二甲醚座位一中新興的基本化工原料

1、題目：年產(chǎn) 5 萬(wàn)噸二甲醚生產(chǎn)工藝 sj二甲醚作位一種新興的基本化工原料，由于其良好的易壓縮、冷凝、氣化 特性，使得二甲醚在制冷、燃料、農(nóng)藥等化學(xué)工業(yè)中有許多獨(dú)特的用途。本設(shè)計(jì) 為年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸二甲醚的初步工藝設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單介紹了二甲醚的性能、主要用途、 生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)， 確定以甲醇脫水法作為本設(shè)計(jì)的工藝生產(chǎn)方法。 在設(shè)計(jì)過(guò) 程中，通過(guò)物料衡算和熱量衡算， 以確定設(shè)備工藝參數(shù)和消耗工藝指標(biāo)， 對(duì)整個(gè) 裝置進(jìn)行了簡(jiǎn)單的初步技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。 設(shè)計(jì)圖紙包括工藝流程圖、 主要設(shè)備圖的 裝配圖。關(guān)鍵詞：二甲醚；甲醇；工藝流程21北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 總論1.1甲醚概述1.1.1二甲醚的性質(zhì)二甲

2、醚（dimethyl ether, DME又稱作甲醚，是最簡(jiǎn)單的脂肪醚，甲醇的 重要衍生物之一。二甲醚在常溫下為無(wú)色、有輕微醚香的氣體，不刺激皮膚，不 致癌，不會(huì)對(duì)大氣臭氧層產(chǎn)生破壞作用，極易燃燒，燃燒時(shí)火焰略帶亮光。二甲醚相對(duì)密度（20C） 0.666，熔點(diǎn)-141.5 C,沸點(diǎn)-24.9 C,室溫下蒸氣壓 約為0.5MPa,與石油液化氣（LPG相似。燃燒熱（氣態(tài)）為1455kJ/mol。常溫 下DME具有惰性，在輻射或加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。二甲醚具有優(yōu)良的混溶性，可以同大多數(shù)極性和非極性的有機(jī)溶劑混溶， 如汽油、四氯化碳、丙酮、氯苯和乙酸乙酯等，較易溶于丁醇，但對(duì)于醇類的溶

3、 解度不佳。常壓下在100ml水中可溶解3700ml二甲醚，在加入少量助劑的情況 下，可與水以任意比例互溶。長(zhǎng)期儲(chǔ)存或添加少量助劑后，會(huì)形成不穩(wěn)定過(guò)氧化 物，易自發(fā)爆炸或受熱爆炸。表1-1二甲醚的主要性質(zhì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)分子式C2H6OQ分子量：46.07摩爾質(zhì)量46.07蒸氣壓（20 C）0.51Mpa ) s;熔點(diǎn)-138.5 C氣體燃燒熱28.8MJ/Kg &沸點(diǎn)-24.9 C蒸發(fā)熱（-20 C）：410KJ/Kg臨界溫度127C自燃溫度235 r液體密度（20 C）0.67Kg/L爆炸極限、空氣 3.17vol% &蒸氣密度1.61Kg/m3閃點(diǎn)-41 r二甲醚毒性很低，氣體有刺激及麻

4、醉作用的特性，通過(guò)吸入或皮膚吸收過(guò)量的 二甲醚，會(huì)引起麻醉、失去知覺和呼吸器官損傷。表1-2二甲醚的毒性吸入對(duì)象吸入量不良反應(yīng)小鼠吸入225.72g/ m3麻醉濃度 / _ 14 1! h5 M1 X) 丫貓吸入1658.85g/ m3深度麻醉 )u) &、 c, B4 K/ X人吸入154.24g/ m3 30min輕度麻醉人吸入940.50g/ m3人有極不愉快的感覺、有窒息二甲醚在常溫、常壓下為無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭氣體，在壓力下為液體，性 能與液化石油氣（LPG）相似，不同溫度下的蒸汽壓見表 1-3 。表1-3不同溫度下二甲醚蒸汽壓溫度C）-23.7 -101 110203040蒸氣壓（Mp

5、a）0.1010.1740.2540.3590.4950.6620.880二甲醚在常見溶劑中的溶解度數(shù)值見表1-4表1-4二甲醚的溶解度（25 C ）溶劑溶解度/%溶劑溶解度/%水35.3四氯化碳16.33汽油丙酮11.83-40 C64苯15.290C19氯苯18.5625 C7乙酸乙酯11.11.1.2二甲醚的用途二甲醚在常壓下是一種無(wú)色具有醚味的氣體，作為一種新興的基本化工原北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 料，由于其良好的易壓縮、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制藥、燃料、農(nóng)藥等 化學(xué)工中有許多獨(dú)特的用途。 如高純度的二甲醚可代替氟里昂用作氣溶膠噴射劑 和致冷劑， 減少對(duì)大氣環(huán)境的污染和臭氧層

6、的破壞。 由于其良好的水溶性、 油溶 性，使得其應(yīng)用范圍大大優(yōu)于丙烷、 丁烷等石油化學(xué)品。 代替甲醇用作甲醛生產(chǎn) 的新原料，可以明顯降低甲醛生產(chǎn)成本，在大型甲醛裝置中更顯示出其優(yōu)越性。 作為民用燃料氣其儲(chǔ)運(yùn)、 燃燒安全性， 預(yù)混氣熱值和理論燃燒溫度等性能指標(biāo)均 優(yōu)于石油液化氣， 可作為城市管道煤氣的調(diào)峰氣、 液化氣摻混氣。 二甲醚也是柴 油發(fā)動(dòng)機(jī)的理想燃料， 與甲醇燃料汽車相比， 不存在汽車?yán)鋯?dòng)問(wèn)題。 同時(shí)它還 是未來(lái)制取低碳烯烴的主要原料之一。二甲醚是 21 世紀(jì)的超清潔燃料，無(wú)論是作為民用燃料、或臂代柴油、汽油 作為汽車燃料、或是用于發(fā)電，其制備、儲(chǔ)運(yùn)等都比較容易解決，并能促進(jìn)新一 代汽

