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由于二甲醚的性质与液化气相近，易贮存、易压缩，因而可替代天然气、煤气、LPG作民用燃料。2002年我国LPG的表观消费量为1620万吨，同时中国自1990年开始大量进口LPG，2002年LPG进口量为626万吨。如果二甲醚的价格合适，假设二甲醚替代进口的LPG，以目前的进口量计算，需要燃料级二甲醚约1000万吨。随着人民生活水平的不断提高，对民用燃料的需求量将会有较大的增长，特别是对天然气、二甲醚、LPG等清洁能源的需求一定会有很大的增长，因此，二甲醚作为民用燃料的发展前景十分光明。本设计采用气相法制备二甲醚工艺。将甲醇加热蒸发，甲醇蒸气通过γ-AL2O3催化剂床层,气相甲醇脱水制得二甲醚。气相法的工艺过程主要由甲醇加热、蒸发、甲醇脱水、二甲醚冷凝及精馏等组成。主要完成以下工作： 1）全过程的物料及能量衡算； 2）通过对ASPENPLUS的学习对精馏系统进行模拟； 3）二甲醚精馏塔的选型设计计算； 4）二甲醚精馏塔选型的校核； 5）通过对塔的设计计算，画CAD图 第1章文献综述1 1.1二甲醚的性质1 1.1.1甲醚的市场调研1 1.1.2二甲醚行业面临的现状1 1.2二甲醚生产技术2 1.2.1合成气一步法2 1.2.2两步法生产技术3 1.2.3二甲醚生产工艺的对比4 1.3甲醇气相法制取二甲醚4 1.3.1甲醇气相脱水制二甲醚过程热力学分析4 1.3.2甲醇气相脱水制二甲醚宏观动力学研究9 1.4甲醇气相脱水制二甲醚精制分离11 1.4.1二甲醚精馏的影响因素的讨论12 1.4.2二甲醚精馏塔数学模型及求解13 1.5结语14 第2章技术分析15 2.1反应原理15 2.2反应条件15 2.3反应选择性和转化率15 2.4催化剂的选择15 2.5精馏塔的选择15 第3章物料衡算与能量衡算16 3.1反应器16 3.1.1物料衡算16 3.1.2能量衡算17 3.2二甲醚精馏塔17 3.2.1进料温度的计算17 3.2.2二甲醚精馏塔18 3.3甲醇精馏塔的衡算22 3.4甲醇缓冲罐23 第4章二甲醚精馏塔结构计算24 4.1精馏塔的工艺条件26 4.2工艺尺寸的计算28 4.2.1气液相负荷与体积流率28 4.2.2塔径的计算29 4.2.3精馏塔有效高度的计算31 4.3塔板主要工艺尺寸的计算31 4.3.1溢流装置计算31 4.3.2弓形降液管宽度Wd和截面积Af 31 4.3.3降液管底隙高度h0 31 4.4塔板布置32 4.4.1塔板的分块32 4.4.2边缘区宽度确定32 4.4.3开孔区面积计算32 4.4.4筛孔计算及排列32 4.5塔板的流体力学验算32 4.5.1塔板压降33 4.5.2液面落差33 4.5.3液沫夹带33 4.5.4漏液35 4.5.5液泛35 4.6塔板负荷性能图36 4.6.1漏液线36 4.6.2液沫夹带线36 4.6.3液相负荷下限线37 4.6.4液相负荷上限线37 4.6.5液泛线37 第5章辅助设备计算41 5.1精馏塔接管41 5.1.1塔顶蒸气出口管的直径41 5.1.2回流管的直径41 5.1.3进料管的直径41 5.1.4塔底出料管的直径42 5.1.5塔釜进气管42 5.2人孔42 5.3裙座42 5.3.1裙座选材42 5.3.2裙座的结构43 5.4封头高度44 5.5精馏塔高度45 第6章二甲醚精馏塔塔内件机械强度设计及校核45 6.1精馏塔筒体和裙座壁厚计算46 6.2精馏塔塔的质量载荷计算46 6.2.1塔壳和裙座的质量46 6.2.2封头质量46 6.2.3裙座质量46 6.2.4塔内构件质量46 6.2.5人孔、法兰、接管与附属物质量46 6.2.6保温材料质量47 6.2.7平台、扶梯质量47 6.2.8操作时塔内物料质量47 6.2.9充水质量47 6.3地震载荷计算48 6.4风载荷计算49 6.4.1风力计算49 6.4.2风弯矩计算51 6.5各种载荷引起的轴向应力52 6.5.1计算压力引起的轴向应力52 6.5.2操作质量引起的轴向压应力52 6.5.3最大弯矩引起的轴向应力52 6.6筒体的强度与稳定性校核53 第7章总结讨论54 7.1设计过程的评述和有关问题的讨论54 参考文献54