气相甲醇脱水法年产20万吨二甲醚设计

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I

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摘要

目前生产二甲醚的方法不同，甲醇液相脱水法，合成气一步法，一氧化碳直接合成法，甲醇气相脱水法等。不过，最主要的方法，气相甲醇脱水法制备二甲醚。该工艺中，气相先将工业加热的甲醇脱水，二甲醚，冷凝和蒸发，蒸馏和类似的制造方法。使用甲醇气相脱水法制备DME，主要做到以下几点：比较不同类型板的优点和缺点，选择了气液传质筛板塔;完成二甲醚和甲醇回收塔的分离和塔高径，板布局设计;换热器的计算，你需要选择水泵选型的类型和塔及辅助设备。

该设计包括设计说明书和图纸两部分。说明书包括确定过程，物料平衡，热平衡，工艺设备的设计和选择，并进行初步的经济分析，如图纸，包括工艺流程图，蒸馏设备和工厂布局等图。

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II

-

Theprocessdesignondimethyletherofannual

output200,000tons

Abstract

Therearevariousmethodsofproducingdimethylether,suchasliquidmethanoldehydration,CO2directsynthesis,synthesisfromsyngas,vapormethanoldehydrationandsoon.Atpresent,however,vapormethanoldehydrationisthemainway.Intheprocessofvaporphasemethod,methanolwasheatedandevaporatedfirstly;andthen,wasdehydrated;finally,dimethyletherwascondensatedandrectified.DMEwasproducedwiththemethodofvapormethanoldehydrationinthisdesign.Thetasksfinishedareasfollow.

Includingthefollowingtasks:headvantagesanddisadvantagesofseveralkindsoftowerplateswerecompared.Atlasttheperforatedplatetowerwaschosentofinishthemasstransferbetweenthevaporandtheliquid;Theheight,diameterandarrangementofcolumnplateofdimethyletherseparationtowerandmethanolrecoverytowerweredesigned;Theequipmentselectionincludingtheheatexchangers,pumpsandaffiliatedfacilitieshasalsobeendone.Thedesignconsistsoftwoparts,thespecificationsandthedrawings.Determinationoftechnologicalprocess,materialbalance,heatbalance,processequipmentsdesignandselection,aswellasapreliminaryeconomicanalysiswereallincludedinthespecifications.Andthedrawingsweremadeofflowchartofthewholeprocess,equipmentdrawingofrectificationtoweraswellasthelayoutchartoffactory.

