年产3万吨二甲醚的初步工艺设计毕业设计11898.docx

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1、分类号编编号兰 州 交 通通 大 学毕 业 论 文文年产3万万吨二甲甲醚的初初步工艺艺设计Primmaryy foor tthe Mannufaactuurinng PProccesss off Diimetthyl eetheer 330Ktt/a申请学位位： 工学学学士 院系： 化学学化工学学院 专业：化化学工程程与工艺艺班 级：化工10001学生姓名名：马学学成学号： 201100770422指导老师师：杨西西20144年04月20日兰州交通通大学化化工学院院年产3万万吨二甲甲醚的初初步工业业设计姓 名： 马马学成 导 师： 杨西西20144年04月20日兰州交通通大学化化工学院院兰州交

2、通通大学毕毕业论文文（设计计）任务务书院（系）：化学化化工学院院姓名马学成学号20100070042毕业届别别20144专业化学工程程与工艺艺毕业论文文（设计计）题目目年产3万万吨二甲甲醚的初初步工业业设计指导教师师杨西学历博士职称教授所学专业业化学工程程具体要求求(主要内内容、基基本要求求、主要要参考资资料等)：确定以甲甲醇脱水水法作为为本设计计的工艺艺生产方方法,通通过物料料衡算和和热量衡衡算来确确定设备备工艺参参数和消消耗工艺艺指标,同时对对DMEE生产过过程中的的安全注注意事项项及“三废”治理作作了相关关说明，对对整个装装置进行行了简单单初步评评价。进度安排排：1-3周周：查阅阅文献资

3、资料，写写出开题题报告。4-5周周：进行行初步的的设计计计算及选选型。6-144周：应应用Cad画图图，做出出PIDD、PFDD图。15-116周：整理完完成设计计。指导教师师（签字字）：年月日院（系）意意见：教学院长长（主任任）（签签字）：年 月月日备注：摘要作为LPPG和石石油类的的替代燃燃料，目目前二甲甲醚(DDME)倍受注注目。DDME是是具有与与LPGG的物理理性质相相类似的的化学品，在在燃烧时时不会产产生破坏坏环境的的气体，能能便宜而而大量地地生产。与与甲烷一一样，被被期望成成为211世纪的的能源之之一。目目前生产产的二甲甲醚基本本上由甲甲醇脱水水制得，即即先合成成甲醇，然然后经甲

4、甲醇脱水水制成二二甲醚。甲甲醇脱水水制二甲甲醚分为为液相法法和气相相法两种种工艺，本设计计采用气气相法制制备二甲甲醚工艺艺。气相相法的工工艺过程程主要由由甲醇加加热、蒸蒸发、甲甲醇脱水水、二甲甲醚冷凝凝及精馏馏等组成成。设计计结果达达到了设设计课题题的要求求，完成成了二甲甲醚的生生产工工工艺的初初步设计计，完成成了物料料、热量量、设备备等的相相关计算算。关键词词二甲醚醚 ；甲甲醇 ；工艺设设计AbsstraactAs LPGG annd ooil altternnatiive fueel, DMEE haas bbeenn drrawnn atttenntioons at preesennt.

5、 Phyysiccal prooperrtiees oof DDME is simmilaar ffor LPGG, aand donnt prooducce ccombbusttionn gaas tto ddamaage thee ennvirronmmentt, sso, It cann bee prroduucedd laargeely. Liike metthanne, DMEE iss exxpecctedd too beecomme 221stt ceentuury eneergyy soourcces., DDME is preeparred by metthannol deh

6、hydrratiion, naamelly, synntheeticc meethaanoll fiirstt annd tthenn meethaanoll deehyddrattionn too diimetthyll ettherrby metthannol dehhydrratiion. Meethaanoll deehyddrattionn too DMME iis ddiviidedd innto twoo kiindss off liiquiid pphasse aand gass-phhasee prroceess. Thhis proocesss iis mmadee off

