產(chǎn)5萬噸二甲醚分離工段工藝設計

1、黃山學院本科畢業(yè)論文本科畢業(yè)設計( 2013 屆 )題目： 年產(chǎn) 5 萬噸二甲醚分離工段工藝設計 學院：化學化工學院 專業(yè)：化學工程與工藝 學生姓名：XX學號：XXXXXXXXX 指導教師：XXXX職稱（學位）：講師完成時間：2013年5月20日 成績： XXXX 教務處制學位論文原創(chuàng)性聲明茲呈交的學位論文，是本人在指導老師指導下獨立完成的 研究成果。本人在論文寫作中參考的其他個人或集體的研究成 果，均在文中以明確方式標明。本人依法享有和承擔由此論文 而產(chǎn)生的權利和責任。聲明人（簽名）：年月日目錄摘要 . 錯誤！未定義書簽。英文摘要 . 錯誤！未定義書簽。1.引言 . 31.1二甲醚的基本性質

2、及用途 . 31.2工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 51.2.1二甲醚生產(chǎn)現(xiàn)狀 . 51.2.2我國二甲醚工業(yè)的市場前景 . 51.3設計任務和要求 . 62.二甲醚生產(chǎn)及工藝流程 . 82.1二甲醚生產(chǎn)方法介紹 . 82.2二甲醚分離裝置流程及其介紹： . 92.2.1物料衡算流程圖： . 92.2.2工藝流程介紹： . 93.工藝計算 . 103.1物料衡算 . 103.1.1冷凝器的物料衡算 . 103.1.2吸收塔的物料衡算 . 113.1.3閃蒸罐的物料衡算 . 153.1.4二甲醚精餾塔的物料衡算 . 173.1.5甲醇精餾塔的物料衡算 . 183.2熱量衡算 . 203.2.1各物質在不

3、同溫度下的比熱容 . 203.2.2冷凝器的熱量衡算 . 203.2.3吸收塔的熱量衡算 . 213.2.4閃蒸罐的熱量衡算 . 223.2.5二甲醚精餾塔的熱量衡算 . 233.2.6甲醇精餾塔的熱量衡算 . 244.二甲醚精餾塔設備計算 . 254.1密度的計算 . 254.1.1基礎數(shù)據(jù) . 254.1.2精餾塔各部分密度的計算 . 254.2表面張力的計算 . 274.3塔板數(shù)的確定 . 284.3.1最小回流比 Rmin 的確定 284.3.2實際回流比R 294.3.3最小理論板的確定 . 294.3.4全塔理論板數(shù)的確定 . 294.3.5精餾段和提餾段理論板數(shù)的確定 . 294

4、.3.6實際板數(shù)的確定 . 294.3.7精餾段和提餾段實際板數(shù)的確定 . 304.4精餾塔主要尺寸計算 . 304.4.1流量計算 . 304.4.2塔徑的計算 . 324.4.3塔體總高度的確定 . 334.5塔板結構設計 . 344.5.1精餾段 . 344.5.2提餾段 . 364.6塔板流體力學驗算 . 384.7二甲醚精餾塔塔頂冷凝器的選型 . 415.安全生產(chǎn)及三廢處理 . 45結束語 . 46參考文獻 . 47致謝 . 48年產(chǎn) 5 萬噸二甲醚分離工段工藝設計摘 要：本文介紹了二甲醚的一些基本性質和用途，以及其未來的發(fā)展趨勢，通過比較目前較 為先進的二甲醚生產(chǎn)方法，選擇合成氣一

5、步法生產(chǎn)二甲醚。本設計主要是對二甲醚生產(chǎn)過程中 的分離工段進行設計，對整個流程中的裝置進行了物料衡算和能量衡算，在理論上計算了主要 設備的尺寸，并對相應的設備進行了選型，使設備滿足生產(chǎn)要求。并繪制帶控制點的工藝流程 圖和浮閥塔的裝配圖。關鍵詞：二甲醚；合成氣；一步法3The design of Annual output 50000 tonnes of dimethyl ether separation technology sectionAbstract：Some basic properties and the USES of Dimethyl ether were introduced

6、in this article. Atthe same time, this article introduced the trend of the future development of dimethyl ether. By comparing the more advanced DME production method , syngas step production of dimethyl ether is selected. This design is mainly the design of the separation section of the DME producti

