 3.2.3 溢流装置计算.................................................................... - 19 - 3.2.4 塔板结构的确定................................................................ - 20 - 3.2.5 筛板的流体力学验算........................................................ - 20 - 3.2.6 塔板负荷性能图........................................................................... - 23 -第四章热量衡算 ................................................................................. - 28 -4.1 塔进料液带入热QF ............................................................. - 28 - 4.2 回流热带入热QR ................................................................ - 28 - 4.3 塔顶上升蒸汽带出热QV .................................................... - 28 - 4.4 塔顶产品带出热QD ............................................................ - 28 - 4.5 冷凝器热负荷QC ........................................................................... - 29 -第五章附属设备的计算 .................................................................. - 30 -5.1 试算和初选冷凝器的型号................................................... - 30 - 5.1.1 确定流体物性.................................................................... - 30 - 5.1.2 计算冷却水用量................................................................ - 30 - 5.1.3 计算两流体平均温差........................................................ - 30 - 5.1.4 初选换热器型号................................................................ - 31 - 5.2 核算压力损失....................................................................... - 31 -5.2.2 壳程压力损失.................................................................... - 32 - 5.3 总传热系数核算................................................................... - 33 - 5.3.1 管程对流传热系数............................................................ - 33 - 5.3.3 污垢热阻......................................................................................... - 34 -第六章塔附件设计 ............................................................................ - 35 -6.1 接管尺寸............................................................................... - 35 - 6.1.1 塔顶蒸汽管........................................................................ - 35 - 6.1.2 回流管................................................................................ - 35 - 6.1.3 进料管................................................................................ - 35 - 6.1.4 出料管................................................................................ - 35 - 6.2 进料泵的选取................................................................................... - 36 -参考文献.................................................................................. - 37 -结束语...................................................................................... - 38 -附录 ............................................................................................................... - 39 -谢辞 (40)第一章绪论1.1 概述二甲醚(Dimethyl Ether)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。
年产3万吨酒精工艺设计Annual Output of 30k Tons of Process Design ofAlcohol目录摘要............................................................................. Abstract........................................................................引言..........................................................................第一章概述................................................................1.1乙醇的性质及质量标准.............................................1.1.1物理性质.......................................................1.1.2化学性质.......................................................1.1.3生化性.........................................................1.1.4质量标准.......................................................1.2乙醇生产的意义及发展.............................................1.2.1乙醇生产的意义.................................................1.2.2乙醇生产发展...................................................1.3乙醇的应用领域...................................................