7、車、電力等工業(yè)的發(fā)展， 其也將成為我國(guó)能源經(jīng)濟(jì)的主要支柱之一， 對(duì)實(shí)現(xiàn) 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和能源安全均具有重要意義?？傊?，二甲醚用途廣泛，其生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)已成為當(dāng)今世界能源、環(huán)境和 化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，是我國(guó)未來(lái)能源技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展比較有前途的領(lǐng)域， 可以帶動(dòng)我國(guó)新一代汽車工業(yè)、 電力工業(yè)和民用燃料工業(yè)的發(fā)展。 隨著二甲醚工 藝技術(shù)的成功和大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)， 二甲醚成本可大幅下降， 其下游應(yīng)用 領(lǐng)域會(huì)進(jìn)一步拓展，尤其是其作為替代汽車燃料或民用燃料的前景是非常光明 的，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展具有不可估量的作用1）化工原料 長(zhǎng)期以來(lái)人們一直把二甲醚作為一種十分重要的化工原料 , 用來(lái)合成各種

8、化工 產(chǎn)品。例如：作為烷基化劑,二甲醚可用來(lái)合成硫酸二甲酯、N,N二甲基苯胺、 烷基鹵以及二甲基硫醚等 ;作為偶聯(lián)劑 , 二甲醚可用于合成有機(jī)硅化合物 , 制備高 純度氮化鋁2氧化鋁2氧化硅陶瓷材料；二甲醚與水、CO反應(yīng)可制得乙酸,羧基 化后可制得乙酸甲酯 , 同系化后生成乙酸乙酯 ; 二甲醚與氧氣反應(yīng) , 可合成氫氰 酸、甲醛等重要化學(xué)品 ； 與環(huán)氧乙烷反應(yīng) , 可制備乙二醇二甲醚等重要的溶劑和有 機(jī)合成中間體。另外 , 二甲醚在合成低碳烯烴方面也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。2）汽霧推進(jìn)劑和制冷劑我們通常使用的汽霧推進(jìn)劑和制冷劑為氟里昂 , 由于其對(duì)大氣中臭氧層的破壞 世界各國(guó)已經(jīng)開始禁止或限制使用

9、 , 并積極尋求對(duì)環(huán)境無(wú)害的氣霧劑和制冷劑來(lái) 替代氟里昂。二甲醚的沸點(diǎn)低、氣化熱大、氣化效果好 , 冷凝和蒸發(fā)特性接近氟 里昂 , 售價(jià)卻低于氟里昂 ； 而且不污染環(huán)境 , 不破壞臭氧層 , 不會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng) , 對(duì) 人體無(wú)影響 , 容易在對(duì)流層中降解。 因此, 二甲醚是氟里昂的最佳替代物。 二甲醚作為氣霧劑制品 ,還具有使噴霧產(chǎn)品不易變潮的特點(diǎn) ,再加上它水溶性好 , 可降低 氣霧劑中乙醇及其他有機(jī)揮發(fā)物的含量 , 從而減少對(duì)環(huán)境的污染。目前 , 在殺蟲 劑、化妝品、日用化學(xué)品和噴塑、發(fā)泡劑等方面已有廣泛應(yīng)用 ; 特別在高檔汽車 噴漆、上蠟方面 , 由于二甲醚的混溶性較好 , 噴灑出的氣霧霧

10、滴較小、 致密并且蒸 發(fā)快, 越來(lái)越顯示出其不可比擬的優(yōu)越性。國(guó)際上已將二甲醚作為第四代新型汽 霧推進(jìn)劑加以推廣應(yīng)用。二甲醚作制冷劑是氟里昂的理想代用品。研究發(fā)現(xiàn), 用二甲醚與氟里昂混合制成的系列制冷劑比較表明 , 隨著二甲醚含量的增加 , 制冷 能力加強(qiáng) , 能耗降低。據(jù)了解 , 我國(guó)空調(diào)、電冰箱行業(yè)將于 2005 年前停止使用氟 里昂。這樣 , 作為氟里昂理想代用品的二甲醚需求量勢(shì)必越來(lái)越大。3）車用燃料近年來(lái)的研究表明 , 二甲醚還可作為柴油和液化氣的代用品 , 并且有柴油、天然 氣、甲醇、乙醇不可比擬的綜合優(yōu)勢(shì)。二甲醚液化后作汽車燃料 , 其燃燒效果比 甲醇燃料好 , 除具有甲醇燃料所

11、具有的優(yōu)點(diǎn)之外 , 還克服了其低溫啟動(dòng)性和加速 性能差的缺點(diǎn) ;與柴油相比 ,盡管二甲醚的發(fā)熱量只有柴油的 70%,但十六烷值為 5560,高于柴油的十六烷值45;另外,二甲醚的燃燒性能更好,其發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)力 大（發(fā)動(dòng)機(jī)功率比柴油機(jī)高 10%15%）,機(jī)械性能好,且對(duì)金屬無(wú)腐蝕性,對(duì)燃油 系統(tǒng)的材料沒有特殊要求。 據(jù)西安交通大學(xué)開展的直噴式柴油機(jī)燃用二甲醚的性 能與排放研究表明 ,二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)具有高熱效 （比柴油機(jī)高 2%3%）、低噪音 （比 柴油機(jī)低1015dBA）和污染物的超低排放,氮氧化物、一氧化碳和碳?xì)浠衔锓?別為柴油的 30%、 40%和 50%,能實(shí)現(xiàn)無(wú)煙燃燒 , 能滿足最嚴(yán)格的歐

12、洲和美國(guó)加洲的 超低排放（ULEV）標(biāo)準(zhǔn),被稱為超潔凈燃料。因此，近年來(lái)普遍認(rèn)為二甲醚是極好的 柴油替代燃料。與液化天然氣的性質(zhì)相比 , 二甲醚的理論空氣量、煙氣量比液化 天然氣分別低 38%、 37%,但二甲醚的理論燃燒溫度、混合熱值又比液化天然氣分 別高 817%、 714%。這說(shuō)明二甲醚的污染少、燃料性能好 , 并且二甲醚在貯存、運(yùn) 輸、使用上比液化天然氣更安全。 汽車工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。 在 未來(lái)10a內(nèi),我國(guó)汽車的需求量和保有量將有大幅度增加。二甲醚作為汽車燃料 具有廣闊的發(fā)展前景。4）民用燃料二甲醚自身含氧 ,碳鏈短, 燃燒性能良好 , 無(wú)黑煙,熱效率高, 燃料尾氣完