7、on process. The whole process contains the material and heat balance calculations together with theoretical calculation of the main equipment and selection to meet with the design requirements. Finally, draw with process flow diagram of the control points and valve tower assembly drawings.Key Words：

8、dimethyl ether; syngas; one-step method1.引言二甲醚(DME)又稱甲醚，是一種無腐蝕性、無致癌性、具有輕微的醚香味的無 色氣體，容易液化，沸點是-24，凝固點是-140，易溶于水，也易溶于汽油、乙 酸甲酯、丙酮、氯苯和四氯化碳等多種有機溶劑。二甲醚是一種新興的基礎化工原 料，在制藥、燃料、農(nóng)藥等化學工業(yè)中有許多獨特的用途。例如高純度的二甲醚可 以用來代替氟里昂作為氣溶膠噴射劑和制冷劑；還可以用來作為城市管道煤氣中的 調峰氣、液化氣摻混氣等民用燃料氣；同時二甲醚也是柴油發(fā)動機較為理想的燃料， 是未來制取低碳烯烴的主要原料之一?，F(xiàn)在工業(yè)上制取二甲醚的生產(chǎn)方法

9、主要有：甲醇脫水制二甲醚的方法稱為甲 醇脫水法，根據(jù)所用催化劑和反應條件的不同，甲醇脫水法又分為液相法和氣相法。合成氣直接合成DME，合成氣(CO+H2 的混合物)來源廣泛，幾乎可以從每種有 機能源中獲得，如煤、天然氣、重油提煉殘余物、生物體等。合成氣直接合成DME 又有兩條途徑，即兩步法和一步法。二氧化碳及生物質合成DME。CO2是地球上 最豐富的碳資源，由它引起的溫室效應已給人類生態(tài)平衡帶來了巨大的損失。因此， 以CO2為原料合成各種化學品來實現(xiàn)CO2的循環(huán)利用已引起各國研究者的興趣。DME的用途廣泛，原料也容易得到，其在未來作為燃料和烯烴的生產(chǎn)方面有著 巨大的優(yōu)勢。同時二甲醚所特有的理化

10、性能也奠定了其在國際、國內市場上的基礎 性產(chǎn)業(yè)的地位，可以廣泛的應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療以及日常生活等領域。二甲醚 未來的發(fā)展趨勢主要是用于替代汽車的燃油、石油液化氣和城市煤氣等，市場前景 非常廣闊，是目前國際和國內優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。同時我國也有著豐富的煤炭資 源，在一些地區(qū)天然氣化工也有一定的基礎，為制備DME提供了充足的原料，我國 可以利用這一優(yōu)勢，努力開發(fā)DME以及其下游產(chǎn)品。著力大力推廣使用DME這種 新型潔凈能源，不僅可以優(yōu)化我國的能源結構，減少對進口石油的依賴，同時對我 國的資源利用和環(huán)境保護方面也有著的極為重要的作用1。1.1二甲醚的基本性質及用途（一）物理性質：二甲醚又叫做甲醚

11、，簡稱為DME，在常壓的狀態(tài)下是一種無 色的氣體，壓縮狀態(tài)下為液體，具有輕微的醚香味。20時相對于水的密度為 0.666， 熔點為-141.5，沸點為-24.9，室溫下的飽和蒸氣壓約為 0.5MPa，和LPG相似。 易溶于乙醚及丙酮、氯仿、水、醇等多種有機溶劑。易燃，燃燒時的火焰略帶光亮， 氣態(tài)的燃燒熱為 1455kJ/mol。常溫的狀態(tài)下DME具有惰性，不易自動氧化，無腐蝕、 無致癌性，但在輻射或加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等2。（二）甲醚的危險特性：二甲醚是易燃氣體。與空氣混合后會形成爆炸性的混 合物。當接觸熱、火星、火焰或著氧化劑時，容易產(chǎn)生燃燒爆炸。在接觸空氣或在 光照條件的情況