第二章乙醇生产方法介绍....................................................2.1合成法...........................................................2.2发酵法...........................................................2.2.1淀粉质原料的发酵工艺...........................................2.2.2糖蜜原料的发酵工艺.............................................第三章工艺流程介绍及精馏塔设备选型 ....................................3.1 总生产工艺流程介绍...............................................3.1.1 原料的处理.....................................................3.1.3糖化和发酵.....................................................3.1.4浓缩...........................................................3.1.5 精馏 ..........................................................3.2 精馏概述 ........................................................3.3 塔设备选型.......................................................第四章塔设备及附件设计....................................................4.1物料衡算.........................................................4.1.1理论糖蜜消耗量.................................................4.1.2实际糖蜜消耗量.................................................4.1.3精馏塔全塔物料衡算.............................................4.2塔板数的确定.....................................................4.2.1理论板数N的求取...............................................4.2.2实际塔板数的确定...............................................4.3精馏塔操作工艺条件及相关物性数据的计算 ...........................4.4塔板主要工艺结构尺寸的计算 .......................................4.4.1塔径...........................................................4.4.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算 ...................................4.5塔板的流动性能校核...............................................4.5.1 气相通过浮阀塔板的压降.........................................4.5.2淹塔校核.......................................................4.5.3物沫夹带校核...................................................4.5.4漏液校核.......................................................4.6 塔板的负荷性能图.................................................4.7附件设计.........................................................4.7.2 筒体与封头.....................................................4.7.3 除沫器 ........................................................4.7.4 裙座 ..........................................................4.7.5吊柱...........................................................4.7.6 人孔 ..........................................................4.8塔体高度的设计...................................................第五章塔附属设备设计.......................................................5.1确定冷凝器和再沸器的热负荷， .....................................5.2冷凝器的选择.....................................................5.3再沸器的选择.....................................................结论............................................................................致谢............................................................................参考文献........................................................................附录............................................................................年产3万吨酒精工艺设计摘要：酒精又叫乙醇，是一种用途最为广泛重要的工业产品之一。
产30万吨二甲醚装置分析设计摘要二甲醚的制备主要有甲醇脱水法和合成气一步法两种。
与传统的甲醇合成二甲醚相比，一步法合成二甲醚工艺经济更加合理，在市场更具有竞争力，正在走向工业化。
目前，制取二甲醚的最新技术是从合成气直接制取，相比较甲醇脱水制二甲醚而言，一步法合成二甲醚因为体系存在有未反应完的合成气以及二氧化碳，要得到纯度较高的二甲醚，分离过程比较复杂。
开发中的分离工艺主要采用吸收和精馏等化工单元操作过程得到纯度较高的二甲醚产品。
本设计主要针对分离中的精馏工序进行工艺设计，分离二甲醚、甲醇和水三元体系。
精馏塔采用浮阀塔，塔顶冷凝装置采用全凝器，用来准确控制回流比；塔底采用水蒸气蒸汽加热，以提供足够的热量。
通过计算得出理论板数，塔效率，实际板数，进料位置，在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径，有效塔高，筛孔数。
通过筛板的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。
以保证精馏过程的顺利进行并使效率尽可能的提高。