13、全符合 國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。作為一種超潔凈民用燃料 , 二甲醚比液化石油氣更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 二甲醚易壓縮，貯存于液化氣鋼瓶中的壓力（1135MPa）小于液化石油氣（116MPa）, 液化石油氣鋼瓶與二甲醚鋼瓶完全可以通用 , 不需任何改裝。因此二甲醚可以代 替煤氣、液化石油氣用作民用燃料。二甲醚與液化氣一樣 , 在減壓后均為氣體 , 其壓力等級(jí)符合液化氣要求 , 因此燃燒器具稍作改動(dòng)便可通用。 另外, 二甲醚按一北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 定比例摻入液化氣中和液化氣一起燃燒 , 可使液化氣燃燒更加完全 , 降低一氧化 碳和碳?xì)浠衔锖?; 若將二甲醚摻入城市煤氣或天然氣管道系統(tǒng)中 ,可以改善 煤氣

14、質(zhì)量 , 提高熱值。我國(guó)城市氣化率已達(dá) 50%,農(nóng)村仍以煤、柴草為燃料。隨著 人民生活水平的提高 , 農(nóng)村對(duì)潔凈民用燃料的需求與日俱增。二甲醚作為民用潔 凈燃料, 具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?）二甲醚發(fā)電二甲醚是一種清潔燃料，可用于發(fā)電。1999年，印度公司和BPAMOC公司完成了用二甲醚作燃料發(fā)電的技術(shù)可行性報(bào)告，餅確定了二甲醚發(fā)電的商業(yè)可行性。 印度電力部門在選擇發(fā)電燃料時(shí)發(fā)現(xiàn)， 二甲醚發(fā)電比石腦油發(fā)電的效率高 6%，如果維修費(fèi)用降低，二甲醚燃料發(fā)電后， 成本可節(jié)省費(fèi)用達(dá) 8%。由于我國(guó)大量的低價(jià)煤用于電廠的發(fā)電， 目前還未優(yōu)先考慮二甲醚。 但是，如 果我國(guó)計(jì)劃利用天燃?xì)獍l(fā)電， 就應(yīng)該進(jìn)行分析，

15、 確定二甲醚在發(fā)電市場(chǎng)與天然氣 的競(jìng)爭(zhēng)力。6）其它用途二甲醚還可用作聚苯乙烯、聚氨基甲酸乙酯、熱塑聚酯泡沫的發(fā)泡劑 ,發(fā)泡后 的產(chǎn)品具有孔徑大小均勻并有良好抗裂性等優(yōu)點(diǎn) ；若用二甲醚發(fā)電，800kt na二 甲醚可供一個(gè)裝機(jī)400MW電廠的燃料需求；若將二甲醚氧化偶聯(lián),可合成十六烷 值為60100的燃料添加劑，該添加劑可與柴油以任何比例相溶，配成十六烷值 為4157的燃料。1.1.3 二甲醚的發(fā)展前景目前世界上二甲醚的生產(chǎn)主要集中在美、德、荷蘭和日本等國(guó)， 2002 年世界 （不包括中國(guó)，下同）總生產(chǎn)能力為 20.8 萬(wàn)噸/年，產(chǎn)量為 15萬(wàn)噸，開工率為 72%國(guó)外二甲醚的主要生產(chǎn)廠家有美國(guó)公

16、司、荷蘭AKZO公司、德國(guó)DEA公司和United Rhine Lignite Fuel公司等，其中德國(guó) DEA公司的生產(chǎn)能力最大，生產(chǎn)能力為 6.5 萬(wàn)噸年。 世界二甲醚的主要生產(chǎn)廠家。序號(hào)廠家名稱生產(chǎn)能力（萬(wàn)噸年）1Dopnt （美國(guó)）3.02DEA （德國(guó)）6.53Un ited Rhi ne Lig nite Fuel （德國(guó)）3.04AKZO （荷蘭）3.05Sumitomo（日本）1.06DEA（澳大利亞）1.07Mitsui toatsu （日本）0.58Kang She ng （日本）1.89NKK （日本）1.0表1-5世界二甲醚的主要生產(chǎn)廠家由于二甲醚的市場(chǎng)需求潛力十分巨大

17、， 在世界范圍內(nèi)，二甲醚的建設(shè)已經(jīng)成為熱 點(diǎn)，一些大型二甲醚裝置已在籌建之中。目前二甲醚的主要消費(fèi)領(lǐng)域是作溶劑和氣霧劑的推動(dòng)劑，其它方面的消費(fèi)不 多。二甲醚是一種性能優(yōu)良、安全清潔的化工產(chǎn)品，發(fā)展前景被普遍看好。更為 重要的是，作為一種新型、清潔的民用和車用燃料，被看作是柴油或LPGZ CNG的優(yōu)秀替代品，其作為燃料的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)將會(huì)是非常驚人的。2000年全世界有400萬(wàn)輛LPG氣車、400萬(wàn)輛乙醇汽車、1百萬(wàn)輛CNG氣車， 還有部分甲醇汽車。以美國(guó)為例，2000年美國(guó)使用替代燃料的汽車為 42萬(wàn)輛， 預(yù)計(jì)，到2005年美國(guó)使用代用燃料（LPG和CNG的汽車將達(dá)到110萬(wàn)輛，2010 年為3

18、30萬(wàn)輛，2015年達(dá)到550萬(wàn)輛。目前美國(guó)替代燃料的消費(fèi)量折合為當(dāng)量汽油的話大約為100萬(wàn)噸（352 X 106加侖當(dāng)量汽油），約占當(dāng)年全部燃料消費(fèi)量的0.2%。如果美國(guó)代用燃料的比例提 高到5%勺話，其需求量將達(dá)到2500萬(wàn)噸，可見代用燃料的市場(chǎng)前景是相當(dāng)可觀 的。亞洲地區(qū)是世界上柴油消費(fèi)增長(zhǎng)最快的地區(qū)，據(jù)國(guó)外研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，二甲醚 作為替代燃料，2005年亞洲地區(qū)的年需求量達(dá) 3000萬(wàn)噸?？梢?，由于二甲醚具 有其它代用燃料不可比擬的優(yōu)勢(shì)，將會(huì)成為柴油的主要替代燃料，具有難以估量北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的市場(chǎng)前1.1.4 二甲醚的生產(chǎn)方法二甲醚的生產(chǎn)方法主要有硫酸法、 甲醇?xì)庀啻呋撍?/p>