12、下，可以生成具有潛在爆炸危險性的過氧化物。氣體密度比空氣大，可以在較低處擴散到很遠的地方，遇到明火的時候會引著回燃。當遇到高熱時，容器的內壓將增大，會有開裂和爆炸的危險。 二甲醚的毒性：二甲醚是一種弱麻醉劑，對呼吸道具有輕微的刺激，若長期接觸，會使皮膚發(fā)紅、水腫或者生皰。當體積濃度達到 7.5%時，吸入 12 分鐘時，只 是感覺不適。體積濃度達到 8.2%時，吸入 21 分鐘后，會導致供給失調，同時產(chǎn)生 視覺障礙；吸入 30 分鐘后，會產(chǎn)生輕度麻醉作用，血液向頭部流去；體積濃度為14%時，經(jīng) 23 分鐘會引起運動共濟系統(tǒng)失調和麻醉，經(jīng) 26 分鐘后會失去知覺。皮 膚不慎接觸到甲醚時容易凍傷?？?/p>

13、氣中二甲醚的允許濃度為 400ppm2。(三) 二甲醚的用途(1) 用作燃料二甲醚可以代替液化石油氣(LPG)作為燃料使用。二甲醚液化氣的性能與 LPG 的性能很相似，貯存于液化氣鋼瓶中時的壓力僅為 1.35MPa，小于 LPG 貯存于液化 氣鋼瓶中的壓力(1.92MPa)，因此可以用作民用燃料。二甲醚作為民用燃料還具有其 自身的優(yōu)點：二甲醚本身含有氧，碳鏈相對較短，因而具有良好的燃燒性能，在燃 燒過程中也沒有黑煙產(chǎn)生，燃燒尾氣符合國家的排放標準。二甲醚液化氣在室溫下 的壓力也符合現(xiàn)有 LPG 對壓力的要求，和現(xiàn)在使用的 LPD 裝置具有很強的融合性， 因此不需重新再生產(chǎn)配套裝置。其次二甲醚的

14、儲運也是安全的，其組成穩(wěn)定，沒有 殘留夜，使用起來也很方便。二甲醚按照一定的比例摻進液化氣后與液化氣一同燃 燒，這樣可以讓液化氣燃燒的更加完全，不但可以降低碳的析出量，還可以降低排 放尾氣中一氧化碳以及碳氫化合物的含量。二甲醚在液化之后還可以用作汽車燃料，并且是柴油發(fā)動機理想的替代燃料。 二甲醚燃料同時具有高效率和低污染的兩重特點，不但可以實現(xiàn)無煙燃燒，而且可 以降低噪音，減少尾氣中氮氧化物的含量3。(2) 用作氯氟烴的替代品 二甲醚可以替代氯氟烴作為氣霧劑、致冷劑和發(fā)泡劑。二甲醚可以作為氯氟烴的替代物，具有其自身的優(yōu)點：不污染環(huán)境；與各 種樹脂及溶劑具有很好的相溶性；毒性很小；可以用水或著氟

15、制劑作為阻燃劑；使噴霧產(chǎn)品不容易受潮，是新一代理想的氣霧劑用推進劑；二甲醚對金屬沒有 腐蝕、容易液化；可以降低氣霧劑中的乙醇和其它有機揮發(fā)性物質的含量，降低 對環(huán)境的污染。(3) 用作化工原料 二甲醚作為一種極為重要的化工原料，可以用來合成或參與合成許多種化工產(chǎn)品。二甲醚用作烷基化劑時，可以用來合成N,N-二甲基苯胺、烷基鹵、硫酸二甲酯 等。二甲醚用作偶聯(lián)劑時，可以用來合成制作高純度氮化鋁、二氧化硅陶瓷涂料以6及有機硅化合物等。二甲醚與水和一氧化碳在一定的條件下發(fā)生反應還可以生成乙酸，經(jīng)過羰基化后可以制得乙酸甲酯，經(jīng)過同系化后又可生成乙酸乙酯。此外還可 以用于醋酐的合成1 。1.2工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)

