年產(chǎn)2萬噸氣相法甲醇脫水制二甲醚的工藝設(shè)計（開題報告）

開題報告學生姓名年級專業(yè)論文題目年產(chǎn)2萬噸氣相法甲醇脫水制二甲醚的工藝設(shè)計指導教師文獻綜述（包括課題現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢）1.國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國在二甲醚生產(chǎn)工藝、裝置、催化劑等方面也取得了一定成績，建成了許多二甲醚生產(chǎn)項目，為二甲醚工業(yè)的進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)REF_Ref68096681\r\h[5]。在國內(nèi)，20世紀70年代就出現(xiàn)過關(guān)于二甲醚的文獻，有一化肥廠利用工業(yè)尾氣中的二甲醚來制取其他有機物。早年間，因為技術(shù)原因，我國只有少數(shù)廠家生產(chǎn)二甲醚，年生產(chǎn)總量與國內(nèi)市場需求相差甚遠。首先，我們來探討二甲醚的生產(chǎn)工藝過程。生產(chǎn)工藝過程：二甲醚的生產(chǎn)工藝主要涉及原料氣的制備、凈化、甲醇合成、以及二甲醚的合成等步驟。1.原料氣的制備與凈化：這一步主要是通過天然氣或煤作為原料，經(jīng)過氣化、變換、脫硫等過程，制備出純凈的氫氣和一氧化碳。2.甲醇合成：在催化劑的作用下，氫氣和一氧化碳反應生成甲醇。3.二甲醚的合成：甲醇在催化劑的作用下，進一步脫水生成二甲醚。生產(chǎn)方法：目前，工業(yè)上主要采用兩種方法生產(chǎn)二甲醚：1.液相法：該方法主要采用酸性催化劑，通過液相甲醇脫水工藝生產(chǎn)二甲醚。2.氣相法：氣相法則是將甲醇蒸氣與酸性催化劑接觸，在氣相條件下進行脫水反應。生產(chǎn)現(xiàn)狀：隨著二甲醚市場的需求日益增長，其生產(chǎn)技術(shù)也在不斷發(fā)展。全球二甲醚的總產(chǎn)量持續(xù)增長，而中國的產(chǎn)量占比最大。中國主要采用煤化工路線和天然氣路線來生產(chǎn)二甲醚。氣相法的優(yōu)勢：與液相法相比，氣相法具有以下優(yōu)勢：1.高選擇性：氣相法可以獲得更高的二甲醚選擇性，從而提高了產(chǎn)物的收率。2.操作簡便：氣相法的工藝流程相對簡單，操作方便，有利于降低生產(chǎn)成本。3.節(jié)能環(huán)保：氣相法反應溫度較低，可以降低能耗。同時，該方法產(chǎn)生的廢水中不含酸性物質(zhì)，有利于環(huán)保。4.易于大規(guī)模生產(chǎn)：氣相法適合于大規(guī)模生產(chǎn)，能夠滿足市場對二甲醚的大量需求。2.國外研究現(xiàn)狀目前，二甲醚的生產(chǎn)集中在國外幾個大國。日本對二甲醚的生產(chǎn)及其應用一直位于世界前列。2009年6月美國政府宣布資助發(fā)展二甲醚電動混合動力客車，該項目以二甲醚為燃料，設(shè)計靈活且低成本的動力客車，有利于公用運輸系統(tǒng)減少能源消耗，滿足人們對交通和環(huán)境等方面的要求。因此，采用。。。高效的方法大規(guī)模、高產(chǎn)量地生產(chǎn)二甲醚十分必要。。。參考文獻：[1]康舉.韓利華.梁英華.二甲醚生產(chǎn)工藝技術(shù)進展[J].河北化工,2007(11):9-11.[2]王永娟.曹黎.盧貝.甲醇制二甲醚工藝技術(shù)[J].廣東化工,2016,43(13):116-117.[3]錢伯章.新型汽車代用燃料的開發(fā)和應用前景(上).能源技術(shù),2003,(06):235-240.[4]毛蘭慧.氣相甲醇脫水制二甲醚工藝模擬與優(yōu)化[D].鄭州大學,2013.[5]趙利軍,劉宗海.二甲醚生產(chǎn)工藝及市場前景明.河南化工,2009,(12):21-22.[6]劉志光.國內(nèi)外二甲醚市場分析和生產(chǎn)工藝水平[J].化工科技市場,2003,(12):16-19.[7]馬健.壓燃式發(fā)動機燃用二甲醚的實驗研究.碩士.山東大學,2010.[8]王文清.二氧化碳加氫合成二甲醚的研究進展[J].廣東化工,2006,(11):52.54+62.[9]安軍信.清潔燃料二甲醚的生產(chǎn)技術(shù)和發(fā)展前景[J].石化技術(shù)與應用,2001(06):389-392+400-350.[10]李惠.合成氣一步法制二甲醚工藝的模擬分析.碩士.