19、法、 合成氣一步法直接 合成二甲醚法。 硫酸法雖然反應(yīng)條件溫和 , 甲醇單程轉(zhuǎn)化率高 (85%)，可間歇或 連續(xù)生產(chǎn) ,但設(shè)備腐蝕嚴(yán)重 ,殘液及廢水對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重 , 操作條件苛刻 ,產(chǎn)品難 以脫除微量雜質(zhì),有異味,產(chǎn)品質(zhì)量差，屬淘汰工藝；而以合成氣(H2+C0直接法 合成二甲醚的生產(chǎn)技術(shù)目前尚不成熟。 二甲醚國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有大型工業(yè)生產(chǎn)裝置主要 采用成熟的甲醇?xì)庀啻呋撍ā?1) 一步法一步法也稱直接合成法，它以 H2、CO和C02為原料，直接在反應(yīng)器里生成二 甲醚，其主要反應(yīng)過(guò)程如下：C0+2H2=CH30H2CH30H=CH30CH3+H20C0+H20=H2+C02將上述反應(yīng)過(guò)程合并，則總

20、反應(yīng)方程式為：3H2+3C0=CH30CH3+C02根據(jù)反 應(yīng)移 熱方 式不 同，一 步法 生產(chǎn) 技術(shù) 又可分 為氣 相法 和液 相法。 a 氣相法氣相一步法合成二甲醚在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行， 國(guó)內(nèi)外均有相關(guān)單位從事過(guò)這 一工藝的研發(fā)，有代表型性的技術(shù)有丹麥托普索公司的 TI-GAS 法、日本三菱重 工業(yè)公司與COSM石油公司聯(lián)合開發(fā)的ASMTGfc、浙江大學(xué)以及大連化學(xué)物理所 等。由于氣相一步法二甲醚合成反應(yīng)為強(qiáng)放熱過(guò)程， 此過(guò)程在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行 時(shí)，反應(yīng)熱不易移出，因此存在傳熱性能差、溫度控制難、時(shí)空產(chǎn)率低等缺點(diǎn)， 并在低轉(zhuǎn)化率和高空速的情況下操作， 未反應(yīng)的合成氣大量循環(huán)， 因而無(wú)法解

21、決 工程放大問(wèn)題，目前還沒有工業(yè)化裝置投產(chǎn)。b 液相法針對(duì)氣相一步法合成二甲醚的固定床反應(yīng)器傳熱能力差， 無(wú)法將反應(yīng)熱及時(shí)移 出，溫度控制困難等問(wèn)題， 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究單位都開發(fā)了漿態(tài)床一步法合成二甲 醚的工藝， 使用的是甲醇合成和甲醇脫水復(fù)合催化劑。 與氣相一步法相比， 漿態(tài) 床技術(shù)具有傳熱、傳質(zhì)效果好，投資少，操作方便等特點(diǎn)。從事漿態(tài)床一步法研究的主要有美國(guó) APC、日本NKK清華大學(xué)、上海華東理 工大學(xué)、中科院山西煤化所等， 其中清華大學(xué)曾建有一套一步法的中試裝置， 但 早已停產(chǎn)，其主要原因在于經(jīng)濟(jì)性方面還不過(guò)關(guān)，工業(yè)化還有待時(shí)日。(2) 兩步法兩步法也稱甲醇脫水法，它是指以合成氣(H2、

22、CO C02為原料，先合成甲醇， 再由甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚的生產(chǎn)工藝。目前全球二甲醚生產(chǎn)基本采用兩步法工 藝。兩步法反應(yīng)方程式為：第一步：2H2+CO=CH3OH 3H2+CO2=CH3OH+H2O第二步： 2CH3OH2=CH3OCH3+H2O根據(jù)反應(yīng)的甲醇狀態(tài)不同，兩步法又可分為氣相法和液相法。a 氣相法甲醇?xì)庀啻呋撍ㄊ悄壳皣?guó)內(nèi)外使用最多的二甲醚工業(yè)生產(chǎn)方法， 反應(yīng)壓力 為0.5-1.8MPa,反應(yīng)溫度為230-400 C,采用的催化劑為ZSM分子篩、磷酸鋁或 丫 -AI2O3。 生成二甲醚的反應(yīng)式為：2CH3OH=CH3OCH3+H主要畐寸反應(yīng)：CH3OH=CO+2H2 CH3OCH3

23、=CH4+H2+CO CO+H2O=CO2+H2主要工藝過(guò)程為： 甲醇經(jīng)氣化與反應(yīng)器出來(lái)的反應(yīng)產(chǎn)物換熱后進(jìn)反應(yīng)器進(jìn)行氣 相催化脫水反應(yīng)， 反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱后、 用循環(huán)水冷卻冷凝。 冷卻冷凝后的物料進(jìn) 行氣液分離，氣相送洗滌塔用甲醇或甲醇 -水溶液吸收回收二甲醚，液相也就是 粗二甲醚送精餾分離。不同廠家采用的工藝也略有不同，主要區(qū)別在原料要求以及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式 上。原料可采用精甲醇或粗甲醇， 從而使原料成本有所不同； 反應(yīng)器可采用絕熱 式固定床、 換熱式固定床、 多段冷激式固定床和等溫管式固定床等形式。 國(guó)內(nèi) 擁有該項(xiàng)技術(shù)并已工業(yè)化的有西南化工研究設(shè)計(jì)院和四川天一科技股份有限公 司、東華工程公司、

24、山西煤化所、清華大學(xué)、杭州林達(dá)化工等。國(guó)外擁有該技術(shù) 的公司主要有丹麥Top-soe、日本TEC德國(guó)聯(lián)合萊茵褐煤公司等。b 液相法早期的液相法所采用的催化劑為硫酸或混合酸， 其生產(chǎn)工藝為硫酸法生產(chǎn)硫酸 二甲酯的前半段生產(chǎn)工藝。 由于對(duì)設(shè)備腐蝕大、 產(chǎn)品純度不高， 且硫酸二甲酯的北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）劇毒會(huì)造成環(huán)境污染，已經(jīng)基本淘汰。2003年山東久泰化工公司（原為臨沂魯明 化工）在原硫酸法的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)出以復(fù)合酸作為催化劑的改進(jìn)液 相法二甲醚生產(chǎn)工藝，使液相法有了技術(shù)上的突破。該工藝由于在反應(yīng)器中加入 其他添加物（如磷酸等），改變了反應(yīng)器蒸發(fā)物料的相平衡，從而達(dá)到連續(xù)反應(yīng)、