16、展趨勢1.2.1二甲醚生產(chǎn)現(xiàn)狀 國外生產(chǎn)情況國外大規(guī)模生產(chǎn)二甲醚開始于1966 年，1995年全球生產(chǎn)能力約為150kt / a ，產(chǎn) 量約100kt ；2000年生產(chǎn)能力約為 200kt / a 以上，產(chǎn)量超過150kt 。國外主要生產(chǎn)企 業(yè)見表1 (均采用二步氣相脫水工藝)。國內生產(chǎn)情況 我國二甲醚的主要生產(chǎn)裝置以及各自所采用的生產(chǎn)技術如表2所示。按表2給出的生產(chǎn)二甲醚的企業(yè)的總生產(chǎn)能力為134.3kt/a，但是常年運轉的只有一半左右?，F(xiàn)在最大的裝置是山東臨沂久泰科技公司的30kt/a，他的產(chǎn)品主要是用于民用燃料， 同時在車用燃料方面也取得了一定成效。我國二甲醚主要生產(chǎn)企業(yè)見表2-14。1

17、.2.2我國二甲醚工業(yè)的市場前景 市場前景是每一種產(chǎn)品在生產(chǎn)前必須要考慮的首要問題，因為它具有決定產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模和前途的重要作用。我國現(xiàn)在所有二甲醚生產(chǎn)能力大概是 2 萬t/a， 主要 還是用在民用燃料、日用化工產(chǎn)品作氣霧劑的推進劑方面。二甲醚作為重要的化工 原料在農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工中間體及染料等方面有著非常廣泛的用途。當前開發(fā)的二 甲醚產(chǎn)品，還只是眾多二甲醚下游產(chǎn)品中的很小的一部分, 還有很多的下游產(chǎn)品等 待進一步的開發(fā)。二甲醚是可燃性的物質，在常溫、常壓下是氣體狀態(tài)，其燃燒熱 達到 31736kJ/kg。又因為它的十六烷值很高，具有良好的動力性能，容易液化，貯 運也比較方便，是柴油機理想的替代

18、燃料。當作為柴油機燃料時，其尾氣中的污染 物的含量要低于美國對環(huán)境要求最嚴格的加州的排放標準，因此它被譽為“潔凈燃 料” 5。表1國外二甲醚主要生產(chǎn)企業(yè)國別公司生產(chǎn)能力 kt/a 備注美國杜邦公司（Dupont）3015kt/a 在美國西弗吉尼亞州,15kt/a在荷蘭鹿特丹美國聯(lián)合訊號公司(Allied Signal)10德國聯(lián)合萊褐煤燃料公司60現(xiàn)名Shell/RWE公司德國DEA公司65裝置在漢堡荷蘭AKZO公司30澳大悉尼溶劑公司(CSR)10裝置在悉尼,采用DEA公司技術 利亞日本住友精細化學公司10日本三井東壓化學公司5日本日本制鐵公司5印尼PT Bumitangerang 氣體工業(yè)

19、31.3設計任務和要求產(chǎn)品規(guī)格：二甲醚純度 99% 。本設計要求二甲醚的年產(chǎn)量5萬噸，年工作日330天，丙烯酸生產(chǎn)能力： 50000 ×1000 = 137.03 kg h330 × 24 × 46.07塔底加熱蒸汽的絕對壓力為 200kPa；單板壓降<0.7KPa。換熱器的管城和殼程中的壓降<10KPa。 合成氣一步法反應后的氣體的流量為q1=1675.324kmol/h?；旌蠚庵懈鹘M分摩爾分數(shù)和摩爾流量見表3-1：表 3-1中各組分摩爾分數(shù)和質量流量 單位：kmol/h組分H2惰氣COCO2摩爾組成0.13430.09090.06940.0843摩

20、爾流量225.001152.324116.301141.216CH4DMECH3OHH20合計0.1280.08420.03070.37811214.404141.14151.476633.4611675.324黃山學院本科畢業(yè)論文表2-1我國二甲醚主要生產(chǎn)企業(yè)企業(yè)名稱生產(chǎn)能力/(kt/a)用途生產(chǎn)工藝技術來源投產(chǎn)時間臨沂久泰科技公司5.030.0民用燃料民用燃料液相脫水液相脫水本公司、山東化工規(guī)劃設計院2001-082003-12武漢青江公司1.5液相脫水傳統(tǒng)工藝1995江蘇昆山化工廠1.0氣相脫水上海石油化工研究院1991吳縣合成化學廠1.0民用燃料氣相脫水浙江化工研究院1996上海申威公