7、 meethaanoll prroceess heaatinng, evaaporratiion, deehyddrattionn off meethaanoll, ddimeethyyl eetheer cconddenssatiion andd diistiillaatioon eetc. Thhe ddesiign ressultt reeachhed thee reequiiremmentts oof tthe dessignn isssuees, commpleetedd thhe DDME prooducctioon pproccesss deesiggn, finnishhed

8、matteriialss, ttherrmall, eetc-rellateed ccalcculaatioons.Keyyworrdsdimmethhyl ethher；metthannol；proocesss ddesiign目录前言11 文献献综述221.1 二甲醚醚概述221.2原原料说明明31.3二二甲醚的的性质332 DMME产品品方案及及工艺流流程介绍绍42.1产产品品种种、规格格、质量量指标及及拟建规规模42.2生生产方法法简述442.3工工艺流程程说明442.4生生产工艺艺特点552.5主主要工艺艺指标553主要塔塔设备计计算及选选型73.1 汽化塔塔及其附附属设备备的计算算

9、选型773.2 合成塔塔及其附附属设备备的计算算选型1153.3 初馏塔塔及其附附属设备备的计算算选型1193.4 精馏塔塔及其附附属设备备的计算算选型2253.5 回收塔塔及其附附属设备备的计算算选型3314 环境境保护及及三废处处理3994.1主主要污染染源及主主要污染染物3994.2设设计中采采取的环环保措施施及其简简要处理理工艺流流程3994.3装装置危险险性物料料主要物物性400总结411致谢422参考文献献43兰州交通大学毕业设计前言二甲醚又又称甲醚醚、木醚醚氧,是是重要的的甲醇下下游产品品。二甲甲醚是醚醚的同系系物，但但与用作作麻醉剂剂的乙醚醚不一样样，毒性性极低；能溶解解各种化

10、化学物质质；由于于其具有有易压缩缩、冷凝凝、气化化及与许许多极性性或非极极性溶剂剂互溶特特性，广广泛用于于气雾制制品喷射射剂、氟氟利昂替替代制冷冷剂、溶溶剂等，另另外也可可用于化化学品合合成，用用途比较较广泛。二甲醚作作为一种种基本化化工原料料，由于于其良好好的易压压缩、冷冷凝、汽汽化特性性，使得得二甲醚醚在制药药、燃料料、农药药等化学学工业中中有许多多独特的的用途。如如高纯度度的二甲甲醚可代代替氟里里昂用作作气溶胶胶喷射剂剂和致冷冷剂，减减少对大大气环境境的污染染和臭氧氧层的破破坏。由由于其良良好的水水溶性、油油溶性，使使得其应应用范围围大大优优于丙烷烷、丁烷烷等石油油化学品品。代替替甲醇用

11、作作甲醛生生产的新新原料，可可以明显显降低甲甲醛生产产成本，在在大型甲甲醛装置置中更显显示出其其优越性性。作为为民用燃燃料气其其储运、燃燃烧安全全性，预预混气热热值和理理论燃烧烧温度等等性能指指标均优优于石油油液化气气，可作作为城市市管道煤煤气的调调峰气、液液化气掺掺混气。也也是柴油油发动机机的理想想燃料，与与甲醇燃燃料汽车车相比，不不存在汽汽车冷启启动问题题。它还还是未来来制取低低碳烯烃烃的主要要原料之之一。作作为LPPG和石石油类的的替代燃燃料，二二甲醚是是具有与与LPGG的物理理性质相相类似的的化学品品，在燃燃烧时不不会产生生破坏环环境的气气体，能能便宜而而大量地地生产。与与甲烷一一样，

