二甲醚工艺流程计算
二甲醚工艺流程
一、二甲醚合成与精馏（100＃工序）流程叙述（见流程图：0765-32-101～103）来自原装置的原料甲醇送入甲醇中间罐（V101）存储，罐内的甲醇用甲醇进料泵（P101AB）加压并计量后进入甲醇预热器（E104），然后再经过甲醇汽化器Ⅰ（E112）和甲醇汽化器Ⅱ（E113）利用装置废热对原料进行一定量的初步汽化后，进入汽化塔（T101）进一步汽化和提纯，汽化甲醇经换热器（E103）换热后分两股进入反应器（R101）：第一股甲醇气过热到反应温度从顶部进入反应器，其入口温度通过调节从E103 上部出来的略过热甲醇量进行调节；第二股甲醇气稍过热后从E103 上部出来，一部分作为调节气与从E103 底部出来的甲醇气混合后从顶部进入反应器，另一部分作为冷激气经计量后从中部进入反应器。
从反应器出来的粗甲醚经换热器（E103）冷却与原料甲醇蒸汽换热，换热后的粗甲醚去精馏塔再沸器Ⅱ（E101）与精馏塔釜液换热，再经甲醇汽化器Ⅰ（E112）、甲醇预热器（E104）与原料甲醇液换热、粗甲醚预热器（E110）与粗甲醚换热，最后进入粗甲醚冷凝器（E105）用冷却水冷凝，冷却后的粗甲醚进入粗甲醚贮罐（V102）进行气液分离——液相为粗甲醚、甲醇和水，气相为氢、一氧化碳、甲烷、二氧化碳等不凝性气体和饱和的二甲醚、甲醇蒸汽。
气相物料经气体冷却器（E108）进一步冷却后进入洗涤塔（T102），用冷却后的精馏塔釜液吸收其中的二甲醚、甲醇，吸收液返回粗甲醚贮罐，吸收尾气则经减压后通过放空总管送入尾气燃烧系统集中处理。
从粗甲醚贮罐(V102)出来的粗甲醚用精馏塔进料泵（P102AB）加压并计量后进入粗甲醚预热器（E110），预热后进入精馏塔（T103）。
经精馏分离从塔上部得到二甲醚产品，经精馏塔冷凝器（E107）冷凝后自然流动进入甲醚回流罐（V104），再用甲醚回流泵（P103AB）加压后一部分回流回精馏塔，另一部分则作为产品送去二甲醚罐区。
二甲醚生产工艺
二甲醚生产工艺二甲醚是一种无色、无味的液体，化学式为 CH3OCH3，是一种重要的有机化学品。
它具有很高的燃烧热值，被广泛应用于化工领域。
下面我们来介绍一下二甲醚的生产工艺。
目前，二甲醚的主要生产工艺是通过甲醇脱水制备而成。
其具体的生产过程如下：首先，将甲醇加入至醇解器中，然后加入一定量的硫酸作为酸催化剂。
醇解器采用浸没式加热，在适宜的温度下进行反应。
甲醇与硫酸反应生成甲基甲醚，反应方程式为：CH3OH + H2SO4 → CH3OCH3 + H2O其中，甲醇为脱水剂，而硫酸则起催化剂的作用，加快反应速率。
随着反应的进行，甲基甲醚会沉淀形成液相和固相两个分离层。
液相中的甲基甲醚通过分离装置进行分离，然后经过净化处理，去除其中的杂质和有害物质。
固相中的硫酸则需要进行再生利用。
接下来，对液相中的甲基甲醚进行精馏操作，将其中含有的杂质分离出来，以提高二甲醚的纯度。
精馏塔通常采用连续操作，通过控制温度和压力来实现分馏。
分馏过程中，高纯度的二甲醚会在顶部的冷凝器中凝结成液体，然后被收集起来，而杂质则会在底部的渣油中积聚。
最后，经过精馏处理后得到的二甲醚为产品，可以通过灌装或其他方式包装出厂。
产生的废气和废水通过处理设备进行处理，以减少对环境的影响。
二甲醚的生产工艺需要一定的设备和化学药剂的投入，同时也需要进行精确的操作和控制。
在生产过程中，要注意安全生产，避免发生事故和意外，确保工作人员的人身安全。
总结起来，二甲醚的生产工艺主要包括甲醇脱水反应、分离和净化处理、精馏操作等步骤。
通过这些步骤，可以得到高纯度的二甲醚产品。
生产过程中需要考虑资源利用和环境保护等因素，以实现可持续发展。
一步法制二甲醚工艺流程文字讲解
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二甲醚生产工艺及其流程图