21、司0.8氣霧劑蒸餾新技術上海石油化工研究院1995河南沁陽紫陽鄉(xiāng)10.0民用燃料氣相脫水西南化工研究設計院1993河南內鄉(xiāng)化工局10.0民用燃料氣相脫水西南化工研究設計院1993無錫新苑化工集團10.0民用燃料氣相脫水西南化工研究設計院1993貴州宏華新能源公司5.0民用燃料氣相脫水西南化工研究設計院1995榆次燃料化工公司10.0民用燃料氣相脫水西南化工研究設計院1993安徽蒙城化肥廠5.0民用燃料氣相脫水西南化工研究設計院1997中山凱達精細化工2.510.0氣霧劑氣霧劑氣相脫水氣相脫水西南化工研究設計院1994-121998廣州廣氮集團5.0氣霧劑氣相脫水西南化工研究設計院1998義烏光

22、陽化工公司2.5氣霧劑氣相脫水西南化工研究設計院1996渭河煤化工集團10.0氣霧劑氣相脫水西南化工研究設計院2004陜西新型燃料燃具0.5民用燃料氣相脫水中科院山西煤化所1997-06山西渾源化肥廠民用燃料漿態(tài)床一步法中科院山西煤化所2001湖北田力實業(yè)公司1.5固定床一步法浙江大學1997-09瀘天化集團10.0氣霧劑氣相脫水日本東洋工程公司2003-08重慶英力燃化公司法3.0民用燃料漿態(tài)床一步清華大學2004-0372.二甲醚生產(chǎn)及工藝流程2.1二甲醚生產(chǎn)方法介紹 現(xiàn)在工業(yè)上制取二甲醚的生產(chǎn)方法主要有：甲醇脫水制取二甲醚的方法稱為甲醇脫水法，根據(jù)所使用的不同催化劑和 不同的反應條件，甲

23、醇脫水法又可以分為液相法和氣相法。液相法是將甲醇和濃硫酸混合后加熱使其脫水，甲醇在硫酸的作用下首先生 成硫酸氫甲酯，再生成二甲醚。該方法的優(yōu)點：反應所需的溫度一般較低(130 150 )，轉化率卻比較高(80%)，選擇性也較大，一般大于90%，可以滿足間 歇或連續(xù)生產(chǎn)，投資比較少，操作起來較為簡單；其缺點是：反應設備受腐蝕比 較嚴重，反應的中間產(chǎn)物CH3HSO4 毒性很大，反應的殘液及廢水量比較大，對 環(huán)境污染較嚴重，產(chǎn)品的后處理也比較困難。氣相法是在固定床催化反應器中，讓甲醇蒸氣通過活性Al2O3 或結晶硅酸鋁 或分子篩等固體酸性催化劑，反應器中發(fā)生非均相反應，甲醇脫水后得到的混合 物再進行

24、分離提純，這樣就能得到燃料級或著氣霧劑級的二甲醚了。這種方法生 產(chǎn)DME的催化劑主要有磷鎢酸、CM-3-1、ZSM-5、磷鎢酸、固體酸、磷鎢酸、 改性高嶺土（MK）、氧化鋁、陽離子交換樹脂等。所用催化劑的基本特征是對 主反應選擇性高、呈酸性、副反應較少，并且具有防止二甲醚深度脫水從而生成 烯烴或著析出碳的特征。合成氣直接合成DME。合成氣(主要是CO+H2 的混合物)的來源很廣泛， 幾乎能夠從所有的有機能源中獲得，比如煤、生物體、天然氣、重油提煉后的殘 余物等。利用合成氣合成DME又有兩步法和一步法兩種途徑。所謂的兩步法， 是先讓合成氣合成甲醇，再使生成的甲醇在催化劑的作用下脫水生成DME。以

25、 前主要使采用硫酸作為反應的催化劑，現(xiàn)在大多采用的是-Al2O3/SiO2制成的 ZSM-5分子篩，其具有優(yōu)良的性能，選擇性也很好，能夠制備高純度的二甲醚。 但是合成甲醇的單程轉化率低，所需操作壓力較高，能耗也大，成本比較高，所 以這種方法也很少被采用了。一步法是以合成氣為生產(chǎn)原料，在甲醇合成和甲醇 脫水的雙功能催化劑上直接發(fā)生反應生成DME。反應過程中，由于反應之間的 協(xié)同效應，甲醇一旦生成，馬上就會進行脫水反應轉化成二甲醚，這種方法突破 了單純的甲醇合成過程熱力學平衡的限制，增大了反應過程的推動力，從而使得 一步法CO的轉化率遠高于二步法的CO轉化率。一步法具有單程轉化率高、流程 短、設備