12、被被期望成成为211世纪的的能源之之一。 本设计流流程简洁洁，操作作简易，工工艺条件件温和，而而且设备备台数较较少，设设备制作作立足于于国内现现状，可可大大降降低项目目投资。本次设设计共分分3部分，设设计人主主要负责责图纸的的绘制，设设备的选选型以及及工艺计计算有其其他两名名同学合合作共同同完成，设设计图纸纸主要包包括PIID、 PFFD图。1 文献献综述1.1二二甲醚简简述1.1.1二甲甲醚的发发展现状状20世纪纪70年年代，二二甲醚取取代了氟氟里昂作作为气雾雾剂使用用，减少少了臭氧氧层的破破坏。近近几年来来，二甲甲醚的良良好燃烧烧性能和和低污染染排放的的特性使使其日益益受到重重视，作作为清

13、洁洁能源使使用。二甲醚（DME）常温常压下是一种无色低毒的可燃性气体，与液化石油气的性能相似，燃烧废气无毒，可作为清洁燃料使用。随着石油资源的紧缺及价格上涨，清洁环保理念的深入，作为柴油替代资源的清洁燃料二甲醚得到大力推广，并逐渐进入了民用燃料市场和汽车燃料市场，二甲醚的合成研究已成为各国科技人员的研究焦点。目前，二二甲醚发发展的关关键问题题在于配配套措施施不完善善、市场场发展不不成熟、二二甲醚使使用观念念有待更更新。1.1.2 二二甲醚的的传统领领域的应应用及其其拓展（1）传传统领域域的应用用第一，做做气雾剂剂、制冷冷剂和发发泡剂。第二，DDME作作为化学学中间体体，主要要用于制制造硫酸酸二

14、甲酯酯。第三，DDME还还是重要要的化工工原料,可用于于许多精精细化学学品的合合成,同同时在轻轻化、制制药、燃燃料、农农药等工工业中有有许多独独特的用用途。（2）新新近拓展展的应用用领域DME可可作为新新型高效效清洁燃燃料使用用。它作作为民用用燃料比比液化气气具有更更优良的的物理化化学性能能（如表表1.11，表11.2所所示）。DME的分子结构中没有C-C键，所以燃烧时不产生黑烟，CO与NOx排放量很低，符合洁净燃料的要求；燃烧性能良好，燃烧废气无毒，完全符合卫生标准；单一组成，无残液；在室温下可压缩成液体，可用现有的液化石油气罐盛装，是优良的民用洁净燃料。表1.11DME液化气气与液化化石油

15、气气性质比比较项目分子量压力Mppa(60)燃烧温度度爆炸下限限%理论空气气量预混气热热值KJ/ m3DMELPG46.00756.661.3551.92222500205553.4551.76.96611.3324219939033表1.22 DMME与0柴油油的比较较对比项目目DME0柴油油分子量46.0071902200沸点（）-24.91803600十六烷值值5566040550 低热值值（kJJ/kgg）288440425000理论空燃燃比914.66氧含量（%）34.88硫化物有1.2原原料说明明原料名称称：甲醇醇分子式CCH3OH，相相对分子子质量332.004。本设计采采用的甲

16、甲醇原料料浓度为为90%（质量量分数）。（1）物物理性质质 常温常常压下纯纯甲醇是是无色透透明，易易挥发、可可燃，略略带醇香香味的有有毒液体体，甲醇醇密度00.7991g/cm33，沸点点63.8，自燃燃点388520，蒸汽汽压966.3mmmHgg。甲醇醇不能与与脂肪烃烃类化合合物相互互溶，但但可以和和水以及及乙醇等等许多有有机液体体互溶。甲甲醇蒸汽汽和空气气混合能能形成爆爆炸性混混合物，爆爆炸极限限为6.0%36.5%（体体积）。（2）化化学性质质 甲醇可可进行氧氧化、酯酯化、羰羰基化、胺胺化、脱脱水等化化学反应应。1.3二二甲醚的的性质二甲醚的的性质：二甲醚醚上一种种无色、具具有轻微微醚

