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年产 10 万吨二甲醚初步工艺设计年产 10 万吨二甲醚初步工艺设计目 录摘要前言1 文献综述 11.1 二甲醚概述 11.1.1 二甲醚的发展现状 11.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展 11.2 国内二甲醚市场简况 21.2.1 现状 21.2.2 国内市场预测 41.3 国外二甲醚市场简况 51.3.1 现状 51.3.2 国外市场预测 61.4 原料说明 71.6 二甲醚的主要技术指标 81.6.1 技术要求 81.6.2 试验方法 92 DME 产品方案及生产规模 112.1 产品品种、规格、质量指标及拟建规模 112.2 产品规格、质量指标 112.3 产品方案分析及生产规模分析 123 工艺流程介绍 123.1 生产方法简述 123.2 工艺流程说明 143.3 生产工艺特点 163.4 主要工艺指标 163.4.1 二甲醚产品指标 163.4.2 催化剂的使用 174 主要塔设备计算及选型 174.1 汽化塔及其附属设备的计算选型 174.1.1 物料衡算 174.1.2 热量衡算 194.1.3 理论板数、塔径、填料选择及填料层高度的计算 214.1.4 汽化塔附属设备的选型计算 254.2 合成塔及其附属设备的计算选型 264.2.1 物料衡算 264.2.2 合成塔的选取选取： 264.2.3 热量衡算及附属设备的选型计算 264.3 初馏塔及其附属设备的计算选型 294.3.1 物料衡算 304.3.2 热量衡算 314.3.3 理论塔板数的计算 324.3.4 初馏塔主要尺寸的设计计算 3334.3.5 塔径设计计算 344.3.6 填料层高度的计算 354.3.7 附属设备的选型计算 364.4 精馏塔及其附属设备的计算选型 374.4.1 物料衡算 374.4.2 热量衡算 384.4.3 理论塔板数的计算 404.4.4 初馏塔主要尺寸的设计计算 404.4.5 塔径设计计算 424.4.6 填料层高度的计算 434.4.7 附属设备的选型计算 434.5 回收塔及其附属设备的计算选型 444.5.1 物料衡算 444.5.2 热量衡算 454.5.3 理论塔板数的计算 474.5.4 回收塔主要尺寸的设计计算 474.5.5 塔径设计计算 494.5.6 填料层高度的计算 504.5.7 附属设备的选型计算 505 环境保护及三废处理 515.1 主要污染源及主要污染物 515.2 设计中采取的环保措施及其简要处理工艺流程 515.3 装置危险性物料主要物性 536 财务初步分析 536.1 概述 536.2 经济初步估算 546.2.1 产品量 546.2.2 投资估算 546.3 产品成本估算 546.4 财务评价 556.4.1 年销售收入估算 556.4.2 年销售税金及附加估算 556.4.3 利润总额及分配 556.4.3 不确定性分析 556.5 结论 557 结束语 56参考文献 57附表一：生产的主要设备其型号、数量、状况表 58附表二：主工艺参数表 60附图 1 汽化合成工艺流程图附图 2 初馏工艺流程图附图 3 精馏工艺流程图年产 10 万吨二甲醚初步工艺设计附图 4 回收工艺流程图附图 5 精馏塔装配图附图 6 总平面布置图年产 10 万吨二甲醚初步工艺设计前 言二甲醚又称甲醚、木醚氧、二甲，是最简单的脂肪醚重要的甲醇下游产品之一。

二甲醚的理化性质比较独特， 热植高， 无毒、 无害， 具有潜在的广泛用途， 除作为有机化工原料广泛用于制药、 染料、农药等，还用于替代氟里昂用作汽溶胶喷射剂和制冷剂，由于其良好的燃料性能，具有实用、通用、环保、安全、 质优价廉的优点， 最近作为民用代用燃料和柴油代用燃料， 二甲醚受到人民的日益重视20 世纪 70 年代，二甲醚开始被用作气雾剂，以取代破坏臭氧层的氟里昂近几年来，在各国寻求清洁燃料的过程中， 二甲醚的良好燃烧性能和低污染排放的特性使其日益受到重视 二甲醚作为清洁燃料具备如下特征： （ 1）资源量丰富，来源广； （2）环境友好，其排放物对环境的影响很小； （ 3） 技术可行、成熟，可在大范围内使用； （ 4）经济可行，其成本有竞争力； （ 5）易于实现，其运行所需要的基础设施和现有基础设施基本相容，不需要另装一套装置本设计流程简洁明畅，工艺条件温和，操作简易方便而且设备台数较少，设备制作立足于国内现状，均能在国内制造而不需进口，可大大降低项目投资按国家现行基本建设政策和市场价格对本项目进行了财务评价计算工程总投资估算值 14300 万元，项目的内部收益率所得税前为 13.82%，高于基准收益率 12%。

其它各项效益指标及盈亏平衡分析结果均表明本项目具有很强的抗风险能力 上述各方面问题的研究结果表明， 10 万吨 /年二甲醚项目符合国家产业政策和未来能源市场发展方向， 市场预测乐观，工艺方案合理，工艺技术成熟可靠，投资估算和财务评价结果也表明项目经济效益明显本设计包括设计说明书和图纸两部分说明书主要包括工艺流程的确定，物料衡算，热量衡算， 工艺设备的设计及选型，厂房平面布置，还有进行初步的经济分析等图纸包括工艺流程图，主设备图，车间布置平面等1 文献综述1.1 二甲醚概述1.1.1 二甲醚的发展现状自 20 世纪 70 年代，二甲醚开始被用作气雾剂，以取代破坏臭氧的氟利昂近几年来，在各国寻求清洁车用替代燃料的过程中，二甲醚的良好燃烧性能和低污染排放特性使其日益受到重视二甲醚（ DME ）常温常压下是一种无色低毒的可燃性气体，性能与液化石油气相似，燃烧时不析碳，无残液，燃烧废气无毒，是一种理想的清洁燃料 DME 还是一种新型的、理想的、可替代车用燃料的“ 21 世纪的绿色燃料” 随着环境污染的日益严重及石油资源的日益匮乏，对二甲醚的需求量迅速增加，因此二甲醚的合成研究已成为各国科技人员的研究焦点。

