10萬噸年二甲醚生產(chǎn)流程的項(xiàng)目開發(fā)

10萬噸/年二甲醚生產(chǎn)流程的項(xiàng)目開發(fā)摘要：綜述了二甲醚的性質(zhì)、用途及生產(chǎn)方法。對年產(chǎn)10萬噸二甲醚的生產(chǎn)流程進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，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，降低公用工程消耗和溫位，進(jìn)而降低操作費(fèi)用。關(guān)鍵詞：甲醇；二甲醚；工藝條件；模擬與優(yōu)化二甲醚(DimethylEther，簡稱DME)習(xí)慣上簡稱甲醚，為最簡單的脂肪醚，分子式C2H6O，是乙醇的同分異構(gòu)體，結(jié)構(gòu)式CH3-O-CH3，分子量46.07，是一種無色、無毒、無致癌性、腐蝕性小的產(chǎn)品。DME因其良好的理化性質(zhì)而被廣泛地應(yīng)用于化工、日化、醫(yī)藥和制冷等行業(yè),近幾年更因其燃燒效果好和污染少而被稱為“清潔燃料”,引起廣泛關(guān)注。如高純度的二甲醚可代替氟里昂用作氣溶膠噴射劑和致冷荊，減少對大氣環(huán)境的污染和臭氧層的破壞。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其應(yīng)用范圍大大優(yōu)于丙烷、丁烷等石油化學(xué)品。代替甲醇用作甲醛生產(chǎn)的新原料。作為民用燃料氣其儲(chǔ)運(yùn)、燃燒安全性，預(yù)混氣熱值和理論燃燒溫度等性能指標(biāo)均優(yōu)于石油液化氣，可作為城市管道煤氣的調(diào)峰氣、液化氣摻混氣。也是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的理想燃料，與甲醇燃料汽車相比，不存在汽車?yán)鋯?dòng)問題。二甲醚在燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生破壞環(huán)境的氣體，能便宜而大量地生產(chǎn)。與甲烷一樣，被期望成為2l世紀(jì)的能源之一[1-2]。中國工程院倪維斗院士預(yù)言，二甲醚必將成為中國能源結(jié)構(gòu)中的一支生力軍，預(yù)計(jì)5年內(nèi)我國將有500萬噸到1000萬噸的二甲醚年需求量。盡管二甲醚的投資額比較高，但大處從國家能源安全考慮，小處從市場需求與企業(yè)效益考慮，高額投資也是值得的，國家也應(yīng)對清潔能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大給予必要扶持，同時(shí)呼吁成立一個(gè)國家層次的推廣發(fā)展醉、醚燃料的機(jī)構(gòu)[3]。藉此契機(jī)，綜合考慮，進(jìn)行了此年產(chǎn)10萬噸二甲醚裝置生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)。1國內(nèi)外二甲醚生產(chǎn)發(fā)展現(xiàn)狀目前，全球二甲醚總生產(chǎn)能力約為21萬t/a，產(chǎn)量16萬t/a左右，表1-1為世界二甲醚主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量。我國二甲醚總生產(chǎn)能力約為1.2萬t/a,產(chǎn)量約為0.8萬t/a，表1-2為我國二甲醚主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量。據(jù)市場調(diào)查國內(nèi)二甲醚需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過供給量，目前國內(nèi)僅氣霧劑一項(xiàng)需求量達(dá)到1.5~1.8萬噸/年，而高純度的二甲醚還依賴進(jìn)口。表1-3為2005年和2010年我國對二甲醚的市場需求預(yù)測，可見，二甲醚市場應(yīng)用前景廣闊，因此對二甲醚的生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究很有必要[4-6]。