17、香味味的气体体，具有有惰性、无无腐蚀性性、无致致癌性、几几乎无毒毒。还具具有优良良的混溶溶性，能能同大多多数极性性和非极极性有机机溶剂混混溶。在在1000ml水水中可溶溶解3.7000ml二二甲醚气气体，且且二甲醚醚易溶于于汽油、四四氯化碳碳、丙酮酮、氯苯苯和乙酸酸甲酯等等多种有有机溶剂剂，加入入少量助助剂后就就可与水水以任意意比互溶溶。其燃燃烧时火火焰略带带亮光。2DMEE产品方方案及工工艺流程程介绍2.1产产品品种种、规格格、质量量指标及及拟建规规模产品品种种： 二二甲醚拟建规模模： 33万吨/年年操作日日： 3300天天（72200hh）2.2生生产方法法简述二甲醚的的生产方方法主要要有

18、一步步法和二二步法两两种。一步法以以合成气气(COO+H22)为原原料，在在甲醇合合成以及及甲醇脱脱水的复复合催化化剂上直直接合成成二甲醚醚，再提提纯得到到二甲醚醚产品。二步法是是以合成成气制得得甲醇，然然后甲醇醇在固体体催化剂剂作用下下脱水制制得二甲甲醚，所所用催化化剂选择择性高，特特别适用用于高纯纯度二甲甲醚生产产。（一）甲甲醇脱水水制二甲甲醚1000时，800%)、选选择性好好(999%)等等优点，但但也存在在设备腐腐蚀严重重、釜残残液及废废水污染染环境、催催化剂毒毒性大等等缺点，因因此选择择该工艺艺可能性性较小。（二） 合成气气直接合合成二甲甲醚传统的DDME生生产方法法，一直直采用两

19、两个截然然不同的的步骤。即即甲醇的的合成与与甲醇脱脱水。为为了开发发操作简简单、成成本低而而又可连连续生产产DMEE的新方方法，人人们曾用用合成气气直接制制取二甲甲醚。主主要反应应构成如如下:2.3工工艺流程程说明(1)原原料甲醇醇直接采采用市售售质量分分数为990%的的甲醇经经汽化提提纯后合合成二甲甲醚。甲醇汽化合成塔（甲醇气相脱水）冷凝、气液分离初馏塔原料甲醇气相甲醇醇 釜残液DME精馏塔釜残液 釜釜残液回收塔回收甲醇醇 产品DDME（99.9%）图2.11二甲醚醚生产工工艺流程程方框图图(2)反反应在DMEE合成反反应器中中产生的的反应如如下所示示:，该反应应为放热热反应。(3)合合成气

20、冷冷却反应器出出口气中中含有DDME，它它在进出出气换热热器中通通过工艺艺气体冷冷却，接接着在甲甲醇蒸馏馏塔底部部通过蒸蒸馏塔换换热器的的工艺液液体冷却却，然后后在二甲甲醚精馏馏塔冷却却器中用用冷却水水冷却，最最后出口口气在冷冷凝器中中大部分分冷凝后后被送至至二甲醚醚精馏塔塔。(4)二二甲醚精精馏冷却后得得到的二二甲醚液液体被送送入二甲甲醚精馏馏塔，在在DMEE精馏塔塔中DMME与甲甲醇和水水分开，二二甲醚产产品从精精馏塔顶顶部回收收，而甲甲醇和水水一起从从塔底去去除，并并为原料料甲醇提提供预热热热源。含含有DMME的顶顶部气体体在塔顶顶冷凝器器中被大大部分冷冷凝下来来，送入入塔顶回回流罐中中