新疆大學,2011.[11]徐龍坤.甲醇脫水制二甲醚的催化劑研究[D].中北大學,2016.[12]李晨佳,?？∈?二甲醚生產(chǎn)工藝及其催化劑研究進展[J].工業(yè)催化,2009,17(10):12-17.[13]朱小學,劉芃,葉秋云.氣相法甲醇脫水制二甲醚催化劑的研究開發(fā)[J].天然氣化工(C1化學與化工),2011(01):11-15.[14]安恩政.一步法制二甲醚體系物性方法及工藝模擬研究[D].新疆大學,2013.[15]劉志堅,廖建軍,譚經(jīng)品,李大東.甲醇脫水生成二甲醚的沸石催化劑[D].石油化工,1999.[16]程程遠.固定床合成氣制二甲醚基礎(chǔ)反應工程研究[D].華東理工大學,2011.[17]葛慶杰,黃友梅,李樹本.二甲醚的用途及制備[D].石油化工,1997.[18]閆文濤.二甲醚—甲醇—水體系精餾的實驗研究[D].華東理工大學,2011.[19]鄒志武.催化精餾技術(shù)在醇脫水反應中的應用研究[D].北京化工大學,2012.[20]孫蘭義,化工過程模擬實訓—AspenPlus教程[M],北京:化學工業(yè)出版社,2017.主要研究內(nèi)容（含論文目錄）、方法及預期目的主要研究內(nèi)容：1.氣相法甲醇脫水制二甲醚的工藝流程設(shè)計，包括原料處理、反應條件控制、產(chǎn)物分離等環(huán)節(jié)。2.甲醇脫水制二甲醚的化學反應機理研究，深入了解反應過程中的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換。3.催化劑的選擇與優(yōu)化，以提高二甲醚的產(chǎn)率和純度。4.工藝參數(shù)的優(yōu)化，包括反應溫度、壓力、原料配比等，以實現(xiàn)高效、低能耗的生產(chǎn)。5.工藝設(shè)備的選型與設(shè)計，確保設(shè)備性能滿足工藝要求，提高設(shè)備運行效率。6.工藝安全與環(huán)保評估，確保生產(chǎn)過程符合相關(guān)法規(guī)和標準。摘要 Abstract第1章緒論 1.1引言 1.2二甲醚的性質(zhì) 1.3二甲醚的用途 1.3.1二甲醚作為氣霧劑 1.3.2二甲醚作為制冷劑 1.3.3二甲醚作為燃料 1.3.4二甲醚作為化工原料 1.4二甲醚國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.4.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 1.4.2國外研究現(xiàn)狀 1.5二甲醚的生產(chǎn)工藝 1.5.1一步法 1.5.2二氧化碳直接合成法 1.5.3兩步法 1.6氣相法甲醇脫水制二甲醚的工藝用催化劑 1.6.1氧化鋁催化劑 1.6.2分子篩 1.7研究意義 第2章二甲醚生產(chǎn)工藝流程及優(yōu)化 2.1二甲醚生產(chǎn)工藝設(shè)計 2.1.1基本要求 2.1.2生產(chǎn)流程 2.1.3催化劑選取 2.1.4生產(chǎn)工藝模擬 2.2合成工段工藝流程優(yōu)化 2.2.1反應器的模擬優(yōu)化 2.2.2合成工段工藝流程優(yōu)化 2.3本章小結(jié) 第3章主要設(shè)備計算與選型 3.1換熱器的計算與選型 3.1.1能量衡算 3.1.2換熱器選型計算 3.2反應器的計算與選型 3.2.1物料衡算 3.2.2熱量衡算 3.2.3反應器的規(guī)格計算 3.3泵的設(shè)計選型 3.3.1選型的依據(jù) 3.3.2選型設(shè)計說明 3.4本章小結(jié) 第4章環(huán)境保護 總結(jié) 方法：1.文獻調(diào)研：收集國內(nèi)外相關(guān)文獻資料，了解氣相法甲醇脫水制二甲醚的最新研究進展和技術(shù)應用情況。2.實驗研究：進行小試實驗和中試實驗，對催化劑、反應條件等進行篩選和優(yōu)化。3.模擬計算：利用化工流程模擬軟件對工藝流程進行模擬計算，優(yōu)化工藝參數(shù)和設(shè)備配置。4.工程設(shè)計：根據(jù)實驗和模擬結(jié)果，進行工程設(shè)計，包括工藝流程圖、設(shè)備布置圖、管道布置圖等。5.經(jīng)濟評估：對工藝流程進行經(jīng)濟評估，分析項目的經(jīng)濟效益和社會效益。預期目的：1.開發(fā)出年產(chǎn)2萬噸氣相法甲醇脫水制二甲醚的工藝技術(shù)，實現(xiàn)高效、低能耗的生產(chǎn)。2.提高二甲醚的產(chǎn)率