关键词：二甲醚，分离，三元体系，精馏一、概述（一）设计依据根据下达的设计任务书，模拟现有的浆态床一步法二甲醚合成产业化技术，对二甲醚分离装置中的精馏工段进行工艺设计。
（二）设计规模及设计要求设计规模：年产3.0万吨二甲醚分离装置（合成气一步法），设计该分离装置中精馏工段工艺，精馏装置采用浮阀塔。
产品要求：二甲醚≥99％（三）产品规格、性质及用途1．产品规格：二甲醚≥99％（质量含量）2．二甲醚性质物理性质：二甲醚亦称甲醚，英文dimethylether，英文缩写DME，化学分子式(CH3OCH3)，分子量为46.07，是重要的甲醇衍生物，沸点-24℃，凝固点-140℃。
二甲醚是一种含氧有机化合物，溶于水，在大气中可以降解，属于环境友好型物质。
二甲醚在常温下是一种无色气体，具有轻微的醚香味。
二甲醚无腐蚀性、无毒，在空气中长期暴露不会形成过氧化物，燃烧时火焰略带光亮[1]。
二甲醚的危险特性：二甲醚为易燃气体。
年产3万吨甲醇精馏工艺设计及研究The technical design and research of30ktamethanoldistillation目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第1章文献综述 (2)1.1研究背景 (2)1.1.1课题的提出 (2)1.1.2课题的内容 (2)1.1.3课题的方法 (2)1.1.4课题的目的 (2)1.2甲醇的简介 (2)1.2.1甲醇的性质 (2)1.2.2甲醇的用途及其发展 (3)1.3甲醇精馏工艺主要精馏工艺 (4)1.3.1甲醇精馏工艺发展 (4)1.3.2甲醇主要精馏工艺的介绍 (4)1.3.3双塔与三塔精馏技术比较 (5) (6)1.4.1预精馏系统 (6)1.4.2 加压精馏系统 (6)1.4.3常压精馏系统 (6)1.5 甲醇三塔精馏工艺流程操作控制 (7)第2章甲醇精馏工段物料及热量横算 (9)2.1甲醇三塔精馏工艺物料衡算 (9)2.1.1预塔物料衡算 (9)2.1.2加压塔物料衡算 (10)2.1.3常压塔物料衡算 (11)2.1.4粗甲醇中甲醇回收率 (12)2.2 常压精馏塔的能量衡算 (12)第3章常压塔实际塔板数及塔径设计 (16)3.1 常压塔实际塔板数计算 (16)3.1.1常压塔理论塔板数的计算 (16)3.1.2常压塔实际塔板数的计算 (18)3.2塔高的计算 (18)第4章浮阀塔塔盘工艺设计 (20)4.1塔高设计 (20)4.2溢流堰设计 (20)4.3降液管设计 (21)4.4塔板布置及浮阀数目与排列 (22)4.4.1浮阀数目计算 (22)4.4.2浮阀数排列 (23)4.5 塔板流体力学验算及校核 (23)4.5.1气相通过浮阀塔的压降计算 (23)4.5.2降液管液泛校核 (24)4.5.3 液体在降液管内停留时间 (25)4.5.4 雾沫夹带量校核 (25)4.5.5塔板负荷性能 (26)第5章辅助设备的设计 (28)5.1 再沸器与贮罐的设计 (28)5.2接管设计 (28)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)年产3万吨甲醇精馏工艺设计及研究摘要：甲醇是基本的有机化工原料，是碳一化学工业的基础产品，在国民经济中占有重要地位。
年产3万吨二甲醚的初步工艺设计本文将为您详细介绍一种年产3万吨二甲醚的初步工艺设计方案。
二甲醚（又称甲醚）是一种重要的有机化工原料，广泛用于医药、涂料、塑料、染料等行业。
年产3万吨的二甲醚工艺设计需要综合考虑原料成本、工艺效率和环保要求。
1. 原料准备：甲醇和一氧化碳是二甲醚的主要原料。
甲醇与一氧化碳通过合成气反应生成甲酸甲酯，然后通过缩合反应生成二甲酸甲酯。
最后，经过脱水反应得到二甲醚。
原料的纯度要求较高，需要经过预处理工序进行净化。
2. 反应过程：合成气反应和缩合反应通常在高压、高温条件下进行。
合成气反应采用催化剂，在合成气生成器中进行，生成甲酸甲酯。
缩合反应需要配备适当的催化剂，经过反应器反应，生成二甲酸甲酯。
3. 脱水过程：为去除反应产物中的水分，通常采用减压蒸馏或吸附脱水的方法。
减压蒸馏通过调节温度和压力，将二甲醚从混合物中分离出来。
吸附脱水则使用适当的吸附剂，将水分吸附，使得混合物中只留下纯净的二甲醚。
4. 产品提纯：为了获得高纯度的二甲醚产品，还需要进行进一步的提纯。
通常采用蒸馏和溶剂萃取等方法，将杂质分离出来，得到符合使用要求的产品。
5. 副产物利用：在二甲醚的生产过程中，会产生一些有机废气和废水。
为了减少环境污染，可以采用尾气净化和废水处理等方法，将副产物进行高效利用。
除了以上的核心工艺步骤，还需要配备相应的设备和控制系统，确保生产过程的顺利进行。
此外，为了保证安全性和稳定性，还需要进行合理的工程设计和装置布局。
总之，年产3万吨二甲醚的工艺设计方案包括原料准备、合成气反应、缩合反应、脱水过程、产品提纯和副产物处理等环节。
通过科学合理的工艺设计和操作控制，可以实现高效、环保的二甲醚生产。
在年产3万吨二甲醚的工艺设计方案中，除了核心的工艺步骤，还需要考虑一系列相关的设备和控制系统，以及保证生产过程的安全和稳定性。
首先，原料准备是工艺设计的前提。
甲醇和一氧化碳作为二甲醚的主要原料，需要经过严格的质量监控和预处理工序。
前言二甲醚(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，，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。
DME的用途可分如下几种[1]：1．替代氯氟烃作气雾剂随着世界各国的环保意识日益增强,以前作为气溶工业中气雾剂的氯氟烃正逐步被其他无害物质所代替。
2．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。
3． 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。
4． 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。
目前，全球二甲醚总生产能力约为21万t/a，产量16万t/a左右，表1-1为世界二甲醚主要生产厂家及产量。
二甲醚制乙醇的分离方法以及分离装置下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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100Kt/a二甲醚项目设计方案一、概述建设部公布《城镇燃气用二甲醚》产品原则：CJ/T259-，自1月1日起实行。
标志着国家将二甲醚做为替代能源政策正式启动。
目前国内外二甲醚生产大都采用甲醇气相脱水工艺，多种生产二甲醚工艺重要区别为：反应器旳构造型式；甲醇旳汽化方式；热回收旳组合；不凝气中二甲醚旳回收及残液旳环境保护处理。
本方案针对氧化铝型催化剂活性温度在240℃和单程绝热温升达115-120℃旳条件，推荐采用分离热管型二甲醚反应器（专利：7885.2），该反应器采用导热姆实现反应在最佳反应速率和平衡温度进行。
同样规模催化剂装填量仅为冷激型旳70%；另一方面，本方案可直接采用粗甲醇为原料，在甲醇塔内与未反应旳甲醇在一起精馏，至反应器旳甲醇通过精制，因此无后顾之忧，同步该塔残液可处理至环境保护规定，不必再设汽提塔。
第三，不凝气中二甲醚旳回收采用甲醇洗涤及脱盐水水洗甲醇二级，可使损失最小。
第四，装置热回收组合合理，采用粗甲醇为原料时，蒸汽消耗最低。
第五，该工艺流程简化，占地面积小，投资省。
二、流程简述粗甲醇送甲醇塔上部，回收甲醇送对应塔盘，通过冷凝、回流，到达精醇规定。
甲醇经甲醇加压泵增压，和残液在板式热互换器中初步预热，再至甲醇预热器由导热姆导出旳反应器预热至120-125℃后，去甲醇蒸发器气化，然后经气体换热器由反应器出口气体加热至反应活性温度220-240℃，进入分离热管型二甲醚反应器，在等温条件下，甲醇脱水生成二甲醚，反应气经气体换热器降温后，经反应气再沸器经甲醇塔提供热量（局限性部分由蒸汽煮沸器提供），再给粗二甲醚预热，最终在粗醚冷凝塔中冷凝。
粗二甲醚由粗二甲醚泵增压，经粗二甲醚预热器预热后到二甲醚精馏塔，二甲醚经冷凝、回流到达产品原则，产品通过回流泵送至罐区二甲醚储罐。
二甲醚精馏塔釜液（甲醇与水）直接送甲醇塔与粗甲醇一起精制。
残液在板式换热器中冷却后送出界区外。
根据粗甲醇旳构成，通过塔旳采出口，采出旳“杂醇”也经板式换热器用冷却水冷却后，送罐区杂醇储罐。