KeyWords：dimethylether；Thevaporphasemethanol

dehydration；processdesign；perforatedplatetower；

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VI

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目录

TOC\o"1-3"\h\z

15221

摘要

I

12468

Abstract

II

3104

引言

1

20694

1文献综述

2

9332

1.1研究现状及其意义

2

4163

1.1.1二甲醚的物理性质

2

29963

1.1.2二甲醚的用途及其前景

2

31112

1.1.3课题研究的工艺比较

2

4421

2合成塔的计算

7

24928

2.1衡算物料

7

22092

2.2计算催化剂床层体积

7

1602

2.3反应器管数

8

20194

2.4热量衡算

8

7526

3DME精馏塔设计计算

10

25309

3.1DME料衡算及的物精理论板数馏塔

10

16613

3.2实际板层数的求取

11

5947

3.3精有关物性塔的工数据的计算馏艺条件及

12

4060

3.3.1操作压力的计算

12

3132

3.3.2操作温度计算

12

6339

3.3.3平质量均计算摩尔

12

4323

3.3.4平度计算均密

13

10068

3.3.5液体平面张力的计算均表

14

8130

3.3.6液体平均粘度

15

6826

3.3.7精馏尺寸工艺计算塔的塔体

15

30474

3.3.8精的计径算馏段塔

15

19858

3.3.9提馏径的计算段塔

16

20017

3.3.10精高度的计馏塔有效

17

10783

3.4塔板工艺尺寸的计算主要

17

32171

3.4.1溢置计算流装

17

2801

3.4.2塔板布置

19

20876

3.5塔学验算板体力的流

20

24551

3.5.1压降塔板

20

17926

3.5.2液夹带沫

21

30979

3.5.3漏液

21

9515

3.5.4泛液

22

12748

3.6精馏负荷塔板性能图段

22

30545

3.6.1漏线液

22

18552

3.6.2液沫带线夹

23

1038

3.6.3液相负荷下限线

23

18333

3.6.4液相负荷上限线

24

20395

3.6.5液泛线

24

24129

3.7提负荷性塔板能图馏段

25

8562

3.7.1漏线液

25

8567

3.7.2液带线沫夹

26

16721

3.7.3液相负荷下限线

26

19445

3.7.4液上相荷限线负

26

20386

3.7.5液线泛

27

29507

3.8精馏尺管寸计算塔接

28

28692

3.8.1塔口管的气出直径顶蒸

28

10099

3.8.2回的直流径管

28

2320

3.8.3进料直径管的

28

22912

3.8.4塔底直的径出料管

29

8971

4甲醇计算精馏塔结构

30

1481

4.1设案计的确定方

30

4004

4.2精物馏料衡算塔的

30

19267

4.2.1原料液的摩顶和塔底尔分率及塔

30

32389

4.2.2原料均摩尔质顶和塔量液底的平及塔

30

7508

4.2.3物衡算料

30

5716

4.3塔板确定数的

30

28027

4.3.1理层论求取版数的

30

6721

4.4精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

32

21289

4.4.1操作压力的计算

32

10485

4.4.2操度计作算温

32

11130

4.4.3平算均量计摩尔质

33

18402

4.4.4平度均计算密

33

14260

4.4.5液体平均表面张力的计算

34

18000

4.5精塔体工艺算尺馏寸计塔的

35

14513

4.5.1精馏段塔径的计算

35

7581

4.5.2提馏段塔径的计算

36

13983

4.5.3精馏塔有效高度的计算

37

24697

4.6塔板主要工艺尺寸的计算

37

24507

4.6.1溢流装置计算

37

6453

4.6.2塔布板置

39

32245

4.7塔板体力学算的流验

40

14172

4.7.1压板降塔

40

17054

4.7.2液夹带沫

41

28457

4.7.3液漏

41

24712

4.7.4液泛

42

16793

4.8精荷性能图馏塔板段负

42

28749

4.8.1漏线液

42

23084

4.8.2液夹沫带线

43

14224

4.8.3液负相线荷限下

43

6034

4.8.4液相限负线荷上

44

29553

4.8.5液线泛

44

32469

4.9提馏负荷图性能段塔板

45

1940

4.9.1漏线液

45

5313

4.9.2液沫线夹带

46

15976

4.9.3液相负荷下限线

46

14232

4.9.4液相负荷上限线

47

27790

4.9.5液泛线

47

9040

4.10精馏塔接管尺寸计算[

48

6286

4.10.1塔顶蒸气出口管的直径

48

23797

4.10.2回流管的直径

48

4426

4.10.3进料管的直径

49

26083

结论

50

28860

参考文献

51

24047

致谢

54

-

PAGE

45

-

引言

二甲醚又称甲醚，二甲醚，氧二甲，其中最重要的一种是简单的脂族醚甲醇下游产品。二甲醚具有高的热植物，无毒，无害，如独特的物理和化学性质，在医药，染料，杀虫剂，广泛应用于工业生产。二甲醚，也可用于代替氟利昂制冷剂和喷雾剂。由于其良好的燃料性能，安全，环保，通用，实用，高品质，低价格的优势，最近的民用替代燃料和替代柴油，二甲醚越来越受到人们的关注。

在20世纪70年代，二甲醚的开始常用作气溶胶，臭氧消耗氟利昂替代品。最近几年，国家大力寻求绿色燃料，找到良好的燃烧性能的二甲醚，低污染的特点使其备受关注。二甲醚作为一种清洁燃料，具有以下特点：原料丰富的自然资源；燃烧排放对环境几乎没有影响；使用技术相对成熟，经济上可行，有市场竞争力的成本，容易实现，基础设施和基本的操作与现有的基础设施，而不是一套设备兼容。

