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化工毕业设计1 年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计 学 院： 化工与材料学院 专 业：化学工程与工艺 姓 名:指导老师: 学号: 职 姓 名: 指导老师: 学 号: 职 称： 毕业设计《年产3.0万吨二甲醚装置分离精馏工段设计》 是在指导教师 的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在 文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 承诺人签名: 年产 3.0 万吨二甲醚装置分离精馏工段的设计 摘要 近年来，二甲醚已成为国际石油替代途径与新型二次能源的热点课题， 引起各国关注与重视。 二甲醚的制备要紧有甲醇脱水法和合成气一步法两种。与传统的甲醇 合成二甲醚相比，一步法合成二甲醚工艺经济更加合理，在市场更具有竞 争力，正在走向工业化。目前，制取二甲醚的最新技术是从合成气直截了 当制取，相比较甲醇脱水制二甲醚而言，一步法合成二甲醚因为体系存在 有未反应完的合成气以及二氧化碳，要得到纯度较高的二甲醚，分离过程 比较复杂。开发中的分离工艺要紧采纳吸取和精馏等化工单元操作过程得 到纯度较高的二甲醚产品。本设计要紧针对分离中的精馏工序进行工艺设 计，分离二甲醚、甲醇和水三元体系。精馏塔采纳浮阀塔，塔顶冷凝装置 采纳全凝器，用来准确操纵回流比；塔底采纳水蒸气蒸汽加热，以提供足 够的热量。通过运算得出理论板数，塔效率，实际板数，进料位置，在板 式塔要紧工艺尺寸的设计运算中得出塔径，有效塔高，筛孔数。通过筛板 的流体力学验算，证明各指标数据均符合标准。以保证精馏过程的顺利进 行并使效率尽可能的提升。 关键词：二甲醚 分离 三元体系 精馏 Annual output of 30,000 tons of dimethyl ether distillation section in the design of separation device ABSTRACT In recent years, DME has become an alternative channel of internatio nal oil and new secondary energy and hot topics, That aroused national c oncern and attention. Keywords: DME separate ternary system distillation 目录 摘要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 概述 1 设计依据 1 设计规模及设计要求 1 产品规格、性质及用途 1 技术来源 4 二甲醚分离装置流程 7 精馏塔的工艺运算 9 精馏塔的物料衡算 9 基础数据 9 物料衡算 9 精馏塔工艺运算 11 物料衡算 12 操作条件的确定 12 2.3 精馏塔设备运算 14 基础数据 14 塔板数的确定 18 精馏塔要紧尺寸运算 20 塔板结构设计 22 塔板流体力学验算 26 塔板负荷性能图 28 塔高的运算 31 热量衡算 34 数据 34 冷凝器的热负荷 35 再沸器的热负荷 35 36冷却水消耗量和加热蒸汽消耗量 36 要紧设备设计和选型 37 接管的设计 37 进料管 37 回流管 37 釜液出口管 38 塔顶蒸汽管 38 加热蒸汽管 38 4.2 冷凝器的选型 39 结论 40 参考文献 41 附录 42 谢辞 44 1 绪论 概述 设计依据 按照北京理工大学珠海学院下达的设计任务书，模拟现有的浆态床一 步法二甲醚合成产业化技术，对二甲醚分离装置中的精馏工段进行工艺设 计。 设计规模及设计要求 设计规模：年产 3.0 万吨二甲醚分离装置（合成气一步法） ，设计该分 离装置中精馏工段工艺，精馏装置采纳浮阀塔。 产品要求：二甲醚》99% 产品规格、性质及用途 （一） 产品规格：二甲醚》99%（质量含量） （二） 二甲醚性质 物理性质：二甲醚亦称甲醚，英文 dimethylether，英文缩写DME，化 学分子式（CH3OCH3），分子量为46.07,是重要的甲醇衍生物，沸点-24C, 凝固点-140C。二甲醚是一种含氧有机化合物，溶于水，在大气中能够降解， 属于环境友好型物质。二甲醚在常温下是一种无色气体,具有轻微的醚香 味。二甲醚无腐蚀性、无毒,在空气中长期暴露可不能形成过氧化物,燃 烧时火焰略带光亮。 [1] 二甲醚的危险特性：二甲醚为易燃气体。与空气混合能形成爆炸性混 合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。接触空气或在光照条件 下可生成具有潜在爆炸危险性的过氧化物。气体比空气重,能在较低处扩 散到相当远的地点,遇明火会引着回燃。若遇高热,容器内压增大,有开 裂和爆炸的危险。 二甲醚的毒性：二甲醚为弱麻醉剂,对呼吸道有轻微的刺激作用,长 期接触使皮