年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计

年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计

摘  要

近年来，二甲醚已成为国际石油替代途径与新型二次能源的热点课题，引起各国关注与重视。

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

目  录

摘要 I

ABSTRACT II

1  绪论 1

1.1概述 1

1.1.1设计依据 1

1.1.2 设计规模及设计要求 1

1.1.3 产品规格、性质及用途 1

1.1.4技术来源 3

1.2二甲醚分离装置流程 6

2 精馏塔的工艺计算 8

2.1精馏塔的物料衡算 8

2.1.1基础数据 8

2.1.2物料衡算 8

2.2精馏塔工艺计算 10

2.2.1物料衡算 10

2.2.2操作条件的确定 10

2.3精馏塔设备计算 12

2.3.1基础数据 12

2.3.2塔板数的确定 15

2.3.3精馏塔主要尺寸计算 18

2.3.4塔板结构设计 21

2.3.5 塔板流体力学验算 26

2.3.6 塔板负荷性能图 29

2.3.7塔高的计算 33

3 热量衡算 35

3.1数据 35

3.2冷凝器的热负荷 35

3.3再沸器的热负荷 36

3.4冷却水消耗量和加热蒸汽消耗量 38

4主要设备设计和选型 39

4.1接管的设计 39

4.1.1进料管 39

4.1.2回流管 39

4.1.3釜液出口管 39

4.1.4塔顶蒸汽管 40

4.1.5加热蒸汽管 40

4.2冷凝器的选型 41

5 结论 42

参考文献 43

附录 44

谢辞 46