本设计采用气相甲醇脱水法年产20万吨二甲醚，工艺简单，操作方便，温和的工艺条件。根据国内生产技术的状态可以在国内制造，不需要导入，可以使项目投资大大降低。相关资料显示，根据目前的市场价格的国家基础设施的政策和项目的财务评价。该项目总投资约143万元左右，回报所得税率内部收益率为13.82％，高于回报1.82％的基准利率。结果在展会各方面的20万吨/二甲醚项目符合国家产业政策和能源市场，更乐观的市场预测，技术解决方案，可靠，合理成熟的加工技术，投资和财务评价的未来发展方向线年结果还估计表明，该项目具有明显的经济效益。

文献综述

研究现状及其意义

二甲醚的物理性质

二甲醚也称为氧二甲、木醚、甲醚，简写DME，是一种带有轻微的醚香气味的压缩液体或无色气体，溶于乙酸乙酯，氯苯，丙酮，四氯化碳，汽油等有机溶剂中[1]。

二甲醚是最简单的脂族醚，高十六烷值之一。分子式C2H6O，是乙醇的同分异构体，分子量46.07，结构CH3—O—CH3。作为替代柴油燃料，其能够充分地燃烧。燃烧后有毒的二甲醚废气。氮氧化物排放量较少，被称为“清洁燃料世纪”[2]。

二甲醚作为一种清洁化学品在燃料，作为合成农药化学清洁剂，医药，化工，有许多独特的用途。二甲醚是一种重要的化工原料。

二甲醚的用途及其前景

目前，气雾剂抛射剂是二甲醚的主要用途。二甲醚还可代替氟氯烃制冷剂和发泡剂被国外一些国家开发出来。但二甲醚作为燃料是最大的使用，可替代柴油燃料，柴油燃料，这是最清洁的柴油发动机“替代品”，可以减少噪音，可以实现无烟燃烧，并能减少氮氧化物的排放量，排放达到规定的标准和欧盟标准ⅲ加州超低排放标准的要求[3]。生产二甲醚的汽油添加剂，无铅汽油罐。测距设备可以包括煤，石油，天然气和生物材料（如高粱杆，稻壳，稻草等），所以原材料的来源是广泛的DME[4]。

据市场研究部门，二甲醚产能约一年21万吨，16万吨。二甲醚年生产能力约12000吨，约8000吨年产量。在家里，二甲醚是始终供不应求，需求和国内需求已经达到了1.5气溶胶每年18000吨，高纯度的二甲醚一直都是进口。二甲醚的市场前景是毋庸置疑的，研究的二甲醚生产工艺是有必要的。[5]

课题研究的工艺比较

目前合成DME有以下几种方法：

液相甲醇脱水法

传统生产二甲醚的方法是以甲醇为原料，浓硫酸作催化剂，生成硫酸氢甲酯再与甲醇反应生成二甲醚。该反应的特点是反应温度低(130～160℃)，选择性及转化率均大于90％。液相法反应式仍是甲醇脱水：

2CH3OH===H3COCH3+H2O

在液相中发生反应。目前液相法在硫酸法的基础上在技术上有了一定突破。如在合成塔中加入其他添加物（如磷酸等），改变了合成塔蒸发物料的相对组成，以达到连续反应、反应产物连续蒸发的目的，实现了工艺装置的连续生产、并解决了合成塔中的无机酸催化剂的排放问题[6]。其工艺优缺点如下表1-1