表1.1世界二甲醚主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)量[6]國家和地區(qū)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力（Kt/a）美國杜邦公司30ALLEDSINGNALING10德國聯(lián)合萊茵褐煤燃料公司20DEA公司65荷蘭阿克蘇公司30住友公司日本三井東壓化學(xué)公司10日本制鐵公司澳大利亞CSR有限公司（DEA技術(shù)）10南非（DEA技術(shù)）-印度PTBumitangerrang氣體化工業(yè)公司3臺(tái)灣康盛公司18中國大陸12表1.2我國二甲醚主要生產(chǎn)廠家與產(chǎn)量生產(chǎn)廠家生產(chǎn)能力（Kt/a）廣東中山精細(xì)化工實(shí)業(yè)公司5成都華菱公司2江蘇吳縣合成化學(xué)品廠2上海申威氣霧劑公司1湖北田力實(shí)業(yè)公司1.5合計(jì)11.5表1.3我國對二甲醚的市場需求預(yù)測2005年需求量2010年需求量項(xiàng)目（Kt/a）（Kt/a）氣霧劑22.830汽車燃料37308240民用燃料1226019230合計(jì)16012.8275002本設(shè)計(jì)采用的方法作為純粹的DME生產(chǎn)裝置而言，表1.4中列出了3種不同生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由表1-4可以看出，由合成氣一步法制DME的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)較硫酸法和甲醇脫水法為低，因而具有明顯的競爭性。但相對其它兩類方法，目前該方法正處于工業(yè)放大階段，規(guī)模比較小，另外，它對催化劑、反應(yīng)壓力要求高，產(chǎn)品的分離純度低，二甲醚選擇性低，這都是需要研究解決的問題。本設(shè)計(jì)采用汽相氣相甲醇脫水法制DME[7-8]，相對液相法，氣相法具有操作簡單,自動(dòng)化程度較高,少量廢水廢氣排放,排放物低于國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，DME選擇性和產(chǎn)品質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)該法也是目前國內(nèi)外生產(chǎn)DME的主要方法。表1.4二甲醚各種生產(chǎn)方法技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較方法硫酸法氣相轉(zhuǎn)化法一步合成法催化劑反應(yīng)溫度/°C反應(yīng)壓力/Mpa轉(zhuǎn)化率/%二甲醚選擇性/%1000t/a投資/萬元車間成本（元/噸）二甲醚純度/%硫酸130~160常壓~90>99280~3204500~4800≦99.6固體酸催化劑200~4000.1~1.575~85>99400~5004600~4800≦99.9多功能型催化劑250~3003.5~6.090>65700~8003400~36003工藝設(shè)計(jì)3.1工藝條件設(shè)計(jì)3.1.1反應(yīng)原理反應(yīng)方程式：2CH3OH→(CH3)2O+H2O；ΔHr(25℃)=-11770KJ/kmol3.1.2反應(yīng)條件本過程采用連續(xù)操作，反應(yīng)條件：溫度T=250℃~370℃，反應(yīng)壓力P=13.9bar，反應(yīng)在絕熱條件下進(jìn)行。3.1.3反應(yīng)選擇性和轉(zhuǎn)化率選擇性：該反應(yīng)為催化脫水。在400℃以下時(shí)，該反應(yīng)過程為單一、不可逆、無副產(chǎn)品的反應(yīng)，選擇性為100%。轉(zhuǎn)化率：反應(yīng)為氣相反應(yīng)，甲醇的轉(zhuǎn)化率在80%。3.1.4系統(tǒng)循環(huán)結(jié)構(gòu)在DME合成反應(yīng)中，由于甲醇不能完全轉(zhuǎn)化，因此必須對反應(yīng)后的物流進(jìn)行分離，使甲醇同其它的組分分離出來，通過循環(huán)返回反應(yīng)器，從而提高反應(yīng)物的利用率。3.1.5分離工藝從反應(yīng)器中出來的氣體含有二甲醚、未反應(yīng)的甲醇、水等物質(zhì)，它們都是以氣體形式存在。