21、，在塔塔顶冷凝凝器中未未冷凝的的气相作作为燃料料被放掉掉。在塔塔顶回流流罐中的的液体一一部分成成为精馏馏塔回流流液，而而另一部部分成为为DMEE产品，产产品被送送出界区区贮存。2.4生生产工艺艺特点本工艺装装置的主主要工艺艺特点是是流程简简洁，工工艺条件件温和，装装置内热热能利用用较好，操操作简易易方便。本装置设设备台数数较少，设设备制作作充分立立足于国国内现状状，所有有设备均均能在国国内制造造而不需需进口，项项目投资资大为降降低。2.5主主要工艺艺指标2.5.1二甲甲醚产品品指标表2.11产品二二甲醚产产品指标标序号组分纯度备注1234二甲醚甲醇水分C3以下下烃类99.9%0.550.330

22、.33塔设备指指标如下下：汽化塔：原料甲甲醇纯度度90%（质量量分数，下下同），塔塔顶甲醇醇气体纯纯度99%，釜液液甲醇含含量0.55%；合成塔：转化率率80%，选择择性99.9%；初馏塔：塔顶二二甲醚纯纯度95%，釜液液二甲醚醚含量0.55%；精馏塔：塔顶二二甲醚纯纯度99.9%，釜釜液二甲甲醚含量量0.55%；回收塔：塔顶回回收甲醇醇纯度98%，废水水中甲醇醇含量0.55%2.5.2催化化剂的使使用本设计DDME合合成塔采采用辐射射型固定定床反应应器，生生产用催催化剂为为沸石型型酸性氧氧化铝分分子筛。DDME合合成塔中中发生的的化学反反应为放放热反应应。所用用沸石型型酸性氧氧化铝分分子筛为

23、为=3mmm，LL=58 mmm白色色颗粒状状，堆积积体积密密度0.77t/mm3，具有有良好的的化学性性质及足足够的撞撞击强度度与耐磨磨强度，对对于甲醇醇缩水生生成二甲甲醚的工工艺过程程，该催催化剂的的催化活活性、选选择性、与与稳定性性均显示示出了优优异的经经济指标标，在再再生与使使用周期期上也有有较好的的表现。工工艺设计计的该催催化剂可可使甲醇醇的一次次性转化化率80，选择择性指标标接近1100。极微微量副产产物为甲甲烷、二二氧化碳碳，再生生周期3000日，可可反复使使用。该该型催化化剂在制制备过程程添加少少量稀土土元素，无无有毒重重金属组组份。因因此粉碎碎或废弃弃的分子子筛可就就地填埋埋

24、或送催催化剂配配制公司司回收处处理。本本设计产产品二甲甲醚可用用作替代代燃料或或气雾剂剂等化工工原料，目目前燃料料级二甲甲醚尚未未颁布国国家标准准，设计计产品工工艺指标标可参照照表（22.5）。3主要塔塔设备计计算及选选型原料甲醇醇流量的的估算：年产DDME 量为33万吨，合合成转化化率为880%（出出去各步步损失，按按78%粗略估估算），选选择性按按1000%计算算，二甲甲醚产品品纯度为为99.9%。结结合甲醇醇脱水反反应式可可得下式式：3.1 汽化塔塔及其附附属设备备的计算算选型3.1.1 物物料衡算算已知F=80041.29558kgg/h，xxF=990%，xxD=999%,xW=0.

25、5%（以以上均为为质量百百分数），摩尔分率率： 进料平均均相对分分子质量量 MM平均=883.550%32.04+16.50%18.02=29.73kkg/kkmoll则进料摩摩尔流量量为：总物料 ； 易挥挥发组分分 带入数据据解得：D=2003.557kmmol/h W=56.91kkmoll/h塔顶产品品平均相相对分子子质量为为M=332.004998.224%+18.02(1-98.24%)=331.779kgg/kmmol塔顶产品品质量流流量为 D=2033.577311.799=64426.70449kgg/h塔釜产品品平均相相对分子子质量为为 M=332.0040.228188%+

