年产2万吨气相法甲醇脱水制二甲醚的工艺设计（开题报告）

开题报告学生姓名年级专业论文题目年产2万吨气相法甲醇脱水制二甲醚的工艺设计指导教师文献综述（包括课题现状和发展趋势）1.国内研究现状我国在二甲醚生产工艺、装置、催化剂等方面也取得了一定成绩，建成了许多二甲醚生产项目，为二甲醚工业的进一步发展奠定了基础REF_Ref68096681\r\h[5]。在国内，20世纪70年代就出现过关于二甲醚的文献，有一化肥厂利用工业尾气中的二甲醚来制取其他有机物。早年间，因为技术原因，我国只有少数厂家生产二甲醚，年生产总量与国内市场需求相差甚远。首先，我们来探讨二甲醚的生产工艺过程。生产工艺过程：二甲醚的生产工艺主要涉及原料气的制备、净化、甲醇合成、以及二甲醚的合成等步骤。1.原料气的制备与净化：这一步主要是通过天然气或煤作为原料，经过气化、变换、脱硫等过程，制备出纯净的氢气和一氧化碳。2.甲醇合成：在催化剂的作用下，氢气和一氧化碳反应生成甲醇。3.二甲醚的合成：甲醇在催化剂的作用下，进一步脱水生成二甲醚。生产方法：目前，工业上主要采用两种方法生产二甲醚：1.液相法：该方法主要采用酸性催化剂，通过液相甲醇脱水工艺生产二甲醚。2.气相法：气相法则是将甲醇蒸气与酸性催化剂接触，在气相条件下进行脱水反应。生产现状：随着二甲醚市场的需求日益增长，其生产技术也在不断发展。全球二甲醚的总产量持续增长，而中国的产量占比最大。中国主要采用煤化工路线和天然气路线来生产二甲醚。气相法的优势：与液相法相比，气相法具有以下优势：1.高选择性：气相法可以获得更高的二甲醚选择性，从而提高了产物的收率。2.操作简便：气相法的工艺流程相对简单，操作方便，有利于降低生产成本。3.节能环保：气相法反应温度较低，可以降低能耗。同时，该方法产生的废水中不含酸性物质，有利于环保。4.易于大规模生产：气相法适合于大规模生产，能够满足市场对二甲醚的大量需求。2.国外研究现状目前，二甲醚的生产集中在国外几个大国。日本对二甲醚的生产及其应用一直位于世界前列。2009年6月美国政府宣布资助发展二甲醚电动混合动力客车，该项目以二甲醚为燃料，设计灵活且低成本的动力客车，有利于公用运输系统减少能源消耗，满足人们对交通和环境等方面的要求。因此，采用。。。高效的方法大规模、高产量地生产二甲醚十分必要。。。参考文献：[1]康举.韩利华.梁英华.二甲醚生产工艺技术进展[J].河北化工,2007(11):9-11.[2]王永娟.曹黎.卢贝.甲醇制二甲醚工艺技术[J].广东化工,2016,43(13):116-117.[3]钱伯章.新型汽车代用燃料的开发和应用前景(上).能源技术,2003,(06):235-240.[4]毛兰慧.气相甲醇脱水制二甲醚工艺模拟与优化[D].郑州大学,2013.[5]赵利军,刘宗海.二甲醚生产工艺及市场前景明.河南化工,2009,(12):21-22.[6]刘志光.国内外二甲醚市场分析和生产工艺水平[J].化工科技市场,2003,(12):16-19.[7]马健.压燃式发动机燃用二甲醚的实验研究.硕士.山东大学,2010.[8]王文清.二氧化碳加氢合成二甲醚的研究进展[J].广东化工,2006,(11):52.54+62.[9]安军信.清洁燃料二甲醚的生产技术和发展前景[J].石化技术与应用,2001(06):389-392+400-350.[10]李惠.合成气一步法制二甲醚工艺的模拟分析.硕士.新疆大学,2011.