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1、10万吨/年二甲醚装置生产流程设计,作者：孔令启 王秀芳 龚盛昭 指导教师 钱 宇 教授,主要内容1.概述 2.技术分析 3.流程叙述4.流程模拟与优化5.过程控制6.总结(主要改进之处）7.建议,一、概述,（一）DME的用途 1、替代氯氟烃作气雾剂 2、用作制冷剂和发泡剂 3、用作燃料 4、用作化工原料（二）DME的产量和市场需求 全球产量：208 kt/a 中国产量：12 kt/a 中国需求预测：2005年16 kt/a 2010年28 kt/a（三）DME的合成方法（1）液相甲醇脱水法；（2）气相甲醇脱水法（3）合成气一步法；（4）CO2 加氢直接合成（5）催化蒸馏法。,二、方法的选择,
2、（一）方法的选择 采用气相甲醇脱水法 原因：（1）技术成熟（2）操作简单,自动化程度较高（3）环保（4）产品质量高,二、方法的选择,（二）原料及产品规格 1.原料 工业级甲醇 甲醇含量99.5wt 水含量0.5 wt 2.产品 DME含量99.95wt 甲醇含量50010-6g/g 水含量0.0510-6g/g,二、方法的选择,（三）设计规模和设计要求 1.设计规模 100，000吨DME/年 2.设计要求 产品DME：回收率为99.8 纯度为99.95。回收甲醇：回收率99.95 纯度为99.0,三、技术分析,（一）反应原理 2CH3OH(CH3)2O+H2O（二）反应条件 温度T=2500
3、C3700C 反应压力P=13.9bar（三）反应选择性和转化率 1.选择性 2.转化率,三、技术分析,（四）系统循环结构,（五）分离工艺,四、流程叙述,（一）10万吨/年二甲醚装置生产流程图(PFD)（二）本设计所提出的10万吨/年二甲醚装置生产流程图（带热集成和过程控制）,五、流程模拟与优化,Aspen plus 模拟流程图,五、流程模拟与优化,（一）DME分离塔T-201操作条件确定 1.塔压力的选择 2.理论板数、进料板位置和回流比的关系 3.理论板数对分离效果的影响 4.回流比对分离效果的影响 5.DME分离塔T-201优化结果,五、流程模拟与优化,（二）甲醇回收塔T-202操作条件
4、确定 1、塔压力的选择 2、理论板数、进料板位置和回流比的关系 3、理论板数对分离效果的影响 4、回流比对分离效果的影响 5、甲醇回收塔T-202优化结果,五、流程模拟与优化,（三）各换热单元热负荷及换热网络合成 1、各换热单元的热负荷 2、工艺物流换热方案的提出（四）物料衡算表（五）惰性气体对分离效果的影响,五、过程控制,1.反应进料控制 2.进料预热控制 3.E-203出口温度控制 4.T-201塔底液位控制 5.T-202塔底液位控制 6.V-201的液位控制 7.V-202的液位控制 8.T-201塔的回流量控制 9.T-202塔的回流量控制,六、总结,改进主要有：1.将甲醇回收塔的压
5、力降低到常压，从而使塔顶塔底的温度都有所降低，这样塔底就可以采用低压蒸汽来对其加热，通过后面的换热网络合成，甲醇回收塔的塔底再沸器实际上可以通过工艺物流换热来达到，从而节约了公用工程消耗量。,六、总结,2.通过对DME精馏塔和甲醇回收塔的操作条件进行优化，减少了塔的理论板数，减少了设备投资；降低了塔的回流比和操作压力，从而降低公用工程消耗和温位，进而降低操作费用。3.讨论了工业生产中存在的惰气对塔的分离效果的影响，提出了相应的改造措施。4.提出具体的换热网络结构，进行换热网络的合成，通过核算可节约热公用工程52左右，节约冷公用工程45左右。5.为了保持系统的操作稳定，加入过程控制。,进料板位置
6、和回流比的关系,返回,理论板数对分离效果的影响,返回,回流比对分离效果的影响,返回,理论板数、进料板位置和回流比的关系,返回,返回,理论板数对分离效果的影响,返回,回流比对分离效果的影响,系统的的温焓图,NEXT,next,系统的热匹配方案图,匹配前后公用工程消耗总量对照表,返回,原10万吨/年二甲醚装置生产流程图(PFD),返回,新增甲醇预热器E-202A，原来的两个换热器E-202和E-201均作为工艺物流换热器。同时E-206也进行了热匹配,本设计所提出的10万吨/年二甲醚装置生产流程图,返回,DME分离塔T-201优化结果,返回,甲醇回收塔T-202的优化结果,返回,各换热单元的热负荷,返回,10万吨/年二甲醚装置生产流程物料衡算,返回,next,10万吨/年二甲醚装置生产流程物料衡算（续）,返回,谢谢！,