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；DMECAS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℃），熔点℃，沸点℃，室温下蒸气压约为，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 = 2CH3OHCO +H2O =CO2 +H22CH3OH =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。
二甲醚生产工艺及流程操作
第一节流程简述粗甲醇由原料槽经原料泵打入粗甲醇储槽 V107，再经甲醇中间泵P106 打入甲醇塔C103 中部（如原料是精甲醇，则直接进入精甲醇储槽V101）。
在甲醇塔分离出水，>95%的甲醇由塔顶经E106 甲醇冷凝器后，进入甲醇回流槽V103，部分甲醇回流入塔C103，部分进入精甲醇储槽V101，甲醇塔尾气排空。
V101 槽的甲醇由P101 精甲醇泵经E103 冷甲醇加热器进入E101 甲醇蒸发器，蒸发的甲醇蒸气经E102 甲醇气加热器与反应后气体再加热至200℃，进入C101 合成塔下部，在经中央管加热至270℃，从合成塔上部进入催化剂床层，合成反应为放热反应，合成塔温度由导热油冷却控制。
开车时由导热油加热至反应温度。
反应后的混合气在E102、E103 中与入塔的冷甲醇换热后，进入经合成气冷凝器冷凝后进入C102 二甲醚分离塔中部，从塔顶得到99%的二甲醚，它经E105二甲醚冷凝器冷凝后进入二甲醚塔回流槽V102，部分回流入塔，部分进入V106精二甲醚冷凝储槽再进入产口储槽。
在C101 及C102 塔中，操作压力为0.4～1.0Mpa，C102 塔底的甲醇水经减压后进入C103 塔中部，塔底水分析合格后排放。
第二章合成塔操作二甲醚由甲醇在催化剂作用下脱水来合成，反应为放热反应，方程式为：2CH3OH—CH3OCH3+H2O+5.5Kcal为严格控制反应温度应及时移走反应热，二甲醚合成设计为列管式，催化剂装于管内，管外用导热油强制换热。
导热油自下部加热合成塔壳程，上部引出至导热油加热炉，经导热油泵打循环。
为防止不凝气体在合成器壳程上部积聚影响传热效果，设有一导热油膨胀罐，导热油膨胀罐的主要作用是吸收导热油的热膨胀及排放不凝气体。
在开工阶段，导热油的升温由加热炉来完成，加热炉采用燃油炉形式。
通过改变导热油入合成塔壳程的温度来调节催化剂床层温度。
第一节合成原始开车步骤1）检查按照流程图核对各设备管道、阀门和各种仪表是否齐全，位置是否正确，按技术规程检查安装质量。
二甲醚的生产工艺及其特点
二甲醚的生产工艺及其特点目前合成气合成二甲醚的生产工艺主要有二步法和一步法两种，二步法是经过甲醇合成和甲醇脱水二步过程得到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。
一、二步法合成工艺1、液相法最早采用的生产DME的方法是甲醇在浓硫酸中液相脱水,即将浓硫酸与甲醇混合,在低于100℃时加热制得。
台湾的ConsulChemical 公司早于1976年即用此法生产DME,该工艺过程具有反应温度低、甲醇转化率高(>80%)二甲醚选择性好(99%)等优点,但该方法由于使用腐蚀性大的硫酸，残液和废水对环境的污染大，国外现已不用此法,而国内仍有少数厂家用此法生产。
2、气一固相法目前,许多工业化装置是用甲醇气相脱水生产DME,意大利的ESSO公司用负载金属的硅酸铝作催化剂生产DME，其甲醇的转化率为70%，DME的选择性大于90%。
Mobil公司利用新型的ZSM-5分子筛作甲醇脱水的催化剂，在比较温和的反应条件下，获得了甲醇转化率为80%，DME的选择性>98%的好结果。
日本三井化学公司在1991年开发了一种寿命长、活性高、选择性好的氧化铝催化剂,使用寿命为半年,转化率可达74.2%,选择性为99%。