26、規(guī)模小、能耗低、原料易得等優(yōu)點。一步法工藝的關鍵在于選擇高活性 和高選擇性的雙功能催化劑。這種方法所采用的雙功能催化劑一般是由兩類催化 劑混合而制成的，一類是甲醇合成催化劑，主要是Cu-Zn-Al(O)基催化劑，如德 國BASF 公司的S3-86催化劑、英國ICI的51-3催化劑、美國UCI 的C79-2 催化劑9及國產(chǎn)的C301 等；另一類是甲醇脫水催化劑，主要包括Y 型分子篩、多孔SiO2-Al2O3、-Al2O3、絲光沸石及HZSM-5 分子篩等。二氧化碳及生物質合成DME。CO2 是地球上最豐富的碳資源，以CO2 為 原料來合成各種化學品從而實現(xiàn)CO2 的循環(huán)利用已經(jīng)引起了各國研究人員

27、的興 趣。通過CO2 加氫制取甲醇會受到熱力學平衡的限制，人們已經(jīng)開始關注利用 CO2加氫制取DME。這樣就可打破CO2在加氫制取甲醇中的熱力學平衡，從而提 高CO2的轉化率 611。綜上所述，本設計中采用的是合成氣一步法生產(chǎn)二甲醚，主要進行了二甲醚 生產(chǎn)工藝中的后期分離工段的設計。2.2二甲醚分離裝置流程及其介紹：2.2.1物料衡算流程圖：返回合成單元冷卻水99.8%的二甲精甲醚產(chǎn)品醇12合成氣一步法 反應后 的氣體345軟水圖 1物料衡算流程圖1 冷凝器；2吸收塔；3閃蒸罐；4二甲醚精餾塔；5甲醇精餾塔2.2.2工藝流程介紹：合成氣一步法反應后的氣體在溫度為 265，壓力為 1.5MPa，

28、經(jīng)冷凝器 1 冷凝，冷凝溫度為 40，65%二甲醚蒸汽在此被冷凝，甲醇蒸汽也被冷凝。含有 不凝性氣體 H2、CO、CO2、CH4 和少量的惰性氣體以及未被冷凝的二甲醚氣體 的未凝氣體，經(jīng)減壓至 1.0MPa，進入吸收塔 2 下部，在 1.0 MPa，40下用軟水吸收，冷凝器 1 的底流產(chǎn)物粗二甲醚溶液和吸收塔 2 的底流產(chǎn)物醚水溶液混合后， 一起進入閃蒸罐 3，閃蒸罐的壓力為 0.5MPa，溫度為 40。閃蒸后的氣體送入 吸收塔 2 底部重新進行吸收操作；閃蒸罐 3 底流產(chǎn)物（含有水、甲醇的二甲醚溶液），在壓力為 1.0MPa，溫度為 117.35下進入二甲醚精餾塔 4，塔頂產(chǎn)物為精二甲醚，進

29、入儲罐，得到產(chǎn)品；底流產(chǎn)物為粗甲醇溶液。二甲醚精餾塔 4 的壓力 為 1.0 MPa，塔頂溫度為 45，塔釜溫度為 120.43。二甲醚精餾塔 4 的底流產(chǎn) 物粗甲醇溶液在壓力為 0.5MPa，溫度為 120.43下進入甲醇回收塔 5，其底流 產(chǎn)物為軟水，塔側線產(chǎn)物為精甲醇。高級醇濃集于精餾塔頂部塔板上側線采出， 進入儲罐，作為副產(chǎn)品。甲醇回收塔的壓力為 0.5MPa，塔釜溫度為 126.41， 塔頂溫度為 60.35。吸收塔尾氣去變壓吸附或膜分離提取有用成份 CO、H2 后， 返回二甲醚合成單元做合成原料。3.工藝計算3.1物料衡算3.1.1冷凝器的物料衡算冷凝過程中的二甲醚的冷凝率為 65