26、118.002(1-0.228188%)=18.06kkg/kkmoll塔釜产品品质量流流量为 W=56.9118.06=10227.770466kg/h表3.11 物料料衡算结结果表单位进料F塔顶D塔釜W物料kg/hhkmoll/h80411.29958270.4777464266.70049203.5710277.7004656.991组成质量分率率摩尔分率率90%83.550%99%98.224%0.5%0.28818%表3.22 甲醇醇-水平平衡时的的t、xx、y数数据平衡温度t10092.9990.3388.998581.667876.77液相甲醇x05.3117.6779.2661

27、3.11520.88328.11833.333气相甲醇y028.33440.00143.55354.55562.77367.77569.118平衡温度t73.8872.7771.33706866.9964.77液相甲醇x46.2252.99259.33768.44985.66287.441100气相甲醇y77.55679.77181.88384.99289.66291.994100根据汽液液平衡表表（即xx-y-t表），利利用内插插法求解解塔顶温度度tLDD、tVDD塔釜温度度tW 进料液温温度tFF回流比的的确定：由表33.2的的数据绘绘制x-y图由图可知知进料平平衡曲线线为不正正常平衡衡曲

28、线，为为减小误误差，用用作图法法求最小小回流比比,由点aa（XDD,XD）向平平衡线作作切线，交交轴于bb（0，220.662），即即精馏操操作线截截距，所所以，所所以。操操作回流流比可取取为最小小回流比比的1.1-22.0倍倍，所以以取回流流比。平均相对对挥发度度 ：t=922.9时 t=666.9时 3.1.2热量量衡算（1）加加热介质质和冷却却剂的选选择常用的加加热剂有有饱和水水蒸气和和烟道气气。饱和和水蒸气气是一种种应用最最广的加加热剂，由由于饱和和水蒸气气冷凝时时的传热热膜系数数很高，可可以通过过改变蒸蒸汽的压压力准确确地控制制加热温温度。燃燃料燃烧烧所排放放的烟道道气温度度可达11

29、00-10000，适用用于高温温加热，缺缺点是烟烟道气的的比热容容及传热热膜系数数很低，加加热温度度控制困困难。本本设计选选用1.2Mppa（温温度为1187.8）的饱饱和水蒸蒸气作为为加热介介质，水水蒸气易易获得、清清洁、不不易腐蚀蚀加热管管，不但但成本会会相应降降低，塔塔结构也也不复杂杂。常用用的冷却却剂是水水和空气气，应因因地制宜宜加以选选用。受受当地气气温限制制，冷却却水一般般为100-255。本设设计选用用20的冷却却水，选选升温110，即冷冷却水的的出口温温度为335。（2）冷冷凝器的的热负荷荷及冷却却介质消消耗量冷凝器的的热负荷荷 其中 塔顶上上升蒸汽汽的焓；塔顶顶馏出液液的焓。

30、其中 甲醇的的蒸发潜潜热；水水的蒸发发潜热蒸发潜热热与温度度的关系系： ,其中对比比温度。表3.33沸点下下蒸发潜潜热列表表沸点/蒸发潜热热/(kkcallkmmol-1)Tc/KK甲醇水64.6651008430097299512.6647.3由沃森公公式计算算塔顶温温度下的的潜热 65.118时，对对甲醇:蒸发潜热热: 对水，同同理得 蒸发潜热热 对于全凝凝器作热热量衡算算（忽略略热损失失），选选择泡点点回流，因因为塔顶顶甲醇含含量很高高，与露露点相接接近，所所以 代入数据据 冷却剂的的消耗量量 （3）加加热器的的热负荷荷及全塔塔热量衡衡算选用1.2Mppa(1187.8)饱和和水蒸气气为

31、加热热介质表3.44甲醇、水水在不同同温度下下混合的的比热容容单位位：kccal/(kgg.)甲醇水甲醇 水 则有 kccal/hkcall/h对全塔进进行热量量衡算 为了简化化计算，以以进料焓焓，即668.225时的焓焓值为基基准做热热量衡算算塔釜热损损失为110%，则则=0.9，则则 式中 加热热器理想想热负荷荷； 加热热器实际际热负荷荷；塔顶顶馏出液液带出热热量； 塔底带带出热量量。加热蒸汽汽消耗量量 kj/kg (1887.66,1.2Mppa)表3.55热量衡衡算数据据结果列列表单位位kcaal/hh符号 数值 1066160061.00 77077737.40 0 -176680.