25、反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)蒸發(fā)的目的，實(shí)現(xiàn)裝置的連續(xù)生產(chǎn)，并基本解決了反應(yīng)器無(wú)機(jī)酸催 化劑的排放問(wèn)題。該反應(yīng)的反應(yīng)方程式為：2CH3OH=CH3OCH3+H2O反應(yīng)溫度為130-180 C，反應(yīng)壓力為常壓或微正壓，甲醇的脫水反應(yīng)在液相中 進(jìn)行。世界上較早研究一步法二甲醚的有丹麥托普索公司、日本NKK公司、美國(guó)APC公司等，其中托普索采用相固定床反應(yīng)器一步法合成二甲醚，APC公司和NKK公司都采用三相漿態(tài)床合成二甲醚。目前，這些公司都已經(jīng)完成中試裝置， 正積極 籌建工業(yè)化示范裝置。在現(xiàn)有的二甲醚生產(chǎn)方法中，合成氣一步法工業(yè)化技術(shù)尚未成熟。甲醇液相法， 雖經(jīng)技術(shù)改造對(duì)原有的缺陷有所改進(jìn)， 但仍有投資咼、電耗咼、

26、生產(chǎn)成本咼等冋 題，而且反應(yīng)器放大難度大，大裝置反應(yīng)器需多套并聯(lián)。而先進(jìn)的氣相脫水投資 低、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好，而且反應(yīng)器催化劑裝置容量大，易于大型化，是目前 最理想的二甲醚生產(chǎn)方法。氣相法和液相法的對(duì)比如下圖。表1-6氣相法和液相法甲醇脫水工藝對(duì)比表序號(hào)比較項(xiàng)目甲醇?xì)庀嗝撍状家合嗝撍▊渥?催化劑固體酸催化劑以硫酸為主的復(fù)合酸催 化劑2原料精甲醇粗甲醇精甲醇?xì)庀喾ㄒ源?甲醇為原料成 本降低3反應(yīng)壓力0.5 - 1.1Mpa0.02 - 0.15 Mpa4反應(yīng)溫度230 - 350 C130 -180 C5甲醇單 程轉(zhuǎn)化率78% - 88%88% - 95%6反應(yīng)系統(tǒng)材料碳鋼或普通不銹鋼石

27、墨等耐酸腐蝕材料7甲醇消耗1.40-1.43t/tDME1.41 -1.45 t/tDME8電力消耗液相增壓，電耗100 kw h/tDME液相法電耗高9水蒸汽消耗1.45t/tDME1.44 t/tDME液相法未能 體現(xiàn)甲醇單程 轉(zhuǎn)化率咼的優(yōu) 勢(shì)10大型化簡(jiǎn)單，反應(yīng)系統(tǒng)單系類難度大，反應(yīng)器需多套并聯(lián)液相法反應(yīng) 系統(tǒng)操作麻煩11裝置投資低高液相法投資高12毒性除甲醇外無(wú)其他有毒介質(zhì)磷酸、磷酸鹽毒性大， 中間產(chǎn)物硫酸氫甲酯為 極度危害介質(zhì)13裝置占地小大14產(chǎn)品質(zhì)量純度咼，不含酸純度較低，含微量無(wú)機(jī) 酸1.2原料說(shuō)明(1)物理性質(zhì)熔點(diǎn)-98 C北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)沸點(diǎn)65.4 C密度0.

28、791 g/mL at 25 C閃點(diǎn)52 F蒸氣密度1.11 (vs air)蒸氣壓410 mm Hg ( 50 C)折射率n20/D 1.329(2)甲醇化學(xué)性質(zhì)較活潑，具有脂肪族伯醇的一般性質(zhì)，能發(fā)生氧化、酯化、 羰基化等化學(xué)反應(yīng)，其連有羥基的碳原子上的三個(gè)氫原子均可被氧化， 或脫 氫生成甲醛，再氧化成甲酸，甲酸氧化的最終產(chǎn)物是二氧化碳和水。 甲醇不具酸 性，同時(shí)其分子組成雖有能作為堿性特征的羥基， 但也不呈堿性，對(duì)酚酞及石蕊 均呈中性。試劑甲醇常密封保存在棕色瓶中置于較冷處。a脫水反應(yīng)甲醇在濃硫酸或其它催化劑的催化作用下脫水生成二甲醚，是工業(yè)制備二甲醚的重要方法。匸反應(yīng) 2CH3OH C

29、H30 CH3+H2O+Q H298=10.92KJ/mol副反應(yīng)CH30出CO+2H2O 2CH3OH C2H4+2H2O 2CH3OH CH4+2 H2O +C CH3OCHCH4+CO+ H2(5) CO+H2O CO2+ H2b氧化反應(yīng)甲醇在電解銀催化劑下可被空氣氧化成甲醛，是重要的工業(yè)制備甲醛的方法.C酯化反應(yīng)甲醇可與多種無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸發(fā)生酯化反應(yīng)，甲醇和硫酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成硫酸氫甲醋，硫酸氫甲酯經(jīng)減壓蒸憎牛成甲基化試劑硫酸二甲隔.刁d羰基化反應(yīng)甲醇和光氣發(fā)生羰基化反應(yīng)生成氯甲酸甲酯，進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸二甲酯e裂解反應(yīng)在銅催化劑上,甲醇可裂解生成CO和H2：1.3設(shè)計(jì)依據(jù)本項(xiàng)目基于教

30、科書上的教學(xué)案例，通過(guò)研讀大量的關(guān)于DME生質(zhì)、用途、生產(chǎn)技術(shù)及市場(chǎng)情況分析的文獻(xiàn)，對(duì)生產(chǎn) DME勺工藝過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)的。2甲醇?xì)庀嗝撍贫酌训脑?.1 化學(xué)平衡甲醇脫水生成二甲醚的化學(xué)反應(yīng)式：2CH3OH= H3COCH3+ H2O該反應(yīng)為可逆、強(qiáng)放熱、等體積反應(yīng)。其反應(yīng)熱為： HRt=(-6367.75+1.66仃+4.67475 X 10-仃2-7.-6T3+3.07625 X 10-9T4) X 4.187反應(yīng)平衡常數(shù)為：In KP=-0.3932+4204.71/T+0.83593l nT+2.35267 X 10-3T-1.8736 X 10-4T2+5.1606 X10-6T3