二甲醚是 21 世纪的超清洁燃料，无论是作为民用燃料、或替代柴油、汽油作为汽车燃料、或是用于发电，其制备、储运等都比较容易解决，并能促进新一代汽车、电力等工业的发展目前，二甲醚发展的关键问题在于配套措施不完善、市场发展不成熟、二甲醚使用观念有待更新1.1.2 二甲醚的传统领域的应用及其拓展（ 1）传统领域的应用第一，做气雾剂、制冷剂和发泡剂DME 作为停止使用的氯氟烃的替代物，在气雾剂制品中显示出良好的性能，如：①不污染环境，对臭氧破坏系数为零；② DME 在水中溶解度为 34%，若加 6%的乙醇，则可与水混溶，它与各种树脂也有极高的溶解能力；③毒性很微弱，用在化妆品上观察不到有什么问题；④可用水或氟制剂作阻燃剂；⑤使喷雾产品不易致潮，加之与其他气雾剂相比，其成本低、价格便宜从而被认为是新一代理想的气雾推进剂在西欧各国已经成为民用气溶胶制品的氯氟烃的替代品目前 DME 在世界喷射剂的用量中居第二位， 仅次于碳氢化合物， 其次，由于 DME 容易液化的特性，许多国家正在开发以 DME 代替氯氟烃做制冷剂的技术 Bohnenn 报道了用 DME 与氟里昂混合制成特种制冷剂，通过大量实验后，认为随着 DME 含量的增加，制冷能力增加，能耗降低并且在冷冻食品时可免除异味和臭味。

另外 Kohl 等人报道了以 DME 、丙烷、丁烷制无氟制冷剂的方法第二， DME 作为化学中间体，主要用于制造硫酸二甲酯DME 同发烟硫酸反应可以生成硫酸二甲酯；同苯胺反应生成高纯 N， N-二甲基苯胺，脱水成乙烯，羰基化可以制取醋酸甲酯；与硫化氢反应生成二甲基硫醚，进而可生成二甲基亚砜除此之外 DME 还是重要的化工原料 ,可用于许多精细化学品的合成 ,同时在轻化、 制药、燃料、 农药等工业中有许多独特的用途 2）新近拓展的应用领域作为新型高效清洁燃料是 DME 应用领域的一个崭新的拓展应用领域 DME 作为民用燃料比液化气具有更优良的物理化学性能（如表 1，表 2 所示）由于 DME 的分子结构与烃类不同，只有 C-H 与 C-O 键，没有 C-C 键，所以燃烧时无黑烟， CO 与 NOx 排放量很低，符合洁净燃料的要求；而且58年产 10 万吨二甲醚初步工艺设计燃烧性能良好，燃烧废气无毒，完全符合卫生标准；单一组成，无残液；在室温下可压缩成液体，用现有的液化石油气罐盛装，燃具与LPG 基本通用，是优良的民用洁净燃料当温度在37．8℃时，二甲醚的蒸汽压低于 1378kPa，符合液化石油气的要求（如表1-1）所示。

表 1 DME液化气与液化石油气性质比较压力 Mpa燃烧温度爆炸下限预混气热值项目分子量理论空气量(60℃)℃%KJ/ m3LPG56.61.9220551.711.323903DME46.071.3522503.456.964219表 2对比项目DME 与 0＃柴油的比较DME 0＃柴油分子量46.07190～220沸点（℃）-24.9180～360十六烷值55～6040～50低热值（ kJ/kg）2884042500理论空燃比914.6氧含量（ %）34.8—硫化物—有1.2 国内二甲醚市场简况1.2.1 现状中国 DME 生产起步较晚， 但发展加快 1994 年广东中山化工厂建成 2500 吨/年 DME 生产装置此前，只有江苏昆山化工厂有少量生产近几年，国内陆续又有一些厂家投产 DME ，其中生产规模较大的有山东临沂鲁明化工有限公司、广东中山精细化工实业有限公司、江苏吴县合成化工厂、江苏昆山化工原料厂、 湖南雪纳新能源有限公司﹑山东久泰科技股份有限公司及泸天化公司等企业， 年总产量已超过 50 万吨近年来， 我国 DME 的生产发展迅速 2002 年全国 DME 总生产能力仅有 3.18 万吨 /年，产量约为2 万吨/ 年，开工率处于 63％的较低水平。

到 2006 年，发展到 30 多家生产企业，年生产能力约 48 万吨，产量约 32 万吨，开工率 67%4 年间能力和产量迅速增长，起年均增长率分别为 79%和 96%宁夏银川正在筹划的年产 83 万吨 DME 项目，计划今年年底投产， 初步决定采用美国空气产品与化学品公司技术计划投资 47.8 亿元宁夏石化集团公司、中煤四达矿业公司、西安交通大学、原化工部第二设计院、中国成达化学工程公司等参与合作该项目将由煤炭为起始原料生产 DME 项目建设将分二个阶段，第一阶段生产 21 万吨 /年，第二阶段再扩增 62 万吨 /年由美国贸易发展署出资援助招标、美国福陆公司中标所作的宁夏煤基 DME （一期） 83 万吨／年项目报告已于 2004 年 4 月完成，后因资金技术问题项目尚未启动宁夏煤炭资源丰富，但因。