在進(jìn)入分離塔之前，要將氣體冷卻成液體或者氣液兩相共存。三組分的混合體系，至少采用兩個(gè)簡單精餾塔，即一個(gè)二甲醚塔和一個(gè)甲醇回收塔來將三種物質(zhì)分離。根據(jù)在排定簡單精餾塔的塔序時(shí)，人們得到了兩組推理法則[8]。（1）排定塔序的通用推理法則：盡快脫出腐蝕性組分；盡快脫出反應(yīng)性組分或單體；以餾出物移出產(chǎn)品；以餾出物移出循環(huán)物流，如果是循環(huán)送回填料床反應(yīng)器，尤其要這樣。（2）排定塔序的推理法則：流量最大的優(yōu)先；最輕的優(yōu)先；高效率的分離最后；分離困難的最后；等摩爾的分割優(yōu)先；下一個(gè)分離應(yīng)該是最便宜的。根據(jù)上述推理法則，三組分中二甲醚的流量最大，而且也最輕。3.2工藝路線設(shè)計(jì)經(jīng)原料庫來的新鮮甲醇經(jīng)往復(fù)泵P-201升壓和未完全反應(yīng)的甲醇循環(huán)物流相混合進(jìn)入甲醇預(yù)熱器E-201，用低壓蒸汽加熱到154℃,經(jīng)過反應(yīng)器冷卻器E-202換熱到250℃進(jìn)入反應(yīng)器R-201進(jìn)行絕熱反應(yīng)，反應(yīng)器溫度為250-370℃之間，反應(yīng)器出口混合物經(jīng)過反應(yīng)器冷卻器E-202、DME冷卻器E-203,最后進(jìn)入DME分離塔T-201進(jìn)行分離，塔頂?shù)玫郊兌葹?9.5wt％的產(chǎn)品二甲醚，塔底甲醇和反應(yīng)生成的水的混合物進(jìn)入甲醇回收塔T-202進(jìn)行分離。在T-202塔中將水和甲醇分離，塔底得到廢水進(jìn)入廢水處理工序，塔頂?shù)玫降募兌葹?9.3wt%的甲醇循環(huán)使用[9]。工藝流程圖PFD：10萬噸/年二甲醚生產(chǎn)流程圖3.2.1流程模擬與優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)主要包括甲醇、二甲醚和水三種組分，整個(gè)流程采用AspenPlus進(jìn)行模擬，為確保系統(tǒng)物性計(jì)算的準(zhǔn)確性，采用的熱力學(xué)方法是UNIQUAC/SRK，即系統(tǒng)的汽液平衡采用UNIQUAC方法進(jìn)行計(jì)算，二元交互作用參數(shù)可獲得，焓計(jì)算采用SRK方法[7]。3.2.2DME分離塔T-201操作條件確定T-201的作用：1、分離產(chǎn)品DME使產(chǎn)品純度達(dá)到99.95wt％，同時(shí)，產(chǎn)品回收率達(dá)到99.8％。在此目標(biāo)下對該塔進(jìn)行模擬優(yōu)化，尋找達(dá)到該分離要求的最佳操作條件[9]。(1)塔壓力的選擇DME在常壓下的沸點(diǎn)是-24.9℃，所以如果選擇系統(tǒng)壓力在常壓下，則塔頂冷凝器很難對該產(chǎn)品進(jìn)行冷卻。所以塔壓力采用加壓。另一方面隨著操作壓力增加,精餾操作所用的蒸汽、冷卻水、動(dòng)力消耗也增加。精餾高純度DME的操作壓力適宜范圍為0.6～0.8MPa這里采用塔頂冷凝器壓力為8.1bar，塔頂壓力為8.3bar，塔底壓力為8.5bar對該系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算，這樣塔頂溫度為38℃，塔底溫度為145.8℃。這樣塔頂、塔底的公用工程就可以分別用冷凝水和中壓（10-15kgf/cm2）蒸汽來實(shí)現(xiàn)。(2)理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系通過模擬在一定理論板數(shù)下,進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系（達(dá)到分離要求99.95wt％），得到如圖4-2所示的關(guān)系圖[8]。由上圖可得到如下結(jié)論：①當(dāng)理論板數(shù)一定時(shí)，回流比隨進(jìn)料板位置變化出現(xiàn)最小值，這說明進(jìn)料板存在最佳位置，使得該塔達(dá)到分離效果時(shí)需要最小的回流。