31、甲醇?xì)庀啻呋撍ㄊ侵讣状家詺庀喾绞竭M(jìn)行的脫水反應(yīng)， 這目前國(guó)內(nèi)外使 用最多的二甲醚工 業(yè)生產(chǎn)方 法，其反 應(yīng)壓力為 0.5-1.8Mpa，反應(yīng)溫 度為 230-400 C,采用的催化劑為磷酸鋁。副反應(yīng)：CH3OH = CO + 2H2H3COCH3 = CH4+ H2+ CO北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）CO + H20 = C02+ H2這些反應(yīng)的發(fā)生，會(huì)導(dǎo)致甲醇的轉(zhuǎn)化率及選擇性降低， 反應(yīng)后的產(chǎn)物中出現(xiàn) 不凝性氣體。2.2 影響甲醇轉(zhuǎn)化率的因素目前催化劑的選擇性可達(dá) 99.9%以上，甲醇的轉(zhuǎn)化率即可認(rèn)為是二甲醚的收 率；甲醇的轉(zhuǎn)化率在大多數(shù)情況不受化學(xué)平衡的影響，而受催化劑活性的影響。 雖

32、然不同的催化劑活性不同，在相同的條件下得到的甲醇的轉(zhuǎn)化率不同，甲醇合成氣體單程轉(zhuǎn)化率受諸多因素的影響， 且各因和制約。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐，我們總結(jié) 出影響甲醇合成氣體單程轉(zhuǎn)化率的因素主要有操作壓力、熱點(diǎn)溫度、合成氣體成分（氫碳比）、催化劑活性以及空速等，現(xiàn)分述如下：a操作壓力根據(jù)分子運(yùn)動(dòng)理論，氣體分壓的大小決定了其分子運(yùn)動(dòng)速度的大小。如果操作 壓力較低，分子的密度和運(yùn)動(dòng)速度均會(huì)受到影響，化學(xué)反應(yīng)速度也會(huì)受到限制， 結(jié)果影響了氣體的轉(zhuǎn)化率。事實(shí)證明，操作壓力越低對(duì)甲醇合成氣體的轉(zhuǎn)化率的影響就越明顯。此外，合成操作壓力越低，系統(tǒng)放空量增加，合成副產(chǎn)物增加， 粗甲醇的品質(zhì)也隨之發(fā)生變化，主要表現(xiàn)為雜醇餾分

33、增多，造成精餾操作負(fù)擔(dān)加重。b熱點(diǎn)溫度在催化劑使用初期，通常控制較低的熱點(diǎn)溫度，這樣可以延緩銅基催化劑金屬 晶體的生長(zhǎng)速度，較好地保護(hù)催化劑的活性。但如果熱點(diǎn)溫度過(guò)低，達(dá)不到反應(yīng) 的最佳條件，合成反應(yīng)同樣會(huì)受到限制。一般認(rèn)為，催化劑的催化活性起活溫度并不是甲醇合成最適宜的熱點(diǎn)溫度。最適宜的熱點(diǎn)溫度不僅與催化劑起活溫度有關(guān)， 而且還受操作壓力的影響，這是因 為化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡主要是靠操作壓力和熱點(diǎn)溫度推動(dòng)，但這兩者的推動(dòng)結(jié)果是不一樣的。對(duì)甲醇合成而言，并不是溫度越高其反應(yīng)速度就越快。 當(dāng)溫度 升高到一定限度時(shí)，伴隨著各類副反應(yīng)與甲醇合成反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的發(fā)生和反應(yīng)深化的 加劇，甲醇合成的反應(yīng)速度會(huì)

34、降低。所以，在操作壓力一定的情況下，應(yīng)通過(guò)不 斷優(yōu)化，找出最適宜的熱點(diǎn)溫度，以使甲醇合成氣體總轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大。c空速對(duì)于甲醇合成反應(yīng)，如果采用較低的空速，則反應(yīng)速度變化較大，反應(yīng)過(guò)程中 氣體混合物的組分與反應(yīng)平衡較接近，從而使催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度降低。較小的 空速使氣體循環(huán)的動(dòng)力消耗較低，入塔預(yù)熱器達(dá)到入塔氣體預(yù)熱程度所需的換熱 面積就??；較大的空速使催化劑的生產(chǎn)強(qiáng)度增加，但增大了預(yù)熱所需的換熱面積， 熱能利用率降低，增加了動(dòng)力消耗，并且由于反應(yīng)后氣體混合物中反應(yīng)產(chǎn)物減少， 因換熱效果差，造成反應(yīng)產(chǎn)物難以冷凝、分離。d催化劑活性催化劑的活性在很大程度上受催化劑還原操作和還原程度的影響，這種影響一

35、般在還原結(jié)束時(shí)就已經(jīng)形成。操作中，應(yīng)盡可能維持穩(wěn)定的氣體成分和熱點(diǎn)溫度， 防止熱點(diǎn)溫度變化過(guò)大。 通過(guò)對(duì)運(yùn)行中工藝參數(shù)的分析、計(jì)算可以得出合成氣 體的轉(zhuǎn)化率，并以此評(píng)定催化劑的活性，作為優(yōu)化工藝指標(biāo)、調(diào)整和考核運(yùn)行參 數(shù)的依據(jù)。e氣體成分從甲醇合成的化學(xué)方程式來(lái)看，合成甲醇的 CO和C02對(duì)H20對(duì)化學(xué)平衡的推 動(dòng)有很大的影響，CO和 C02不同配比，引起各自的單程轉(zhuǎn)化率有很大差別。這 主要是因?yàn)榇呋瘎?duì)C02和CO的催化選擇性不同造成的。一般在低溫下催化劑 對(duì)C02反應(yīng)的選擇性要大于對(duì)CO的選擇性，所以COB C02要有一個(gè)科學(xué)的配比， 嚴(yán)格進(jìn)行物料衡算。 催化劑在不同的使用時(shí)期對(duì) C02和

36、CO有不同的配比要求。 使用初期，由于催化劑活性較高，應(yīng)盡可能地維持較高的氫碳比，讓C02多參加反應(yīng)，控制CO的含量，穩(wěn)定熱點(diǎn)溫度。從反應(yīng)熱來(lái)看，CO合成甲醇放出的反應(yīng)熱高于 C02合成甲醇的反應(yīng)熱。應(yīng)延 長(zhǎng)催化劑的低溫活性。由以上看出：在甲醇?xì)庀竺撍磻?yīng)時(shí)，甲醇的轉(zhuǎn)化率主要取決于反應(yīng)速率的快 慢或催化劑活性的高低，隨著反應(yīng)溫度的提高、壓力的增大、空速的減小，催化 劑的活性增加、反應(yīng)速率加快、反應(yīng)時(shí)間的變長(zhǎng)，甲醇的轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)物中的二 甲醚量增加。2.3催化劑簡(jiǎn)介氣相法甲醇脫水制二甲醚催化劑通常選用固體酸性材料，包括y -AI2O3SiO2-AI2O3、結(jié)晶硅鋁酸、鹽、結(jié)晶沸石、粘土、磷酸鹽、