1-1液相甲醇脱水法优缺点一览表

工艺

优点

缺点

液相甲醇脱水法

应温度低，平衡转化率高，循环甲醇少，消耗的蒸汽少。可间歇和连续生产，投资少，操作简单。

由于反应温度低，反应速度较慢，甲醇在反应器中的停留时间较长，反应器容积很大。

在常压下进行，所以压缩电耗较大。

由于反应系统有硫酸等强腐蚀无机酸，温度也较高，故其材料为搪玻璃、内衬石墨等，其投资也较高。

产品二甲醚与含硫酸等无机酸的反应器物料仅有1块理论板的气液平衡关系，不可避免的含有微量无机酸，影响产品质量。

产品二甲醚与甲醇、水的分离也未经精馏，也仅有1块理论板的气液平衡关系，故二甲醚产品的纯度难以提高。

CO2直接合成法

二氧化碳是最丰富的资源和生态平衡，温室效应已经造成了巨大的损失。使用二氧化碳作为原料，因此，在合成的各种化学物质，以达到二氧化碳回收已引起了研究人员的世界充满了兴趣。因为二氧化碳与甲醇加氢是限制热力学平衡，使人们开始关注范围二氧化碳的装置直接加氢，可以打破甲醇的热力学平衡二氧化碳加氢，提高二氧化碳的转化率。但由于技术还处于探索阶段，因此不适合大规模生产。

合成气一步法制DME

合成气一步法制DME是在合成甲醇技术的基础上逐渐地发展起来的，合成气通过浆态床反应器中合成气一步法制二甲醚，采用了双功能催化剂，这两种催化剂甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂。因此，甲醇合成催化剂和甲醇脱水催化剂的选择性和速度之比有很大的影响，这是其研究的重点[7]。上述的主要反应过程如下：

甲醇的合成反应

（1）

水煤气的变换反应

（2）

甲醇的脱水反应

（3）

在本反应体系中，甲醇合成和脱水反应的同时进行反应，一旦产生甲醇就会转化为DME，这将打破甲醇合成反应的热力学限制，从而CO转化率比两步反应过程中的单独甲醇合成反应有明显的提高。其工艺优缺点如下表1-2

1-2合成法一步法法优缺点一览表

工艺

优点

缺点

合成气一步法

工艺装置结构简单，反应温度分布均匀．热平衡较易控制，操作简单且稳定性好，生产成本低。

工艺生产的产品单一，只能用来生产二甲醚，甲醇的产量只有为二甲醚产量的0.01-0.1，不能很好的调节甲醇和二甲醚两种产品的比例。

生产过程中，有大量的原料没有充分利用，原料利用率有点低。

在分离甲醇和水与二甲醚的过程中，吸收液大量循环，脱除CO2需要用冷媒，得到的DME粗产品浓度较低、就导致精馏分离蒸汽消耗较高。

在现存的催化剂中，没有找到既能满足对两个反应均有较好催化作用，稳定性又的好催化剂。

甲醇的合成、CO得变换、甲醇的脱水三者均为放热反应，总反应热效应很大，放出大量的热，温度升高，催化剂活性减弱。

该工艺还处于放大阶段，还不能大规模工业生产。

气相甲醇脱水法

目前气相甲醇脱水法甲醇生产二甲醚是一种相对成熟的技术和方法。该工艺的特点是操作简单，自动化程度高，少量废水排放，低于规定的国家排放标准排放。它是将甲醇蒸气通过分子筛催化剂催化脱水制得DME。[8]这个过程是主要的生产方法在国内和国外。

在气相甲醇脱水法DME合成反应器中产生的反应如下所示:

本过程采用连续操作，反应条件：温度在280℃到450℃之间，反应压力不超过832.4kpa，在绝热的条件下进行反应。在400℃以下时，该反应过程为单一、不可逆、无副产品的反应，选择性为1。转化率：反应为气相反应，甲醇的转化率在80%。采用催化剂γ-Al2O3及铝硅酸盐结晶的复合固体酸，球形颗粒的催化剂，半径Rp为2.5mm，床层空隙率ε=0.48。DME反应器是绝热轴流式固定床反应器。在反应器中约80%的甲醇被转化为二甲醚，而且二甲醚的选择性为约99.9%，二甲醚反应为放热反应。其工艺优缺点如下表1-3

1-3气相甲醇脱水法优缺点一览表

工艺

优点

缺点

气相甲醇脱水

法

该技术生产DME采用固体催化剂，甲醇转化率能达到80%左右，产品DME质量分数≥99.9%，DME选择性大于98%，操作简单，反应温度200℃，自动化程度较高，少量废水废气排放，排放物低于国家规定的排放标准。甲醇气相法二甲醚生产技术已经较为成熟，该法是目前国内外主要的生产方法。