②隨著理論板數(shù)的增加，達(dá)到分離要求的最佳進(jìn)料板位置也相應(yīng)發(fā)生變化。最佳進(jìn)料位置大約在塔的中部偏上一些，當(dāng)理論板數(shù)超過17時(shí)，最佳進(jìn)料位置大約第八和第九塊理論板之間。這里采用第八塊理論板作為最佳進(jìn)料板。(3)理論板數(shù)對分離效果的影響進(jìn)料位置在第8塊理論板時(shí)，回流比采用0.55時(shí)，探討理論板數(shù)對分離效果的影響，模擬結(jié)果如圖4-3所示：可見理論板數(shù)Nt>＝19塊時(shí)，理論板數(shù)的增加對分離效果增加不明顯，根據(jù)分離要求這里取Nt＝20。(4)回流比對分離效果的影響在NT=20,進(jìn)料位置為8，討論回流比對分離效果的影響，如圖4-4所示。圖4-4DME分離塔T-201回流比對分離效果的影響由此可見,隨著回流比的增大，塔頂DME的雜質(zhì)含量和損失越來越小，但當(dāng)回流比大于0.55時(shí)，曲線趨于平直，說明增大回流對分離效果的提高不大。這里回流比取0.55。根據(jù)模擬結(jié)果，該點(diǎn)的DME純度為99.95wt％，產(chǎn)品中DME收率為99.74％。(5)DME分離塔T-201優(yōu)化結(jié)果同時(shí)考慮DME分離塔T-201對DME分離的純度和收率，優(yōu)化結(jié)果如表2.3：表2.3DME分離塔T-201優(yōu)化結(jié)果理論塔板數(shù)最佳進(jìn)料位置塔頂溫度（°C）他低溫度（°C）塔頂壓力（bar）塔底壓力（bar）20836.29145.823828.18.5回流比產(chǎn)品DME純度（wt%）冷凝器熱（Mmkcal/hr）再沸器（Mmkcal/hr）塔頂采出量（kmol/hr）0.52199.9599.81.76181881.38569487271.391294各物流模擬優(yōu)化結(jié)果如表2.4：表2.4DME分離塔T-201各物流模擬優(yōu)化[10]項(xiàng)目進(jìn)料物流塔底出料塔項(xiàng)出料摩爾流率（kmol/hr）DME甲醇水摩爾分?jǐn)?shù)DME甲醇水質(zhì)量流率（kmol/hr）DME甲醇水質(zhì)量分?jǐn)?shù)DME甲醇水271.739712135.598119277.4543850.396820680.198013520.405165812518.78764344.856634998.418430.57262610.198739560.228634350.543497135.4031277.45440.0013150.3275340.67115125.038414338.6064998.4180.0026740.4634240.533901271.19620.1950622.01E-050.9992810.0007197.39E-0812493.756.2502170.0003610.99950.00052.89E-08總流率（kmol/hr）總流率（kg/hr）溫度（°C）壓力（bar）密度（kmol/m3）密度（kg/m3）684.79221621862.062710013.44.44346211141.85799413.40099362.063145.82388.532.66813739.8172271.39131250036.569728.10.35596816.395543.2.3甲醇回收塔T-202操作條件確定T-202的作用：1、回收未完全反應(yīng)的甲醇回收率達(dá)到99.95％，純度達(dá)到99wt％在此目標(biāo)下對該塔進(jìn)行模擬優(yōu)化，尋找達(dá)到該分離要求的最佳操作條件[9-11]。(1)塔壓力的選擇甲醇在常壓下的沸點(diǎn)是64.53℃，所以可以選擇系統(tǒng)壓力在常壓下，這里采用塔頂冷凝器壓力為1.1bar，塔頂壓力為1.3bar，塔底壓力為1.6bar對該系統(tǒng)進(jìn)行模擬計(jì)算，在滿足分離要求的情況下塔頂溫度為64.8℃，塔底溫度為112.7℃。這樣塔頂、塔底的公用工程就可以分別用冷凝水和低壓（5kgf/cm2）蒸汽來實(shí)現(xiàn)。(2)理論板數(shù)、進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系通過模擬在一定理論板數(shù)下,進(jìn)料板位置和回流比的關(guān)系（達(dá)到分離要求甲醇純度99.wt％和回收率99.95％）。