32、99 2236226.557 1.118107177741.953.1.3 理理论板数数、塔径径、填料料选择及及填料层层高度的的计算（1）理理论板数数的计算算由于本次次设计时时汽化塔塔的相对对挥发度度是变化化的，所所以不能能用简捷捷法求得得，应用用图解法法。精馏段操操作线方方程为 ,截距距 连接与qq线交于于d点，连连接与dd点，得得提馏段段操作线线，然后后由平衡衡线与操操作线可可得精馏馏塔理论论板数为为30块块，提馏馏段4块块，精馏馏段266块。（2）填填料的选选择填料是填填料塔的的核心构构件，它它提供了了气液两两相相接接触传质质与传热热的表面面，与塔塔内件一一起决定定了填料料塔的性性质。目

33、目前，填填料的开开发与应应用仍是是沿着散散装填料料与规整整填料两两个方面面进行。本汽化塔塔设计选选用2550.88金属拉拉西环乱乱堆填料料。（3）塔塔径设计计计算汽化塔设设计的主主要依据据和条件件：表3.66 不不同温度度下甲醇醇和水的的密度物质密度(kkg/mm3)温度/5060708090100甲醇水750988741983731978721972713965704958表3.77查化工工工艺设设计手册册整理得得甲醇-水特殊殊点粘度度物质粘度（mmPa.s）塔顶655.011塔底999.622进料688.255甲醇水0.33330.43350.22280.28850.31100.4116塔

34、顶、塔塔底、进进料条件件下的流流量及物物性参数数：表3.88 汽化化塔塔顶顶数据结结果表符号数值31.77931.7791.1446737.830.333574911.6表3.99 汽汽化塔塔塔底数据据结果表表符号数值18.00218.002 0.55899580.2885751.2表3.110 汽化塔塔进料数数据结果果表符号数值29.77330.5501.099751.650.322782477.3精馏段及及提馏段段的流量量及物性性参数：表3.111 精馏段段、提馏馏段数据据结果表表精馏段提馏段气相平均均相对分分子质31.11524.226液相平均均相对分分子质30.77623.888气相密

35、度度1.11180.844液相密度度744.74854.83气相摩尔尔流量12566.12212100.355气相质量量流量391228.114293663.009液相粘度度0.33310.3006液相摩尔流量1020.4512522.099液相质量量流量313889.004298999.991由气速关关联式:式中 干填填料因子子；液体粘粘度，mmPas；AA2550Y型型为0.2911；L、G液体体、气体体质量流流速；、气体体、液体体密度；g重力加加速度。精馏段：=1.1188kg/m3 ，=7744.74 kg/m3 ，=00.977，=2250 ，=0.3311 mPPass，L=311

36、3899.044kg/h，GG=3991288.144 kgg/h ，A=0.0022代入式中中求解得得 =2.44 m/ss空塔气速速 u=00.6=0.662.444=11.466m/ss, 体积流量量 考虑到市市场的需需求存在在波动性性, 设设计中选选取四个个塔，则则每个塔塔的体积积流量: ,则则求得塔塔径D=1.446m 圆圆整后：D=11.5mm 空塔气气速 uu=1.38mm/s提馏段：代入数值值得 =33.000m/ss 空塔气速速u=00.6=1.880 mm/s 体积流量量于是 =2.46圆整后：D=11.400m, 空空塔气速速 u=1.660m/s选取整塔塔塔径为为 D=

