二甲醚工艺设计44449

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1、年产40万吨二甲醚工艺设计[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。主要

2、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。目录1概述11.1二甲醚的用途11.2设计依据11.3技术来源11.3.1液相甲醇脱水法制二甲醚11.3.2气相甲醇脱水法制二甲醚11.3.3合成气一步法生产二甲醚21.3.4二氧化碳加氢直接合成二甲醚21.3.5催化蒸馏法制二甲醚21.3.6本设计采用的方法31.4原料及产品规格31.5设计规模和设计要求32技术分析42.1反应原理42.2反应条件42.3反应选择性和转化率42.4催化剂的选择

3、43反应器的结构计算53.1物料衡算53.2计算催化剂床层体积53.3反应器管数53.4热量衡算54甲醚精馏塔结构计算84.1甲醚精馏塔的物料衡算及理论板数84.2实际板层数的求取94.3精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算104.3.1操作压力的计算104.3.2操作温度计算104.3.3平均摩尔质量计算114.3.4平均密度计算114.3.5液体平均表面张力的计算134.3.6液体平均粘度134.4精馏塔的塔体工艺尺寸计算134.4.2提馏段塔径的计算154.4.3精馏塔有效高度的计算164.5塔板主要工艺尺寸的计算164.5.1溢流装置

4、计算164.5.2塔板布置174.6塔板的流体力学验算184.6.1塔板压降184.6.2液面落差194.6.3液沫夹带194.6.4漏液194.6.5液泛194.7塔板负荷性能图194.7.1漏液线194.7.2液沫夹带线204.7.3液相负荷下限线204.7.4液相负荷上限线214.7.5液泛线214.8精馏塔接管尺寸计算224.8.1塔顶蒸气出口管的直径224.8.2回流管的直径224.8.3进料管的直径224.8.4塔底出料管的直径235甲醇精馏塔结构计算245.1设计方案的确定245.2精馏塔的物料衡算245.2.1原料液及塔顶和塔

5、底的摩尔分率245.2.2原料液及塔顶和塔底产品的平均摩尔质量245.2.3物料衡算245.3塔板数的确定245.3.1理论板层数的求取245.3.2实际板层数的求取265.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算265.4.1操作压力的计算265.4.2操作温度计算275.4.3平均摩尔质量计算275.4.4平均密度计算275.4.5液体平均表面张力的计算285.4.6液体平均粘度285.5精馏塔的塔体工艺尺寸计算295.5.1塔径的计算295.5.2精馏塔有效高度的计算305.6塔板主要工艺尺寸的计算305.6.1溢流装置计算305.6.2

6、塔板布置315.7塔板的流体力学验算325.7.1塔板压降325.7.2液面落差335.7.3液沫夹带335.7.4漏液335.7.5液泛335.8塔板负荷性能图345.8.1漏液线345.8.2液沫夹带线345.8.3液相负荷下限线355.8.4液相负荷上限线355.8.5液泛线355.9精馏塔接管尺寸计算375.9.1塔顶蒸气出口管的直径375.9.2回流管的直径375.9.3进料管的直径375.9.4塔底出料管的直径386甲醇精馏塔塔内件机械强度设计及校核396.1精馏塔筒体和裙座壁厚计算396.2精馏塔塔的质量载荷计算396.2.1塔

7、壳和裙座的质量396.2.2封头质量396.2.3裙座质量396.2.4塔内构件质量396.2.5人孔、法兰、接管与附属物质量406.2.6保温材料质量406.2.7平台、扶梯质量406.2.8操作时塔内物料质量406.2.9充水质量406.3地震载荷计算416.3.1计算危险截面的地震弯矩416.4风载荷计算416.4.1风力计算416.4.2风弯矩计算426.5各种载荷引起的轴向应力436.5.1计算压力引起的轴向应力436.5.2操作质量引起的轴向压应力436.5.3最大弯矩引起的轴向应力446.6筒体和裙座危险截面的强度与稳定性校核4

8、46.6.1筒体的强度与稳定性校核446.6.2裙座的稳定性校核456.7裙座和筒体水压试验应力校核456.7.1筒体水压试验应力校核456.7.2裙座水压试验应力