由此可見,隨著回流比的增大，塔頂甲醇的雜質(zhì)含量和損失越來越小，但當(dāng)回流比大于1.25時(shí)，曲線趨于平直，說明增大回流對分離效果的提高不大。這里回流比取1.20。根據(jù)模擬結(jié)果，該點(diǎn)的甲醇純度為99.0225wt％，循環(huán)中甲醇回收率為99.93％。(3)甲醇回收塔T-202優(yōu)化結(jié)果各物流模擬優(yōu)化結(jié)果如表2.6：表2.6甲醇回收塔T-202各物流模擬優(yōu)化結(jié)果項(xiàng)目進(jìn)料物流塔底出料塔頂出料摩爾流率（kmol/hr）DME甲醇水摩爾分?jǐn)?shù)DME甲醇水質(zhì)量流率（kg/hr）DME甲醇水質(zhì)量分?jǐn)?shù)DME甲醇水總流率（kmol/hr）總流率（kg/hr）溫度（℃）壓力（bar）密度（kmol/m3）0.54349172135.403055277.4543160.001314680.327534520.6711507925.03814184338.606344998.417190.002674420.463424240.53390133413.4008629362.06167140.6205527.49.88721850.543492134.45511.0258490.0039960.9884630.00754225.038144308.23318.480970.0057540.990.004247136.02454351.7264.837831.123.387041.78E-140.947909276.42856.43E-170.0034170.9965838.22E-1330.373044979.9361.64E-160.0060620.993938277.37645010.309112.70751.649.965543.3工藝設(shè)計(jì)3.3.1設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)規(guī)模：100,000噸DME/年，按照8000小時(shí)開工計(jì)算，產(chǎn)品流量12,500kg/h，合271.332kmol/h。設(shè)計(jì)要求：產(chǎn)品DME：回收率為99.8％，純度為99.95wt％?；厥占状迹夯厥章?9.95％，純度為99.0wt％。3.3.2各換熱單元的熱負(fù)荷在優(yōu)化DME精餾塔、甲醇回收塔的操作條件下，各系統(tǒng)物流所需的熱負(fù)荷如表2.7所示：表2.7系統(tǒng)物流所需要的熱負(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）MCP（106kcal/hr）熱物流OutputE-205E-207E-208369.2159.4637.571.2112.7159.46100.036.364.950.02.31614.97181.76182.56820.31970.01100.08361.46820.40760.0051合計(jì)：11.9376*106kcal/hr冷物流FEEDE-204E-20633.6154155.0142.1112.9154.0155250.0145.8113.32.33744.51470.97021.38572.07270.01944.51470.01020.37455.1818合計(jì)11.2807*106kal/hr合計(jì)：需要冷量0.6569*106kcal/hrOutput：反應(yīng)器出料的冷卻階段:分冷卻到露點(diǎn)（159.46）、露點(diǎn)到部分冷凝（159.46-100）兩階段。（該物流的泡點(diǎn)為97℃。）FEED：反應(yīng)器進(jìn)料的預(yù)熱階段，分預(yù)熱到泡點(diǎn)（154）、蒸發(fā)（154-155）、過熱（155-250）三階段。3.3.3工藝物流換熱方案的提出為了充分利用系統(tǒng)能量，降低公用工程消耗，需進(jìn)行用能的綜合分析[15]。由于反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度為250～370℃，即反應(yīng)混合物預(yù)熱到250℃進(jìn)入反應(yīng)器絕熱反應(yīng)，這里不對其進(jìn)行能量分析。