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1.概 述

1.1 項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模、質(zhì)量指標(biāo)

建設(shè)規(guī)模:二甲醚生產(chǎn)能力3000噸/年

年運(yùn)行時(shí)數(shù):8000小時(shí)

產(chǎn)品質(zhì)且指標(biāo):

二甲醚純度 (wt%):  業(yè)工級(jí) ≥99.95%

甲醇(wt%):                ≤0.01%

水(wt%):                  ≤0.01%

沸點(diǎn):                     -22.6-26.6 ℃

密度(kg/m3,℃):           660-680

1.2  目頊背景

近年來(lái)我國(guó)每年進(jìn)口原料油、成品油已達(dá) 1.1～1.45億噸以上,2006年全年進(jìn)口原油1.45億噸,對(duì)外依存度達(dá)43%。從能源安全戰(zhàn)略考慮, 國(guó)家《煤化工產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》擬定出我國(guó)到2O10年二甲醚產(chǎn)量能達(dá)500萬(wàn)噸,到2015年達(dá)1200萬(wàn)噸/年,2020年達(dá)2O00萬(wàn)噸/年,將二甲醚列為國(guó)家提倡主導(dǎo)發(fā)展的替代能源產(chǎn)品之一,為二甲醚產(chǎn)業(yè)注入了新的動(dòng)力,市場(chǎng)前景*。

二甲醚作為甲醇下游產(chǎn)品,近年來(lái)發(fā)展迅速,在民用燃料領(lǐng)域的應(yīng)用得到了快速拓展,因此建設(shè)一套萬(wàn)噸級(jí)二甲醚生產(chǎn)裝置, 不僅可提高甲醇產(chǎn)品的附加值并可增強(qiáng)產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)變化的適應(yīng)能力,在國(guó)家致力開(kāi)發(fā)新型能源機(jī)遇下, 先期進(jìn)入能源市場(chǎng)領(lǐng)域,在本地區(qū)贏得市場(chǎng)先機(jī)是非常必要的。

2 市場(chǎng)分析

2.1 產(chǎn)品用途

★ 作氣霧推進(jìn)劑；

★ 作甲基化試劑用于醫(yī)藥、農(nóng)藥與染料的合成；

★ 作致冷劑(無(wú)奴致冷劑)；

★ 作發(fā)泡劑；

★ 撥基化制乙酸、乙酐、甲酯；

★ 與苯胺烷基化反應(yīng)生成N,N-二；

★ 用于,乙腈,甲氧基乙酸的生產(chǎn)；

★ 代替化氣或摻入化氣中作民用燃料；

★ 代替柴油作車用或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料；

★ 作汽油添加劑；

★ 作低碳烯烴；

★ 作溶劑；

2.2 市場(chǎng)預(yù)測(cè)

2.2.1  二甲醚產(chǎn)能

2004年以前世界上二甲醚的生產(chǎn)公司不多,生產(chǎn)能力約I70kt/a。

而國(guó)內(nèi)二甲醚生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模均較小,2006年自從綠源化工公司投產(chǎn)100kt/a二甲醚

裝置后,新建和擬建的二甲醚裝置都較大,近幾年產(chǎn)能迅速擴(kuò)大。據(jù)不*統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)二甲醚產(chǎn)能己達(dá)到約77.3kt/a, 居世界*。

據(jù)報(bào)導(dǎo),近幾年我國(guó)在建和擬建的二甲醚裝置有唐山鳳輝化工有限公司的100kt/a、寧夏銀川的830kt/a、 內(nèi)蒙古鄂爾多斯的1000kt/a、陜西新興燃料燃具公司的200kt/a、山西七一能源有限公司的100kt/a、山西鑫盛煤化工有限公司的100kt/a等、河南義馬煤氣

化公司的100kt/a二甲醚工程已經(jīng)開(kāi)工建設(shè),瀘天化在內(nèi)蒙古建設(shè)的100kt/a二甲醚已開(kāi)

工。未來(lái)幾年我國(guó)二甲醚新增產(chǎn)能會(huì)達(dá)3500kt/a。

2.2.2  市場(chǎng)預(yù)測(cè)

二甲醚（DME）是新型能源甲醇的下游產(chǎn)品。享有“2O世紀(jì)清潔能源"美稱。作為一種新型能源具有被廣泛用于生活、工業(yè)、燃料等領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。理由在于:

a、 二甲醚作為替代燃料,與天然氣、甲醇、乙醇相比較有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外

大量研究結(jié)果表明,二甲醚化后用作汽車燃料,其燃燒效果比甲醇好,具有甲醇燃料的優(yōu)點(diǎn),又克服了其低溫起動(dòng)性能和加速性能差的缺點(diǎn),同時(shí)大規(guī)模生產(chǎn)成本不會(huì)高于柴油,成本和污染都低于丙烷和壓縮天然氣等低污染替代燃料。

b 、作為民用燃料,二甲醚化氣性能與化石油氣 (簡(jiǎn)稱 LPG)似相,見(jiàn)表 1。

                  表1 化石油氣與二甲醚性質(zhì)

由表1可見(jiàn),在同等溫度條件下DME的飽和蒸汽壓低于LPG,因而貯運(yùn)更安全;DME的爆炸下限為LPG二的倍,作為民用燃料更安全;DMG熱值比LPG低,但由于含O₂34.8%,燃燒所需理論空氣雖比LPG得低多,因此預(yù)混氣理論燃燒溫度與值熱反而高于LPG。常溫下,DME在0.5MPa壓力下便可化,使用方便。