37、硫酸鹽、酸性 樹脂、負(fù)、載磷酸和雜多酸等。其中最受重視的為yAl: 0,型醚催化劑和沸石分子篩催化劑，目前工業(yè)上應(yīng)用的，主要為前者。a AI2O3基固體酸催化劑北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）活性AI2O3因其具有高比表面積、表面酸性、高催化選擇性、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、 高機(jī)械強(qiáng)度、良好的顆粒尺寸等特性,被作為通用催化劑?；钚訟I2O3 1耍冇 -AI2O3,-AI2O3, -AI2O3 等晶型,表面主要以弱強(qiáng)度或中等強(qiáng)度 Lewis酸性位形式存在。在不同晶型的活性 AI2O3中，-AI2O3因其制備成本低，在MTD程 和STDM程中被廣泛用作固體酸催化劑。在反應(yīng)過(guò)程中活性中心的恢復(fù)需要在高 溫下進(jìn)行

38、,因而,反應(yīng)溫度對(duì)活性AI2O3的催化活性影響較大。一般地,對(duì)于MTD 過(guò)程,隨反應(yīng)溫度的升高，甲醇轉(zhuǎn)化率增加。然而，活性AI2O3表面仍存在少量的 強(qiáng)酸性位，當(dāng)反應(yīng)溫度過(guò)高時(shí)會(huì)生成 HCs和積碳等副產(chǎn)物，致使催化劑失活。b沸石分子篩催化劑此類催化劑包括ZSM-5 丫型沸石及其他類，型沸石，相對(duì)于y -AI2O3活性較 強(qiáng)，其活性順序大小為：ZSM-5型沸石沸石丫型沸石y -AI2O3，沸石表面 的強(qiáng)酸中心是甲醇脫水生產(chǎn)二甲醚的活性中心，該中心易受Na2O中毒而失活，其微孔結(jié)構(gòu)對(duì)甲醇脫水生成二甲醚影響不大。c其他氧化物基固體酸催化劑可用于MTE過(guò)程的其他氧化物基固體酸較少,僅有Nb2O5和Zr

39、O2等。Nb2O5因 其獨(dú)特的固體酸性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于酸催化反應(yīng)過(guò)程 ，通過(guò)添加磷酸離子可以增強(qiáng) 其表面酸性和穩(wěn)定性。水、甲醇、DME等探針?lè)肿游浇Y(jié)果表明,在NbOPO表面, 水主要以物理吸附形式存在，少量形成強(qiáng)吸附；甲醇主要以解離吸附形成甲氧基 物種,然后脫水生成DME;DM主要以分子形式化學(xué)吸附在催化劑表面,少量因強(qiáng) 酸性位發(fā)生解離吸附。催化劑的催化性能是甲醇脫水合成甲醇的關(guān)鍵所在， 對(duì)于活性更高、壽命更長(zhǎng)、 能適應(yīng)于大規(guī)模二甲醚生產(chǎn)的催化劑，現(xiàn)在仍在不斷的研究和開發(fā)中。2 工藝流程3.1生產(chǎn)方法簡(jiǎn)述二甲醚的生產(chǎn)方法主要有一步法和二步法兩種。一步法以合成氣（C0+H2為原料，在甲醇合成以及

40、甲醇脫水的復(fù)合催化劑上直 接合成二甲醚，再提純得到二甲醚產(chǎn)品。二步法是以合成氣制得甲醇，然后甲醇在固體催化劑作用下脫水制得二甲醚， 所用催化劑選擇性高，特別適用于高純度二甲醚生產(chǎn)。（一）甲醇脫水制二甲醚 二甲醚可由甲醇脫水制得。最早采用的脫水劑是 濃硫酸，反應(yīng)在液相中進(jìn)行。將甲醇和硫酸的混合物加熱可得：CO+2H2=CH3OHvlOOC時(shí)，CH30I十 H2SO4=CH3HSO4+H2O80%）、選擇性好（99%）等優(yōu)點(diǎn)，但也存在 設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、釜?dú)堃杭皬U水污染環(huán)境、催化劑毒性大、操作條件惡劣等缺點(diǎn)， 選擇該工藝可能性較小。（二）合成氣直接合成二甲醚傳統(tǒng)的DM吐產(chǎn)方法，一直采用兩個(gè)截然不同的步

41、驟。北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)即甲醇的合成與甲醇脫水。為了開發(fā)操作簡(jiǎn)單、成本低而又可連續(xù)生產(chǎn)DME的新方法，人們?cè)煤铣蓺庵苯又迫《酌选Ｖ饕磻?yīng)構(gòu)成如下：4H2+2CO=2CH3OH2CH3OH= CH3OCH3+ H2OCO+ H2O=CO2+H23H2+3CO = CH3OCH3+ CO2該工藝實(shí)質(zhì)上是把合成甲醇及甲醇脫水同步反應(yīng)合并在一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)，其關(guān) 鍵是選擇高活性及高選擇性的雙功能催化劑。一步法又分為二相法和三相法。3.2 工藝流程的說(shuō)明在10萬(wàn)噸/二甲醚生產(chǎn)裝置的工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合考慮現(xiàn)有一些二甲醚 生產(chǎn)裝置在熱量平衡上的不足之處，立足于全系統(tǒng)熱能的充分利用，以最大限度 地達(dá)