用挾點(diǎn)分析法進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)合成，系統(tǒng)的溫焓圖。不考慮反應(yīng)器的放熱量，系統(tǒng)總共需放熱11.93×106kcal/hrkcal/hr，吸熱11.28×106kcal/hr，所以系統(tǒng)共需要冷量0.6569×106kcal/hr。圖4-4所示為系統(tǒng)的的溫焓圖，紅線所示為熱流的復(fù)合曲線，藍(lán)線所示為冷流的復(fù)合曲線，黑線所切之處為夾點(diǎn)所在位置，系統(tǒng)采用的傳熱最小溫差為10℃，由圖中可知系統(tǒng)的夾點(diǎn)溫度為112.9～122.9℃[16-17]。1.為了充分利用反應(yīng)器放出的熱量，由反應(yīng)器R-201出來的物料，先經(jīng)過E-202與反應(yīng)器的進(jìn)料換熱，將反應(yīng)器進(jìn)料由152.7℃加熱到250℃，同時(shí)將出料溫度由369.3℃降低到162.7℃，經(jīng)過該匹配可分別節(jié)約冷熱公用工程2.286×106kcal/hr。這里的熱公用工程應(yīng)該是高壓蒸汽（40公斤（表）壓力蒸汽溫度為251℃）。2.經(jīng)過上述換熱的熱物流，可以繼續(xù)加熱T-202的塔底再沸器物流，該匹配換熱量為2.073×106kcal/hr，同時(shí)熱物流由162.7℃降低到143.0℃。3.經(jīng)過上述換熱的熱物流，可以繼續(xù)用來加熱新鮮原料甲醇和循環(huán)甲醇，將其由33.7℃加熱到133.0℃。該匹配換熱量為1.866×106kcal/hr，同時(shí)熱物流由143.0℃降低到116.7℃。經(jīng)過上述的換熱匹配過程，可分別節(jié)約冷熱公用工程6.225×106kcal/hr。這樣冷熱公用工程消耗總量如表2.8：表2.8匹配前后公用工程消耗總量對照表項(xiàng)目熱公用工程（106kcal/hr）冷公用工程(106kcal/hr)匹配前匹配后節(jié)能%11.93765.712652.1411.28075.055744.823.3.4物料衡算物料衡算表及物料流程圖物料衡算表及物料流程圖表2.910萬噸/年二甲醚生產(chǎn)流程物料衡算物流號123456789溫度（℃）壓力（bar）汽相摩爾分?jǐn)?shù)25.01.00.0025.415.50.0033.715.20.00154.015.01.00250.014.71.00369.213.91.00285.913.81.00100.013.40.0984.89.00.09摩爾流率（kmol/hr）二甲醚甲醇水總流率總流率密度kg/m3平均分子量0.0000.9940.005547.81748.95798.131.90.00000.99460.0054547.8817481.95798.1931.910.00110.99370.0052684.8021862.19788.0631.910.00110.99370.0052684.8021862.1915.3731.910.00110.99370.0052684.8021862.1911.4831.910.57260.19870.2286684.8021862.198.5031.910.57260.19870.2286684.8021862.199.9831.910.19870.19870.2286684.8021862.19141.8831.910.57260.19870.2286684.8021862.19141.8531.91物流號1011121314151617溫度（℃）壓力（bar）汽相摩爾分?jǐn)?shù)36.38.10.00145.88.50.0097.82.00.0265.415.50.0013.31.60.0050.01.20.0036.38.10.0065.41.30.00摩爾流率（kmol/hr）二甲醚甲醇水271.200.200.000.54135.40277.460.54135.40277.460.54135.341.040.000.07277.460.000.07277.46141.280.100.000.66165.021.27質(zhì)量分?jǐn)?shù)二甲醚甲醇水總流率總流率密度kg/m30.99950.00050.000012500.0012500.00634.040.00270.46340.53399362.199362.19739.820.00270.46340.53399362.199362.19223.910.00570.99000.00434380．