我国的西南化工研究院，采用ZSM-5分子筛，在200℃条件下，甲醇的转化率可达75%~80%，选择性大于98%，已先后在我国建立了数套2500t/a规模的生产装置。
浙江省化工研究院也开发了甲醇气相脱水制DME的催化剂,在江苏的吴县化工厂进行2500t/a规模的工业生产。
目前国内外采用甲醇脱水二步法工艺生产DME的较大企业有:美国杜邦公司、德国联合莱茵褐煤燃料公司、汉堡的DMA公司和荷兰的阿克苏公司,生产能力均达到万吨级以上;澳大利亚悉尼CSR公司、日本住友精细化工公司和我国的中山凯达精细化学品公司各具有5000t/a的生产能力。
由甲醇脱水生产二甲醚工艺的优点是工艺较为成熟,操作比较简单,能获得高纯度的二甲醚(最高可达99.99%)。
二甲醚工艺流程简介及方块图
二甲醚生产工艺流程示意图（见图）
图二甲醚生产工艺流程图
二甲醚生产工艺流程文字描述如下：
我公司采用自主研发的“复合酸脱水催化生产二甲醚”工艺。
具体生产流程叙述如下：来自甲醇罐区的甲醇经泵送至反应釜均匀进入液相复合酸催化剂中，在催化剂的作用下快速脱水生成二甲醚气体。
该反应为微放热反应，为保证反应的连续进行，用蒸汽间接进行催化剂加热。
从反应釜顶部出来的气体为二甲醚、水蒸汽和少部分甲醇混合气，此部分混合气体经过冷却器降温后进入分离器进行气液分离，得到的气相二甲醚再进入净化装置精制，得到更为纯净的二甲醚气体。
最后气相二甲醚送往二甲醚压缩机进行压缩增压，冷却后液相的甲醚送至二甲醚罐区储存。
分离器分离出来的冷凝液由泵送往精馏塔提纯，得到的甲醇产品送往甲醇罐再利用，精馏残液送往甲醇厂的造气炉夹套锅炉利用或
送污水处理站处理后排放。
二甲醚生产技术
二甲醚生产技术二甲醚是一种新兴工业原料，主要用于清洁燃料、气雾剂、制冷剂、发泡剂。
有机合成原料等。
与液化石油气差价大且可以替代民用液化石油气，还可以作为柴油掺烧剂，有可能成为未来制取低碳烯烃的理想产品。
1二甲醚生产工艺目前，二甲醚加工方法主要有合成气一步法和甲醇法，甲醇法又分为甲醇液相法和甲醇气相1.1合成气一步法合成气一步法以合成气（2H CO +）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。
工艺流程见图1。
图1 合成气一步法工艺流程1.2甲醇法1.2.1甲醇液相法甲醇经过预热后进入反应器，在无机酸的催化作用下进行脱水反应。
通过加热，将反应 1/2=CO H 二甲醚、水、甲醇22CO CO H 、、 循环气、、CO H 2 2CO 气体二甲醚产品煤 水 / 甲醇 冷 媒副产品甲醇 水 / 甲醇净化，调CO H /2 合成二甲醚 吸收 脱除2CO 甲醇精馏二甲醚精馏 煤气化生产的二甲醚、水以及相平衡的甲醇蒸发汽化送出反应器。
反应产物经冷凝分离，未冷凝的气相经压缩液化即为产物二甲醚。
冷凝液经精馏分离，水从塔釜排出，甲醇返回做原料，工艺流程见图2。
图2 甲醇液相法工艺流程1.2.2甲醇气相法甲醇汽化后经换热器进入反应器进行气相催化脱水反应，反应产物经换热后用循环水冷凝冷却。
冷凝冷却后的物料在粗甲醚中间罐进行气液分离。
气相为副反应产生的不凝气和二甲醚、甲醇饱和蒸汽，将它们送入洗涤塔用甲醇或甲醇-水溶液吸收回收其中的二甲醚。
吸收液返回粗甲醚中间罐，吸收尾气排出装置。
粗甲醚中间罐的粗二甲醚用精馏塔进行精馏分离得到二甲醚产品。
从二甲醚精馏塔釜得到的甲醇-水溶液送入甲醇精馏塔提取甲醇，提取的甲醇返回反应器作为原料。
从甲醇精馏塔釜排出含醇废水，工艺流程见图3。
甲醇 二甲醚二甲醚二甲醚产品回收甲醇 废水预热 混合，反应 加热汽化 压缩 冷却冷凝 甲醇精馏提浓 冷凝 尾气产品二甲醚甲醇回收甲醇 废水甲醇汽化 换热 脱水反应冷却吸收 精馏分离 甲醇精馏提浓图3 甲醇气相法工艺流程参考文献：《二甲醚生产技术及产业前景分析》陈佩文。
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第二章二甲醚分离塔的工艺计算