37、1.55m。选取汽化化塔的规规格为：27000/770015000,VVN=44.8mm2 拉西西环填料料（4）填填料层高高度的计计算精馏段： 查化工工原理（天天大修订订版下册册100）PP1911得 依经验数数据取等等板高度度HETTP=00.5mm，则精馏段总总压降提馏段： 查得 提馏段总总压降 全塔填料料层总压压降 填料总高高度表3.112 填填料层高高度和压压强降计计算汇总总表参数精馏段提馏段全塔压降总压降/Pa填料层高高度/mm7599.81195644.8133699.811706.321119.881102771.11153.1.4 汽汽化塔附附属设备备的选型型计算（1）甲甲醇回

38、流流冷凝器器选用管壳壳式冷凝凝器，被被冷凝气气体走管管间，以以便于及及时排出出冷凝液液，采用用逆流换换热。取冷凝器器传热系系数逆流： T 665.11865.01t 355 200tm = 选取冷凝凝器规格格为：800045000，冷凝凝面积FF=1112.99m2（2）塔塔底再沸沸器选用U型型管加热热器，经经处理后后，放在在塔釜内内，蒸汽汽选择11.2MMPa（1187.8）饱和和水蒸气气，传热热系数KK=20000WW/(mm2)t=1187.8-1100=87.8=1.18107 kccal/h 选用用两个塔塔底再沸沸器，则则每个再再沸器的的换热面面积为：=/2=9.776选取再沸沸器的

39、型型号为：273330000，换换热面积积为F=11.3m23.2合合成塔及及其附属属设备的的计算选选型3.2.1物料料衡算进塔甲醇醇蒸汽流流量 =2355.6770/44=588.922kmool/hh由反应式式 其其单程转转化率为为80%，DMME选择择性99%则生成二二甲醚的的出塔流流量为未反应的的甲醇出出塔流量量为出塔水的的流量为为3.2.2合成成塔的选选取：合成塔的的尺寸为为立式1000066880，催催化剂载载量V=1.55m33.2.3 热热量衡算算及附属属设备的的选型计计算（1）合合成反应应热的计计算：查天大四四版物理理化学上上册附录录得，反应放热热为:进塔甲醇醇蒸汽的的热量：

40、其中 汽化化塔塔顶顶馏出液液带出热热量；甲醇醇蒸汽由由65.01加热到到2400所需热热量；0.722655.011时甲醇醇的比热热容，单单位kccal/(kgg);1.4412400时甲醇醇的比热热容；出塔混合合液的热热量：损损失的热热量取反反应热的的10%则 根据经验验值取混混合液体体的比热热容=111.88kJ/(kgg)，则则合成塔的的出口温温度为 （2）第第一热交交换器的的计算选选型：取出口温温度为2260.0 , 传热热系数KK=2000 WW/(mm2), 汽化塔塔塔顶馏出出液温度度由655.011，经第第一热交交换器后后加热至至90.0，合成成塔出塔塔混合液液经第一一热交换换器

41、后被被降温至至2600.0，则逆流： T 2289.982660.00t 900 655.011 取该条条件下混混合液体体的比热热容=111.00kj/(kgg)，则则交换热热量为 则换热热面积为为：查文献选选取换热热器规格格为：273315000，换热热面积FF=4.7m2（3）第第二热交交换器的的计算选选型：原料液温温度由常常温255加热到到汽化塔塔进料温温度688.255，第一一热交换换器出来来的热流流体由2260降至1170，传热热系数取取K=2200 W/(m2)。逆流： T 26601700t 668.22525进入第二二热交换换器的热热量：取该条件件下混合合液体的的比热容容=8.5kJJ/(kkg)，则则交换热热量为换热面积积 查文献选选取换热热器规格格为: 400015000，换热热面积FF=122.2 m2（4）第第一冷凝凝器的计计算选型型：热流体进进口温度度1700，出口口温度1100；冷凝凝水的进进口温度度20，出口口温度为为35。逆流： T 1770100