244380．24747.540.00000.00040.99964981.954981.95903.530.00000.00040.99964981.954981.95968.960.99950.00050.00006512.016512.01634.040.00570.99000.00435341.035341.03747.543.4過程控制3.4.1反應(yīng)進(jìn)料控制由于反應(yīng)在高壓下進(jìn)行，原料在進(jìn)反應(yīng)器之前需要升高壓力，這里采用往復(fù)泵P201A/B,由于往復(fù)泵的正位移性，它的出口流量是一定的，如果要調(diào)節(jié)進(jìn)料量，必須采用旁路調(diào)節(jié)，這里采用簡單的反饋控制，即通過測量物流3的流量來調(diào)節(jié)進(jìn)料量，如果進(jìn)料量大于設(shè)定值，就將旁路閥門開大些，使更多的物料返回，反之，關(guān)小旁路閥。3.4.2進(jìn)料預(yù)熱控制由于反應(yīng)要求在250℃～370℃之間進(jìn)行，反應(yīng)器采用絕熱條件，進(jìn)料需要達(dá)到250℃，當(dāng)采用換熱網(wǎng)絡(luò)匹配供熱時(shí)，要求E-202的出口溫度達(dá)到250℃，為此需要對E-202A的進(jìn)口蒸汽進(jìn)行控制。當(dāng)系統(tǒng)在開車時(shí)，E-202A應(yīng)該采用高壓蒸汽進(jìn)行加熱，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定操作時(shí)，采用中壓蒸汽進(jìn)行加熱。另外，當(dāng)穩(wěn)定操作時(shí)，采用前饋/反饋控制來控制進(jìn)入反應(yīng)器的物流的溫度為250℃。(1)E-203出口溫度控制適宜的進(jìn)料熱狀況對塔T-201的分離有影響，這里控制溫度在100℃，保證物料在兩相區(qū)，溫度太低會(huì)增加塔底的熱負(fù)荷，同時(shí)浪費(fèi)了冷公用工程，溫度過高不利于提高DME的純度，采用簡單的反饋控制，通過控制E-203的冷公用工程（冷凝水）的用量來控制E-203出口溫度。(2)T-201塔底液位控制通過測量T-201塔底液位來控制出料量，采用簡單的反饋控制。(3)T-202塔底液位控制通過測量T-202塔底液位來控制出料量，采用簡單的反饋控制。(4)V-201的液位控制通過測量V-201液位來控制塔頂出料量，采用簡單的反饋控制。(5)V-202的液位控制通過測量V-202液位來控制塔頂出料量，采用簡單的反饋控制。(6)T-201塔的回流量控制通過測量塔頂產(chǎn)品DME組成來控制回流量，采用串級控制。(7)T-202塔的回流量控制通過測量塔頂甲醇組成來控制回流量，采用串級控制。4結(jié)論和建議4.1結(jié)論與以前所做工作相比，我們的改進(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。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。4.2建議由于時(shí)間有限，所做的設(shè)計(jì)還有一些不足的地方，現(xiàn)提出如下一些改進(jìn)意見：1.設(shè)備尺寸計(jì)算：即根據(jù)流量、轉(zhuǎn)化率、熱負(fù)荷等模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行各設(shè)備尺寸計(jì)算。2.經(jīng)濟(jì)衡算：本設(shè)計(jì)所做經(jīng)濟(jì)衡算只做了初步的概算，建議詳細(xì)闡明。3.環(huán)境保護(hù)：本項(xiàng)目中關(guān)于環(huán)境保護(hù)的有關(guān)措施及建議所提甚少，根據(jù)工藝特點(diǎn)及要求需要提出具體方案。參考文獻(xiàn)[1]孟曉橋.二甲醚作為二次能源的前景分析