[11]徐龙坤.甲醇脱水制二甲醚的催化剂研究[D].中北大学,2016.[12]李晨佳,常俊石.二甲醚生产工艺及其催化剂研究进展[J].工业催化,2009,17(10):12-17.[13]朱小学,刘芃,叶秋云.气相法甲醇脱水制二甲醚催化剂的研究开发[J].天然气化工(C1化学与化工),2011(01):11-15.[14]安恩政.一步法制二甲醚体系物性方法及工艺模拟研究[D].新疆大学,2013.[15]刘志坚,廖建军,谭经品,李大东.甲醇脱水生成二甲醚的沸石催化剂[D].石油化工,1999.[16]程程远.固定床合成气制二甲醚基础反应工程研究[D].华东理工大学,2011.[17]葛庆杰,黄友梅,李树本.二甲醚的用途及制备[D].石油化工,1997.[18]闫文涛.二甲醚—甲醇—水体系精馏的实验研究[D].华东理工大学,2011.[19]邹志武.催化精馏技术在醇脱水反应中的应用研究[D].北京化工大学,2012.[20]孙兰义,化工过程模拟实训—AspenPlus教程[M],北京:化学工业出版社,2017.主要研究内容（含论文目录）、方法及预期目的主要研究内容：1.气相法甲醇脱水制二甲醚的工艺流程设计，包括原料处理、反应条件控制、产物分离等环节。2.甲醇脱水制二甲醚的化学反应机理研究，深入了解反应过程中的物质变化和能量转换。3.催化剂的选择与优化，以提高二甲醚的产率和纯度。4.工艺参数的优化，包括反应温度、压力、原料配比等，以实现高效、低能耗的生产。5.工艺设备的选型与设计，确保设备性能满足工艺要求，提高设备运行效率。6.工艺安全与环保评估，确保生产过程符合相关法规和标准。摘要 Abstract第1章绪论 1.1引言 1.2二甲醚的性质 1.3二甲醚的用途 1.3.1二甲醚作为气雾剂 1.3.2二甲醚作为制冷剂 1.3.3二甲醚作为燃料 1.3.4二甲醚作为化工原料 1.4二甲醚国内外研究现状 1.4.1国内研究现状 1.4.2国外研究现状 1.5二甲醚的生产工艺 1.5.1一步法 1.5.2二氧化碳直接合成法 1.5.3两步法 1.6气相法甲醇脱水制二甲醚的工艺用催化剂 1.6.1氧化铝催化剂 1.6.2分子筛 1.7研究意义 第2章二甲醚生产工艺流程及优化 2.1二甲醚生产工艺设计 2.1.1基本要求 2.1.2生产流程 2.1.3催化剂选取 2.1.4生产工艺模拟 2.2合成工段工艺流程优化 2.2.1反应器的模拟优化 2.2.2合成工段工艺流程优化 2.3本章小结 第3章主要设备计算与选型 3.1换热器的计算与选型 3.1.1能量衡算 3.1.2换热器选型计算 3.2反应器的计算与选型 3.2.1物料衡算 3.2.2热量衡算 3.2.3反应器的规格计算 3.3泵的设计选型 3.3.1选型的依据 3.3.2选型设计说明 3.4本章小结 第4章环境保护 总结 方法：1.文献调研：收集国内外相关文献资料，了解气相法甲醇脱水制二甲醚的最新研究进展和技术应用情况。2.实验研究：进行小试实验和中试实验，对催化剂、反应条件等进行筛选和优化。3.模拟计算：利用化工流程模拟软件对工艺流程进行模拟计算，优化工艺参数和设备配置。4.工程设计：根据实验和模拟结果，进行工程设计，包括工艺流程图、设备布置图、管道布置图等。5.经济评估：对工艺流程进行经济评估，分析项目的经济效益和社会效益。预期目的：1.开发出年产2万吨气相法甲醇脱水制二甲醚的工艺技术，实现高效、低能耗的生产。2.提高二甲醚的产率