1. 研究目的与意义
二甲醚又称甲醚,简称dme。二甲醚在常温常压下是一种无色气体或压缩液体,具有轻微醚香味。相对密度(20℃)0.666,熔点-141.5℃,沸点-24.9℃,室温下蒸气压约为0.5mpa,与石油液化气(lpg)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃,在燃烧时火焰略带光亮,燃烧热(气态)为1455kj/mol。常温下dme具有惰性,不易自动氧化,无腐蚀、无致癌性,但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。
二甲醚作为一种清洁化学品在制药、燃料、农药、化学品的合成方面有许多独特的用途,是重要点的化工原料,可以用作气雾剂的抛射剂、制冷剂、发泡剂;高浓度的二甲醚还可用作****剂;还可替代lpg及柴油成为新型燃料。
由于石油资源短缺 、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强,二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视,成为近年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。
2. 研究内容和预期目标
主要研究内容:目前,制取二甲醚的最新技术是从合成气直接制取,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。开发中的分离工艺主要采用吸收和精馏等化工单元操作过程得到纯度较高的二甲醚产品。本设计主要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。精馏塔采用浮阀塔,塔顶冷凝装置采用全凝器,用来准确控制回流比,塔底采用水蒸气蒸汽加热,以提供足够的热量。通过计算得出理论板数,塔效率,实际板数,进料位置,在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径,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。
预期目标:对精馏塔的设计有了比较全面的了解,了解了工艺优化设计技能,有较深的心得体会。会遇到很多的困难,理论知识在实际中去应用结合自己的实际 情况运用于实践,这样才能更深地了解和学习好知识。3. 研究的方法与步骤
研究方法:本设计主要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。精馏塔采用浮阀塔,塔顶冷凝装置采用全凝器,用来准确控制回流比,塔底采用水蒸气蒸汽加热,以提供足够的热量。通过计算得出理论板数,塔效率,实际板数,进料位置,在板式塔主要工艺尺寸的设计计算中得出塔径,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。
步骤:1.基础数据 ;2.物料衡算;3.精馏塔工艺计算; 4.物料衡算操作条件的确定; 5.精馏塔设备计算;6.基础数据; 7.塔板数的确定;8.精馏塔主要尺寸计算; 9.塔板结构设计;10.塔板流体力学验算;11.塔板负荷性能图;12.塔高的计算;13.热量衡算;14.冷凝器的热负荷;15.再沸器的热负荷冷;16.却水消耗量和加热蒸汽消耗量;17.主要设备设计和选型。
4. 参考文献
[1]路秀林,王者相.化工设备设计全书塔设备【m】.北京:化学工业出版社.2004年1月,第1版
[2]吉林化学工业公司设计院,化学工业部化工设计公司主编.化工工艺算图(第二册)物性数据计算【m】.北京:化学工业出版社.2002年8月,第2版
[3]潘国昌,郭庆风.化工设备设计【m】.北京:清华大学出版社.1996年12月,第1版
5. 计划与进度安排
第1周 毕业实习。
第2-3周 查阅文献,了解论文的研究方法,确定设计思路和工艺流程,借阅工具书,确定物性数据或其计算方法,写出开题报告并完成外文文献翻译。
第4-14周 编写设计说明书,设计图纸规范画出。