一、二甲醚分离塔的物料衡算
（一）已知所给数据得出物料衡算简图如下：
图2-1物料衡算简图
（二）选定衡算基准为kmol/h。
已知条件所给数据为kg/h,根据公式ai/M i÷∑a i/M i （1）
进行质量分数与摩尔分数的换算。
已知：M DME=46.07kg/kmol M CH3OH=32.04 kg/kmol M H2O=18.02 kg/kmol 其中a i—质量分数；M i—摩尔质量
得出下表所示数据：
1、进料组分
表2-1 进料各组分所占比例
2、塔顶组分
表2-2 塔顶各组分所占比例
3、塔釜组分
表2-3 塔釜各组分所占比例
（三）清晰分割
以二甲醚为轻关键组分，甲醇为重关键组分，水为非关键组分。
（四）物料衡算
已知：生产速率P =3×107÷8000=3.750×103（kg/h）=82.40 kmol/h
D=81.40/0.9993=81.46 kmol/h
X W，DME= 3.194×10-5X D，CH3OH=0.0007000
X W，DME，X D，CH3OH分别为塔釜二甲醚的摩尔分数和塔顶甲醇的摩尔分数。
表2-4 清晰分割法计算过程
组分进料馏出液釜液
DME 0.7080F 0.7080F-3.194×10-5W 3.194×10-5W
CH3OH 0.008640F 0.0007000D 0.008640F-0.0007000D
H2O 0.2834F 0 0.2834F
∑ F D W
列出物料衡算式：
3.194×10-5W+0.008640F-0.0007000D+0.2834F=W (2)
F=D+W (3)
联立式（2），（3）得：
F=242.93kmol/h=7747 kg/h
W=160.07 kg/h=2902 kg/h
D=82.46 kmol/h=3796 kg/h。
M F=31.89kg/kmol M W=18.13 kg/kmol M D=46.03 kg/kmol
M F、M W、M D分别为进料、塔釜、塔顶的平均相对分子质量。
二、二甲醚分离塔操作条件的确定
（一）进料温度的确定
1、根据安托因方程
㏑P i s=A-B/(T+C) (P i s:：mmHg，T：K) （4）来确定各组分的饱和蒸汽压。
因为物料是饱和液体进料，故进料的泡点温度即为进料温度。
从式（4）中可知安托因方程中饱和蒸汽压P i s是由安托因常数A，B，C及进料温度T所确定的。
查《石油化工基础数据手册》
表2-5 安托因公式数据表
A B C
DME 16.8467 2361.44 -17.10
CH3OH 18.5875 3626.55 -34.29
H2O 18.3036 3816.44 -46.13
将表2-6中的ABC分别代入式（4）中得到：
DME：㏑P i s，DME=16.8467-2361.44/（T-17.10）（5）
CH3OH：㏑P i s，CH3OH=18.5875-3626.55/（T-34.29）（6）
H2O：㏑P i s，H2O=18.3036-3816.44/（T-46.13）（7）
2、设温度进行试差计算
以式DME为例，
（1）设温度T
（2）将T代入（5），（6），（7）式，得到P i s
（3）将代入K i=㏑P i s/P式得到K i（由于体系总压强P总=200kPa，即P总=1520mmHg
压力不太高，所以按完全理想系计算，K i=㏑P i s/P）
（4）计算∑K
i X
i
-1，若∑K
i
X
i
-1＜0，说明温度T设低了，应提高T；若∑K
i
X
i
-1＞0，说
明温度设高了，应降低温度T，重新计算。
（5）直到∑K
i X
i
-1接近0为止，此时的温度即为泡点温度，也即进料温度。
试差法结构图为图2-2.
给定P Yes
设T K i=㏑P i s/P ∑K i x i -1≤εT ，y i结束运算
No
图2-2 试差法结构图
以示差方法所得数据见表2-6
表2-6 试差过程。