甲醇脱水制二甲醚过程设计

二、生产过程设计

2.3 浆态床 结构示意图
特点：混合均匀, 可以在等温下操作, 在较高的平均温度 下运行,能获得较 高的反应速率。其 单位反应器体积的 收率高,催化剂用 量只是绝热固定床 的20%～30 % ,造 价低。
图2 浆态床结构示意图
二、生产过程设计
3.
分离系统
从反应器中出来的气体含有二甲醚、未反应的甲醇、 水等物质，它们都是以气体形式存在。在进入分离塔 之前，要将气体冷却成液体或者气液两相共存。三组 分的混合体系，采用两个精馏塔，即一个二甲醚塔和 一个甲醇塔来将三种物质分离。 根据“排定塔序的推理法则”，三组分中的二甲 醚的流量最大，而且也最轻，所以本设计中先分离二 甲醚，然后再分离甲醇。
1.制备方法
将甲醇蒸汽通过固体催化剂，经过气相脱水生成 二甲醚。由甲醇脱水制备甲醚的反应方程式为：
2CH3OH →(CH3)2O + H2O
工艺过程包括甲醇加热，甲醇脱水，甲醚冷却、 冷凝以及粗醚精馏，是目前国内外主要的生产方法。
二、生产过程设计
流程设计模块示意图
甲醇循环
甲醇 进料 图1 流程模块图 二甲醚 反应器 分离系统
来自百度文库
性质
用途
一.背景介绍
2.
市场潜力
世界现有二甲醚总生产能力20万吨/年， 中国国内总生产能力为2万吨/年，国内的需求 量远远高于供给量。而据市场需求预测，仅中 国国内2005年柴油消费量将达到9000万吨，按 5％比例为二甲醚替代，需要二甲醚450万吨， 由此可见二甲醚市场潜力巨大。
二、生产过程设计
二、生产过程设计
2.2

反应器的选择
目前工业上采用的反应器是绝热固定床反应器。它的缺点是催 化床下部温度高，催化剂易衰老，影响寿命；同时反应热也未 得到充分利用。 上届同学采用了单管逆流型反应器，以利用反应产生的热量进 行自身升温，这样可以降低进料的入口温度。可是塔内温度不 够平稳，比较难控制。 为了能及时除去大量的反应热并且保证反应塔内的温度平稳且 易控制，以使反应条件的最优化，我们采用浆态床反应器。
甲醇脱水制二甲醚过程设计

化工学院03博： 李 璐 田 勇 王斋民
指导教师： 钱 宇 陆恩锡 教授 教授

本设计的主要内容
背景介绍
生产过程设计
反应器的设计 分离系统
一.背景介绍
1.二甲醚的应用
二甲醚 (Dimethy1 Ether ，简称 DME) ，沸点 24.9℃，凝固点 -140℃，自燃点 350℃，饱和蒸气 压392kPa，常温下为无色、无毒、无刺激性气体， 稳定性非常好，对人体安全，对臭氧层的破坏ODP 值为零。由于它是极性物质，所以具有特殊的溶解 性能，在水中的溶解度达到 54% ，如果在 DME 中添 加6%的乙醇，能以任意比例与水混合。 主要用于气雾剂、燃料、制冷剂、化学中间体和 发泡剂等。
二、生产过程设计

3. 分离系统
工艺流程图
二甲醚分离塔
二甲醚在常压下的沸点相当低，为－24.90C，
所以应在加压条件下进行精馏。经过Aspenplus模拟， 塔采用严格的计算有： 回流比R＝0.70000 塔板数N＝22 冷凝器热负荷Q冷凝器＝177236 watt 再沸器热负荷Q再沸器＝120730 watt
水
基本流程
图 1 甲醇气相脱水生产二甲醚流程图 1－精馏塔 ; 2—汽提塔 ; 3—反应器4—甲醇泵 ; 5—洗涤塔 ; 6—冷凝器 ;7, 8—热交换
二、生产过程设计


2. 反应器的设计
2.1 反应方程式及工艺条件的选择
2CH3OH → (CH3)2O + H2O
根据反应的限制条件，反应催化剂不能在4000C的 温度之上工作，如果温度超过4000C，主反应的选择性 大为降低。而当温度在360—3700C之间时，反应不仅 有接近1的选择性，而且反应速率也较高。
甲醇分离塔
经过Aspenplus模拟，塔采用严格的计 算有： 回流比R＝1.90000 塔板数N＝23 冷凝器热负荷Q冷凝器＝98829.2 watt 再沸器热负荷Q再沸器＝99732.6 watt
谢谢
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