由于该工艺流程较长，而且原料纯度要求高，导致设备投资大，产品成本较高。

以上几种工艺中比较有竞争力的是合成气一步法和气相甲醇脱水法。但合成气一步法，扩大产业在现阶段，规模相对较小。然而，甲醇脱水法，使用纯甲醇作为原料，副产物少，甲基醚99％的纯度，适合于气雾剂产品有更高的要求甲醇脱水反应，也可使用作为制冷剂，甚至可用于医用气溶胶的气溶胶推进剂。成熟的技术，新设备可以依靠老企业建设，也可以单独生产。[14]本设计采用气相甲醇脱水法。

气相甲醇脱水法工艺简述

先进的气相甲醇脱水法操作简单，功耗低，产品质量好，反应器催化剂装填的能力，便于规模化，是理想的二甲醚生产方法。

室温下，甲醇进料的过程中，从定量的合成过程中的往复泵的汽化塔变成从液体饱和的气体，然后向电炉中加热到温度高于280℃时，加热该原料的甲醇蒸汽的流量将被合成为一个固定在固定床反应收缩床柱[15]测距装置和气态水（按280间℃至450℃，约75％的转化率的温度），反应产物中包括有DME、水以及未反应的甲醇蒸汽。将反应物冷却在通过冷凝器再次冷却水进入中间罐的换热器和冷凝水，少量的气体的不冷凝的液体，例如二氧化碳，甲烷，排气阀，空气进入吸收器，吸收后送入锅炉房进行焚烧，进入中间罐的反应物由屏蔽泵加压输送至DME精馏塔塔进行精馏分离，塔顶分馏出燃料级的DME组分，塔底分离出甲醇和水的混合物，DME蒸汽在甲醚冷凝器中被冷却水冷凝成常温DME液体经计量泵后进入燃料级DME产品中间罐，再由加压磁力泵输送至罐区产品贮罐区进行储存，[16]塔底稀含醇废水经冷却后进入粗甲醇中间罐进行贮存。（如图1-1）

吸收塔

锅炉尾气吸收液

焚烧

未凝气体

冷凝器

原料电加热炉

合成塔

汽化塔

往复泵280℃

甲醇

中间罐

DME精馏塔

塔顶产品泵

DME

塔釜

甲醇精馏塔

塔顶

含醇废水

图1.1二甲醚生产流程方框图

合成塔的计算

衡算物料

1-99.87%-0.004%=0.126%

Fx=1371.997kmo/h

表2-1物料衡算表

组分

进料F0/(kmol/h)

进料qm0/(kg/h)

出料F/(kmol/h)

出料qm/(kg/h)

二甲醚

0

0

543.860

25055.630

甲醇

1371.997

43958.784

284.277

9108.230

水

12.211

220.042

556.070

10020.380

合计

1384.208

44184.246

1384.207

44184.246

计算催化剂床层体积

反应器管数

热量衡算

Cp1=2.495kJ/（kg/℃）CP2=2.25kJ/（kg/℃）CP3=4.15kJ/（kg/℃）

μ1=1.75×10-5paμ2=1.63×10-5paμ3=1.8×10-5pa

λ1=0.03/(m2k)λ2=0.05624w/(m2k) λ3=0.5741w/(m2k)

Q1=(43958.784×2.495+220.042×4.15)×(533.15-298)

=2.6×107kJ/h

Q2=(25055.63×2.25+9108.235×2.459+10020.38×4.15)×(533.15-298)

=2.84×107kJ/h

QR=1543.86×11770=6.4×107kJ/h

QC=Q1+QR-Q2=4.4×106kJ/h

所以

A实>A需，

DME精馏塔设计计算

DME料衡算及的物精理论板数馏塔

xD1=0.9987(均为摩尔分数)xD2=0.00004xD3=0.00126

xF1=0.3929xF2=0.2053xF3=0.4018

D1=543.86kmol/h

F=D1+W1

FxF1=DxD1+WxW1

W1=840.348kmol/hxW1=0.00084

（1）

（2）

故Rmin=1.08

R/Rm的最优值约为1.05，一般取R/Rm=1.8。则回流比

则

实际板层数的求取

tD=38℃

精有关物性塔的工数据的计算馏艺条件及

操作压力的计算

PD=815.6kPa

P=0.3kPa

PF=815.6+0.3×27=824kPa

Pw=815.6+0.3×67=835.7kPa

Pm=(815.6+824)/2=819.8kPa

Pm=(815.6+835.7)/2=825.7kPa

操作温度计算

(1)

