万吨二甲醚装置生产流程设计.ppt

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,（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500×10-6g/g 水含量0.05×10-6g/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= 2500C3700C 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！,