萬噸年甲醚裝置生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)

萬噸年甲醚裝置生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)第1頁/共33頁主要內(nèi)容1.概述

2.技術(shù)分析

3.流程敘述4.流程模擬與優(yōu)化5.過程控制6.總結(jié)(主要改進(jìn)之處）7.建議第2頁/共33頁一、概述（一）DME的用途

1、替代氯氟烴作氣霧劑

2、用作制冷劑和發(fā)泡劑

3、用作燃料

4、用作化工原料（二）DME的產(chǎn)量和市場需求

全球產(chǎn)量：208kt/a中國產(chǎn)量：12kt/a

中國需求預(yù)測：2005年16kt/a2010年28kt/a（三）DME的合成方法

（1）液相甲醇脫水法；（2）氣相甲醇脫水法（3）合成氣一步法；（4）CO2加氫直接合成（5）催化蒸餾法。第3頁/共33頁二、方法的選擇（一）方法的選擇采用氣相甲醇脫水法原因：（1）技術(shù)成熟（2）操作簡單,自動(dòng)化程度較高（3）環(huán)保（4）產(chǎn)品質(zhì)量高

第4頁/共33頁二、方法的選擇（二）原料及產(chǎn)品規(guī)格

1.原料工業(yè)級甲醇甲醇含量≥99.5wt％水含量≤0.5wt％

2.產(chǎn)品

DME含量≥99.95wt％甲醇含量≤500×10-6g/g

水含量≤0.05×10-6g/g

第5頁/共33頁二、方法的選擇（三）設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)計(jì)要求

1.設(shè)計(jì)規(guī)模

100，000噸DME/年

2.設(shè)計(jì)要求產(chǎn)品DME：回收率為99.8％純度為99.95％?；厥占状迹夯厥章?9.95％純度為99.0％第6頁/共33頁三、技術(shù)分析（一）反應(yīng)原理

2CH3OH→(CH3)2O+H2O（二）反應(yīng)條件

溫度T=2500C—3700C

反應(yīng)壓力P=13.9bar（三）反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率

1.選擇性

2.轉(zhuǎn)化率第7頁/共33頁三、技術(shù)分析（四）系統(tǒng)循環(huán)結(jié)構(gòu)

（五）分離工藝第8頁/共33頁四、流程敘述（一）10萬噸/年二甲醚裝置生產(chǎn)流程圖(PFD)（二）本設(shè)計(jì)所提出的10萬噸/年二甲醚裝置生產(chǎn)流程圖（帶熱集成和過程控制）

第9頁/共33頁五、流程模擬與優(yōu)化

Aspenplus模擬流程圖

第10頁/共33頁五、流程模擬與優(yōu)化（一）DME分離塔T-201操作條件確定

1.塔壓力的選擇

2.理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系

3.理論板數(shù)對分離效果的影響

4.回流比對分離效果的影響

5.DME分離塔T-201優(yōu)化結(jié)果

第11頁/共33頁五、流程模擬與優(yōu)化（二）甲醇回收塔T-202操作條件確定

1、塔壓力的選擇

2、理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系

3、理論板數(shù)對分離效果的影響

4、回流比對分離效果的影響

5、甲醇回收塔T-202優(yōu)化結(jié)果

第12頁/共33頁五、流程模擬與優(yōu)化（三）各換熱單元熱負(fù)荷及換熱網(wǎng)絡(luò)合成

1、各換熱單元的熱負(fù)荷

2、工藝物流換熱方案的提出（四）物料衡算表

（五）惰性氣體對分離效果的影響第13頁/共33頁五、過程控制

1.反應(yīng)進(jìn)料控制

2.進(jìn)料預(yù)熱控制

3.E-203出口溫度控制

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

第14頁/共33頁六、總結(jié)改進(jìn)主要有：

1.將甲醇回收塔的壓力降低到常壓，從而使塔頂塔底的溫度都有所降低，這樣塔底就可以采用低壓蒸汽來對其加熱，通過后面的換熱網(wǎng)絡(luò)合成，甲醇回收塔的塔底再沸器實(shí)際上可以通過工藝物流換熱來達(dá)到，從而節(jié)約了公用工程消耗量。第15頁/共33頁六、總結(jié)2.通過對DME精餾塔和甲醇回收塔的操作條件進(jìn)行優(yōu)化，減少了塔的理論板數(shù)，減少了設(shè)備投資；降低了塔的回流比和操作壓力，從而降低公用工程消耗和溫位，進(jìn)而降低操作費(fèi)用。

3.討論了工業(yè)生產(chǎn)中存在的惰氣對塔的分離效果的影響，提出了相應(yīng)的改造措施。4.提出具體的換熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)的合成，通過核算可節(jié)約熱公用工程52％左右，節(jié)約冷公用工程45％左右。5.為了保持系統(tǒng)的操作穩(wěn)定，加入過程控制。

第16頁/共33頁進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系返回第17頁/共33頁理論板數(shù)對分離效果的影響

返回第18頁/共33頁回流比對分離效果的影響

返回第19頁/共33頁理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系

返回第20頁/共33頁返回理論板數(shù)對分離效果的影響第21頁/共33頁返回回流比對分離效果的影響第22頁/共33頁系統(tǒng)的的溫焓圖

NEXT第23頁/共33頁next系統(tǒng)的熱匹配方案圖

第24頁/共33頁匹配前后公用工程消耗總量對照表返回項(xiàng)目熱公用工程（106kcal/hr）冷公用工程（106kcal/hr）匹配前11.937611.2807匹配后5.71265.0557節(jié)能％52.1444.82第25頁/共33頁原10萬噸/年二甲醚裝置生產(chǎn)流程圖(PFD)

返回第26頁/共33頁新增甲醇預(yù)熱器E-202A，原來的兩個(gè)換熱器E-202和E-201均作為工藝物流換熱器。同時(shí)E-206也進(jìn)行了熱匹配本設(shè)計(jì)所提出的10萬噸/年二甲醚裝置生產(chǎn)流程圖

返回第27頁/共33頁DME分離塔T-201優(yōu)化結(jié)果

理論塔板數(shù)20回流比0.521最佳進(jìn)料位置8產(chǎn)品DME純度wt％99.95塔頂溫度(℃)36.3產(chǎn)品中DME收率％99.8塔底溫度（℃）145.8冷凝器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）1.76塔頂壓力（bar）8.1再沸器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）1.39塔底壓力（bar）8.5塔頂采出量(kmol/hr)271.39返回第28頁/共33頁甲醇回收塔T-202的優(yōu)化結(jié)果理論塔板數(shù)25回流比1.22最佳進(jìn)料位置17產(chǎn)品DME純度wt％99塔頂溫度(℃)64.85產(chǎn)品中DME收率％99.95塔底溫度（℃）113.30冷凝器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）2.57塔頂壓力（bar）1.1再沸器熱負(fù)荷（MMkcal/hr）2.07塔底壓力（bar）1.6塔頂采出量(kmol/hr)277.38返回第29頁/共33頁各換熱單元的熱負(fù)荷

物流種類設(shè)備位號進(jìn)口溫度（℃）出口溫度(℃)熱負(fù)荷(106kcal/hr)

熱物流Output369.2159.462.3161159.46100.04.9718E-20537.536.31.7618E-20771.264.92.5682E-208112.750.00.3197合計(jì)：11.9376×106kcal/hr

冷物流

*FEED33.6154.02.33741541554.5147155.0250.0.9702E-204142.1145.81.3857E-206112.9113.3

2.072