(2)

(3)

（α=0.3）

(4)

平质量均计算摩尔

平度计算均密

气度计均密算相平

液计算密度相平均

tF=89℃，

tW=145.8℃，

液体平面张力的计算均表

液体平均粘度

计算见3.2，

精馏尺寸工艺计算塔的塔体

精的计径算馏段塔

中的C由式

，，则

图3-1史密斯关联图

在之间，满足设计要求

提馏径的计算段塔

，，则

在之间，满足设计要求

精高度的计馏塔有效

塔顶及釜液上的汽液分离空间高度均取1.5m，裙座高度取2m，壁厚8mm，封头高度取350mm

塔板工艺尺寸的计算主要

溢置计算流装

堰长Lw

溢流高度堰hw

精段馏

由

提段馏

弓宽度Wd和截形降面液管积Af

由

[12]，

故

时间停留

精段馏

提段馏

。

高底隙度液管h0

精段馏

的一般经验数值为取

则

提段馏

的一般经验数值为取

则

塔板布置

塔板的分块

边缘度确定区宽

边缘区

故

筛算及孔计排列

一般

塔学验算板体力的流

压降塔板

干板力hc计算阻

精馏段

，

液柱

提段馏

，

液柱

气体的阻液层力h1计算通过

精段馏

计算

液柱

馏段提

液柱

液体力的阻表力hσ计算面张

精段馏

液柱

液柱

（设计允许值）

提段馏

液柱

液柱

（设计允许值）

液夹带沫

精段馏

提段馏

漏液

精段馏

提段馏

泛液

精段馏

提段馏

精馏负荷塔板性能图段

漏线液

又

Vs，m3/s

0.0790.0810.0830.0840.0850.07860.087

液沫带线夹

以=0.1kg液/kg气为限，求关系如下

由

Vs，m3/s

4.2584.1534.0904.0403.9903.9503.910

液相负荷下限线

液相负荷上限线

液泛线

令

由

式中

Ls，m3/s

Vs，m3/s

3.633.573.543.513.483.453.42

图3-2筛板塔精馏段负荷性能图

提负荷性塔板能图馏段

漏线液

又

Vs，m3/s

0.0890.0910.0920.09220.0930.0940.0942

液带线沫夹

Vs，m3/s

4.2584.1534.0904.0403.9903.9503.910

液相负荷下限线

液上相荷限线负

液线泛

由

故

Ls，m3/s

Vs，m3/s

3.633.573.543.513.483.453.42

图3-3筛板塔提馏段负荷性能图

精馏尺管寸计算塔接

塔口管的气出直径顶蒸

查表取

回的直流径管

查表取

进料直径管的

查表取

塔底直的径出料管

查表取

甲醇计算精馏塔结构

设案计的确定方

精物馏料衡算塔的

原料液的摩顶和塔底尔分率及塔

原料均摩尔质顶和塔量液底的平及塔

物衡算料

F=W1=840.35kmol/h

F=D+W

FXF=DXD+WXW

D=30082kmol/hW=539.53kmol/h

塔板确定数的

理层论求取版数的

求取相对挥发度的

，

所以

求最回流比小比及回流操作

求精液相负荷馏塔的、气

求线方作程操

（1）

（2）

采用论板层数法求逐板理

得

（3）

液平粘均度相的

，

，

精相对挥发提和馏段的度馏段

全效实际塔板和数率ET塔

\

块

块

精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算

操作压力的计算

PD=101.3kPa

P=0.7kPa

PF=101.3+0.7×5=104.8kPa

Pw=101.3+0.7×20=111.8kPa

Pm=(101.3+104.8)/2=103.51kPa

Pm=(104.8+111.8)/2=108.3kPa

Pm=(103.5+108.3)/2=105.9kPa

操度计作算温

平算均量计摩尔质

，

平度均计算密

气均相度计算平密

液度计算均相平密

液体平均表面张力的计算

，[10]