30、%，則未冷凝的二甲醚氣體的摩爾流量為 q DME上 = 141.141× 0.35 = 49.622 kmol/h ,冷凝器頂部和底部出料組成已知,由此可 通過計算得：冷凝器未凝氣（H冷凝液（粗2、CO、CO2 等）一步法反應后的氣體甲醇溶液）圖 3-1冷圖凝器物料衡算冷凝器頂部出料：10頂q= qDMExDME= 49.622 = 891.18kmol / h0.0557Hq= 891.18 × 0.252 = 224.555kmol / h2q惰氣 = 891.18 × 0.1709 = 152.324kmol / hqCO = 891.18 × 0

31、.1302 = 116.033kmol / h2qCO= 891.18 × 0.15 = 133.716kmol / h114qCH= 891.18 × 0.2397 = 213.601kmol / hqDME= 891.18 × 0.0478 = 49.622kmol / h3qCH OH= 891.18 × 0.0004 = 0.313kmol / h2qH O = 891.18 × 0.0478 = 0.0011kmol / h冷凝器底部出料：q底 = q1 q頂 = 1675.324 = 784.144kmol / hHq= 784.1

32、44 × 0.0.0006 = 0.446kmol / h2qCO = 784.144 × 0.0003 = 0.268kmol / h2qCO= 784.144 × 0.0096 = 7.5kmol / h4qCH= 784.144 × 0.001 = 0.804kmol / hqDME= 784.144 × 0.1167 = 91.479kmol / h3qCH OH= 784.144 × 0.0652 = 51.163kmol / h2qH O = 784.144 × 0.8065 = 632.444kmol / h有

33、以上計算得，冷凝器的物料衡算如表 3-1 所示。3.1.2吸收塔的物料衡算根據(jù)吸收塔物料衡算列方程組：A + C + D = B + E0.0478A + 0.7722D = 0.0243E0.252 A + 0.0078D = 0.3204B + 0.0001E0.1302 A + 0.0068D = 0.1656B0.1709 A + 0.0003D = 0.0105B對閃蒸罐進行二甲醚衡算：q2 × 0.2243 + E × 0.0243 D × 0.7722 = 4989.755 × 0.0309q2 + E D = 4989.755黃山學院本科

34、畢業(yè)論文組 分H2惰氣COCO2CH4DMECH3OHH20合計進 料組 成0.13430.09090.06940.08430.1280.08420.03070.37811流 量225.001152.324116.301141.216214.404141.14137.6042633.4611675.324組 成流 量 罐 頂出 料0.2397213.6010.047849.6220.00040.3130.00111.0171891.18罐 底組 成流0.0010.11670.06520.80651量0.44600.2687.50.80491.47937.6038632.444784.144表

35、3-1冷凝器的物料衡算表 單位：kmol/h0.2520.17090.13020.15224.555152.324116.033133.7160.000600.00030.009612黃山學院本科畢業(yè)論文BDME: 0H2：0.3204 CO: 0.1656惰氣：0.0105ADME ：0.0478 H2：0.252CO:0.1302惰氣：0.1709CDME: 0H2：0CO: 0惰氣：0D DME:0.7722H2：0.0078CO:0.0068惰氣：0.0003EDME:0.0243H2：0.0001CO:0惰氣：0圖 3-2吸收塔物料衡算計算圖例聯(lián)立以上 7 式，解得：A = 891.

36、18kmol / h ； B = 844.987kmol / h ； C = 4016.57kmol / h ；D = 18.374kmol / h ； E = 4075.294kmol / h ； q2 = 784.144kmol / h吸收塔物料衡算結果見表 3-2：13黃山學院本科畢業(yè)論文表 3-2吸收塔的物料衡算表單位：kmol/h組分H2惰氣COCO2CH4DMECH3OHH20合計組成0.04570.03100.02360.02780.04350.01220.00010.81631流量224.698152.324116.158136.673213.89860.1320.3414016.574920.281組成0.26540.18030.13720.16120.2528000.00311流量224.284152.324115.922136.223213.574002.66844.987組成0.0001000.00010.00010.01480.00010.98481流量0.412000.4500.41260.1320.3414013.5474075.29414黃山學院本科畢業(yè)論文3.1.3閃蒸罐的物料衡算罐頂出料閃蒸罐罐底出進料料圖 3-3 閃蒸罐物料衡算圖由吸收塔塔