42、到節(jié)能降耗的效果，同時(shí)本著節(jié)約投資、方便操作與維護(hù)的原則對(duì)工藝流程 進(jìn)行合理優(yōu)化，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)10萬(wàn)噸/二甲醚生產(chǎn)裝置的工藝流程原料甲醇(2)反應(yīng)在DME成反應(yīng)器中產(chǎn)生的反應(yīng)如下所示2CH3OH= CH3O CH3+H2O+23.45kJ/mol DME反應(yīng)器是絕熱軸流式固定床反應(yīng)器。在反應(yīng)器中約80%勺甲醇被轉(zhuǎn)化為二甲醚，而且二甲醚的選擇性為約 99.9%,二甲醚反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(3) 合成氣冷卻 反應(yīng)器出口氣中含有DME它在進(jìn)出氣換熱器中通過(guò)工藝氣體 冷卻，接著在甲醇蒸餾塔底部通過(guò)蒸餾塔換熱器的工藝液體冷卻，然后在二甲醚精餾塔冷卻器中用冷卻水冷卻，最后出口氣在冷凝器中大部分冷凝后被送至二

43、甲 醚精餾塔。由于二甲醚反應(yīng)轉(zhuǎn)化率在低壓下較高， 因此二甲醚反應(yīng)器的操作壓力 不宜太高，而二甲醚精餾塔在較高壓力操作時(shí) DME的損失較小，基于上述原因， 二甲醚合成系統(tǒng)壓力控制略高于二甲醚精餾系統(tǒng)。(4) 二甲醚精餾 來(lái)自二甲醚合成系統(tǒng)的工藝液體被送入二甲醚精餾塔中部， 塔 底再沸是通過(guò)精餾塔加熱器的蒸汽流量控制完成，在DMES餾塔中DME與甲醇和 水分開，一二甲醚產(chǎn)品從精餾塔頂部回收， 而甲醇和水一起從塔底去除，并為原料甲醇提供預(yù)熱熱源。含有DME勺頂部氣體在二甲醚冷凝器中被大部分冷凝下來(lái)，然后送入二甲醚塔回流罐中，在二甲醚冷凝器中未冷凝的氣相作為燃料被放 掉。在二甲醚回流罐中分離的液體被二

44、甲醚回流泵加壓，并被分成精餾塔回流液和DME產(chǎn)品，產(chǎn)品二甲醚被送出界區(qū)貯存。（5）甲醇塔 二甲醚精餾塔底部液體被直接引入甲醇蒸餾塔中，甲醇在蒸餾塔 中與水分離出來(lái)，再循環(huán)回甲醇緩沖槽內(nèi)。再沸負(fù)荷主要是由合成反應(yīng)氣來(lái)提供， 不足部分由甲醇塔加熱器E108的蒸汽來(lái)補(bǔ)充。頂部甲醇蒸汽在甲醇冷凝器（EII0）的冷卻水冷凝，然后通過(guò)甲醇回流泵返回二 甲醚合成系統(tǒng)，部分甲醇則回流到甲醇蒸餾塔，未冷凝氣體則作為尾氣放空。常溫含水粗甲醇作為本工藝流程的原料，由往復(fù)泵定量輸送至合成工序的汽化 塔進(jìn)行汽化提純并由液態(tài)轉(zhuǎn)化成飽和氣態(tài)， 再進(jìn)入電加熱爐過(guò)熱至250E以上溫 度，過(guò)熱后的甲醇原料蒸汽以逆流方式進(jìn)入固定床

45、合成塔，在氧化鋁型固定床中進(jìn)行縮水反應(yīng)生成氣態(tài)二甲醚和水（反應(yīng)溫度控制在280C-450 C之間，一次轉(zhuǎn)化率不小于75%，反應(yīng)產(chǎn)物中包括有二甲醚、水以及未反應(yīng)的甲醇蒸汽。反應(yīng) 物經(jīng)換熱器降溫后在冷凝器中被循環(huán)水冷凝成液體，經(jīng)計(jì)量罐進(jìn)入中間罐貯存， 未被冷凝成液態(tài)的少量副反應(yīng)氣體如 CH4 CO2等則由放空閥排入放空總管并經(jīng) 吸收塔吸收后直接排入大氣或送入鍋爐房進(jìn)行焚燒，進(jìn)入中間罐的反應(yīng)物由屏蔽泵加壓輸送至初餾塔進(jìn)行精餾分離， 塔頂分餾出燃料級(jí)的二甲醚組分，塔底分離 出粗甲醇混合物，燃料級(jí)二甲醚蒸汽在甲醚冷凝器中被循環(huán)水冷凝成常溫二甲醚 液體經(jīng)計(jì)量泵后進(jìn)入燃料級(jí)二甲醚產(chǎn)品中間罐，再經(jīng)加壓磁力泵輸

46、送至罐區(qū)產(chǎn)品貯罐區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)存，塔底稀甲醇混合物經(jīng)冷卻后進(jìn)入粗甲醇中間罐進(jìn)行貯存。粗甲醇中間罐的稀甲醇液體由屏蔽泵加壓輸送至甲醇回收塔進(jìn)行精餾分離， 塔頂分餾出精甲醇組分，塔底分離出廢水，精甲醇蒸汽被循環(huán)水冷卻成常溫精甲 醇液體，經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入回收甲醇中間罐。再經(jīng)計(jì)量后由工藝管道輸送至往復(fù)泵進(jìn) 口循環(huán)使用，甲醇回收塔底廢水中甲醇含量小于0.025%,經(jīng)冷卻稀釋后直接輸送鍋爐房作為脫硫除塵補(bǔ)充循環(huán)水。3.3 生產(chǎn)工藝特點(diǎn)本工藝裝置的主要工藝特點(diǎn)是流程簡(jiǎn)潔明暢，工藝條件溫和，裝置內(nèi)熱能利 用較好，操作簡(jiǎn)易方便。 本裝置設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，設(shè)備制作充分立足于國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀， 所有設(shè)備均能在國(guó)內(nèi)制造而不需進(jìn)口，項(xiàng)目投資大為降低。3.4主要工藝指標(biāo)3.4.1二甲醚產(chǎn)品指標(biāo)北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 表1-7產(chǎn)品二甲醚產(chǎn)品指標(biāo)序號(hào)纟貝分V-純度1二甲醚 99.9%2J甲醇 80%,選擇性指標(biāo)接近100%。極微量副產(chǎn)物為甲烷、二氧化碳。再生周期 300日?？煞磸?fù)使用。該型催化劑在制備過(guò)程添加少量稀土元素，無(wú)有毒重金屬組份。因此粉碎或廢棄的分子篩可就地填埋或送催化劑配制公司回收處理。物料衡算將原料及產(chǎn)品規(guī)格換算成摩爾分率，即原料：甲醇含量 99.1%，水含量 0.8%產(chǎn)品：DM彥99.87 %，甲醇含量 0.00%，水含量 1000屬湍流，