，[10]

，[10]

精塔体工艺算尺馏寸计塔的

精馏段塔径的计算

中的C由式

，，则

图4-1史密斯关联图

安全系数为

在之间，满足设计要求。

提馏段塔径的计算

中的C由式

，，则

[11]=0.082

安全系数为

在之间，满足设计要求

精馏塔有效高度的计算

塔顶及釜液上的汽液分离空间高度均取1.5m，裙座取2m，壁厚取8mm，封头高度取350mm。

塔板主要工艺尺寸的计算

溢流装置计算

长堰Lw

溢流堰高度hw

精馏段

由

故

提段馏

由

故

弓降截面积Af液管形宽度Wd和

由

[12]

故

停留时间

精段馏

提段馏

故降液管设计合理。

液隙高管度h0底

精段馏

的一般经验数值为取

则

提段馏

的一般经验数值为取

则

塔布板置

塔分块板的

边宽缘度确定区

取边缘区

筛孔计算及排列

塔板体力学算的流验

压板降塔

干板力hc计算阻

精段馏

由，[13]

故液柱

提段馏

，[13]

液柱

气通力h1计算过液体层的阻

精段馏

液柱

提段馏

计算

液的阻力hσ计张力算体表面

精段馏

提段馏

液夹带沫

精馏段

故

提段馏

故

液漏

精段馏

提段馏

液泛

精段馏

满足

提段馏

，

满足

精荷性能图馏塔板段负

漏线液

又

Vs，m3/s

0.9700.9820.9890.9941.0001.0051.010

液夹沫带线

故

Vs，m3/s

4.104.0904.0804.0704.0604.0504.040

液负相线荷限下

取E=1，则

液相限负线荷上

液线泛

由

表4-6液泛线

Ls，m3/s

00.00050.0010.00150.0020.00250.003

Vs，m3/s

74.134.094.054.02

图4-2筛板塔精馏段负荷性能图

提馏负荷图性能段塔板

漏线液

又

表4-7漏线液

Vs，m3/s

1.051.071.0741.0801.0871.0921.097

液沫线夹带

由

故

整理得

Vs，m3/s

4.854.844.834.824.804.794.78

液相负荷下限线

取E=1，则

液相负荷上限线

由得

液泛线

令

由

联立得

式中

故

表4-9液泛线

Ls，m3/s

00.00050.0010.00150.0020.00250.003

Vs，m3/s

5.1595.0645.0664.9564.9094.8634.82

图4-3筛板塔提馏段负荷性能图

故操作弹性为

精馏塔接管尺寸计算[

塔顶蒸气出口管的直径

蒸气管的直径为，其中

查表取

回流管的直径

查表取

进料管的直径

进料管的直径：

查表取

结论

本设计任务是200000吨二甲醚生产工艺设计。成熟的技术,操作简单、经济、合理。选择主要设备—筛板塔。设计使用一个筛板塔设计任务。筛板塔有一个简单的结构、大容量、传输效率高、成本低、气体分散，更高的效率，但也有缺点，比如容易堵塞。温和的操作的设计在适当的地区位置操作，确定特定的蒸馏过程的操作参数，产量预计将达到预期的目标。

通过我的设计气相甲醇脱水法过程的设计更全面的理解。气相甲醇脱水法制备DME，所用原料工业级甲醇。伽马氧化铝催化剂用于解决一个水晶硅酸铝复合固体酸催化剂，研究表明：使用该催化剂能得到的纯度99.99%的二甲醚，甲醇单程转化率80%，二甲醚选择性大于99%，纯甲醇工厂消耗1.41t/t。高纯度二甲醚具有很高的市场价值。因此,工艺设计的经济效益是显而易见的。

参考文献

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李惠

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李环玉.新型清洁能源二甲醚的开发和应用[J].精细与专用化学品,2006,14(10):23-25.

谭猗生，解红娟