1、10萬噸/年二甲醚裝置生產流程設計作者：孔令啟 王秀芳 龔盛昭 指導教師 錢 宇 教授主要內容1. 概述 2. 技術分析 3. 流程敘述4. 流程模擬與優化5. 過程控制6. 總結(主要改進之處）7. 建議 一、概述（一）DME的用途 1、替代氯氟烴作氣霧劑 2、用作制冷劑和發泡劑 3、用作燃料 4、用作化工原料（二）DME的產量和市場需求 全球產量：208 kt/a 中國產量：12 kt/a 中國需求預測：2005年16 kt/a 2010年28 kt/a（三）DME的合成方法 （1）液相甲醇脫水法； （2）氣相甲醇脫水法 （3）合成氣一步法； （4）CO2 加氫直接合成 （5）催化蒸餾法。

2、二、方法的選擇（一）方法的選擇 采用氣相甲醇脫水法 原因：（1）技術成熟 （2）操作簡單,自動化程度較高 （3）環保 （4）產品質量高 二、方法的選擇（三）設計規模和設計要求 1. 設計規模 100，000噸DME/年 2. 設計要求 產品DME：回收率為99.8 純度為99.95。 回收甲醇：回收率99.95 純度為99.0三、技術分析（一）反應原理 2CH3OH (CH3)2O + H2O（二） 反應條件 溫度T= 2500C3700C 反應壓力P=13.9bar（三）反應選擇性和轉化率 1. 選擇性 2. 轉化率四、流程敘述（一）10萬噸/年二甲醚裝置生產流程圖(PFD)（二）本設計所提

3、出的10萬噸/年二甲醚裝置生產流程圖（帶熱集成和過程控制）五、流程模擬與優化 Aspen plus 模擬流程圖 五、流程模擬與優化（一）DME分離塔T-201操作條件確定 1. 塔壓力的選擇 2. 理論板數、進料板位置和回流比的關系 3. 理論板數對分離效果的影響 4. 回流比對分離效果的影響 5. DME分離塔T-201優化結果 五、流程模擬與優化（二）甲醇回收塔T-202操作條件確定 1、塔壓力的選擇 2、理論板數、進料板位置和回流比的關系 3、理論板數對分離效果的影響 4、回流比對分離效果的影響 5、甲醇回收塔T-202優化結果 五、流程模擬與優化（三）各換熱單元熱負荷及換熱網絡合成 1

4、、各換熱單元的熱負荷 2、工藝物流換熱方案的提出（四） 物料衡算表 （五）惰性氣體對分離效果的影響五、過程控制 1. 反應進料控制 2. 進料預熱控制 3. E-203出口溫度控制 4. T-201塔底液位控制 5. T-202塔底液位控制 6. V-201的液位控制 7. V-202的液位控制 8. T-201塔的回流量控制 9. T-202塔的回流量控制 六、總結2.通過對DME精餾塔和甲醇回收塔的操作條件進行優化，減少了塔的理論板數，減少了設備投資；降低了塔的回流比和操作壓力，從而降低公用工程消耗和溫位，進而降低操作費用。 3.討論了工業生產中存在的惰氣對塔的分離效果的影響，提出了相應的

5、改造措施。4.提出具體的換熱網絡結構，進行換熱網絡的合成，通過核算可節約熱公用工程52左右，節約冷公用工程45左右。5.為了保持系統的操作穩定，加入過程控制。 進料板位置和回流比的關系返回回流比對分離效果的影響 返回理論板數、進料板位置和回流比的關系 返回返回理論板數對分離效果的影響返回回流比對分離效果的影響系統的的溫焓圖 NEXTnext系統的熱匹配方案圖 原10萬噸/年二甲醚裝置生產流程圖(PFD) 返回新增甲醇預熱器E-202A，原來的兩個換熱器E-202和E-201均作為工藝物流換熱器。 同時E-206也進行了熱匹配本設計所提出的10萬噸/年二甲醚裝置生產流程圖 返回甲醇回收塔T-20

6、2的優化結果理論塔板數25回流比1.22最佳進料位置17產品DME純度wt99塔頂溫度 ()64.85產品中DME收率99.95塔底溫度（）113.30冷凝器熱負荷（MMkcal/hr）2.57塔頂壓力（bar）1.1再沸器熱負荷（MMkcal/hr）2.07塔底壓力（bar）1.6塔頂采出量 (kmol/hr)277.38返回各換熱單元的熱負荷 物流種類設備位號進口溫度（）出口溫度()熱負荷(106kcal/hr) 熱物流Output 369.2 159.462.3161159.46100.04.9718E-20537.5 36.3 1.7618 E-20771.2 64.9 2.5682 E-208112.7 50.0 0.3197 合計：11.9376106kcal/hr 冷物流 *FEED33.6 154.0 2.33741541554.5147155.0 250.0 .9702E-204142.1 145.8 1.3857 E-206112.9 113.3 2.0727