DHE燒燃性能良好,綜合熱效率高于LPG,燒燃過(guò)程中無(wú)殘、不析碳、無(wú)黑煙,是優(yōu)質(zhì)清潔的民用燃料。

DME與LPG性能十分接近,常溫時(shí)壓力等級(jí)相似 (DME的相應(yīng)壓力低于LPG),鋼瓶灶具及罐裝設(shè)備可以通用,二者能以任何比例摻混,DME對(duì)LPG替代比為 1.15:1。

我國(guó)每年進(jìn)口大量LPG供國(guó)內(nèi)需要(見(jiàn)表2),隨著我國(guó)建設(shè)小康社會(huì)和社會(huì)主義

新農(nóng)村的深入,城市居民普遍使用天然氣、城市煤氣和LPG為作生活燃料,廣大農(nóng)村居民

也逐步由砍柴燒薪燒煤轉(zhuǎn)向使用清潔方便的LPG,DME替代LPG既可減少國(guó)家進(jìn)口壓力節(jié)約

外匯,又可滿足居民需求,減少砍伐林木破壞植被,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,減少環(huán)境污染。

表2 化石油氣歷年消費(fèi)與進(jìn)口

注:※為預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)

c、替代氟氯烷、氟利昂等作拋射劑、制冷劑等具有安全性好、價(jià)格低廉、對(duì)大氣臭

氧層無(wú)破壞等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)有關(guān),未來(lái)五年內(nèi)我國(guó)二甲醚市場(chǎng)需求將達(dá)500～1000萬(wàn)噸。

d、市場(chǎng)預(yù)測(cè)

2O10我年國(guó)石油消費(fèi)量將達(dá)到345Mt,需要進(jìn)口石油 150Mt,其中40%加工成柴油計(jì)就是 60Mt。這么大的進(jìn)口量給我國(guó)能源安全造成巨大的壓力和威脅。用二甲醚替代柴油,技術(shù)問(wèn)題造成的障礙通過(guò)攻關(guān)會(huì)很快解決,二甲醚柴油車廣泛推廣應(yīng)用為時(shí)不會(huì)太晚。如果替代10%的柴油量9也會(huì)迭到6Mt二甲醚需求,這是一個(gè)潛力臣大的市場(chǎng)。

專家還預(yù)測(cè)2O10年我國(guó)化石油氣的進(jìn)口量會(huì)達(dá)到19.2Mt。即使不考慮柴油替代問(wèn)題,單單用二甲醚全部替代進(jìn)口的化石油氣就是一個(gè)非常廣闊的巨大市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)一些二甲醚生產(chǎn)企業(yè)己經(jīng)部分地用二甲醚替代了當(dāng)?shù)氐倪M(jìn)口化石油氣,獲得了相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。民用潔凈燃料二甲醚的應(yīng)用已經(jīng)葸及百姓,也激發(fā)了一些公司加速建設(shè)二甲醚生產(chǎn)裝置的積極性。

我國(guó)已經(jīng)建成和擬建企業(yè)二甲醚的總生產(chǎn)能力未來(lái)兩三年可能達(dá)到鈿t/a以上,但對(duì)

于 19.2Mt/a的化石油氣進(jìn)口量來(lái)說(shuō)仍然是杯水車薪。

正是巨大的市場(chǎng)需求,刺激了那么多的企業(yè)計(jì)劃建設(shè)大型的二甲醚生產(chǎn)裝置。

按相關(guān)資料分析預(yù)計(jì),在我國(guó)2005氣年霧劑級(jí)二甲醚需求量約2.28萬(wàn)噸/年,2010年～3萬(wàn)噸/年;我國(guó)進(jìn)口化氣量加上國(guó)產(chǎn)化氣量 1000萬(wàn)多噸,總消費(fèi)量已達(dá) 2220萬(wàn)噸,按每噸化氣4:1配比添加二甲醚計(jì),即每年需添加二甲醚達(dá)550萬(wàn)噸以上。菏澤市是一個(gè)擁有100萬(wàn)人口的城市,按50萬(wàn)有經(jīng)濟(jì)實(shí)力的人口使用化氣計(jì)。就需潔凈燃料3萬(wàn)噸/年,還不計(jì)中小城鏌用量,囚此,在菏澤新建10Kt/a二甲醚裝置的市場(chǎng)是不成問(wèn)題的。

2.3 二甲醚價(jià)格趨勢(shì)

二甲醚在氣霧推進(jìn)劑、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域的售價(jià)達(dá)7000元/t左右,但其銷量有限,因此本裝置產(chǎn)二甲醚的價(jià)格定位以作燃料為主要用途?，F(xiàn)實(shí)之一是按添加進(jìn)化氣中進(jìn)行部分取代來(lái)進(jìn)行評(píng)估。目前化氣的售價(jià)根據(jù)地域情況不同，其差異是很大的,在山東地區(qū)化氣到站價(jià)～4500元/t。四川二家工廠二甲醚現(xiàn)行出廠價(jià)4300元/t，春節(jié)時(shí)達(dá)4800元/t，近幾年我國(guó)每年進(jìn)口化氣1000萬(wàn)噸/年以上。二甲醚的部分取代可緩解化氣供應(yīng)的緊張局面。因此二甲醚的售價(jià)可基本上按當(dāng)?shù)鼗瘹獾氖蹆r(jià)進(jìn)行定位；本方案二甲醚出廠價(jià)格定位在4300元/t,是一個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)位。隨著石油儲(chǔ)量的日漸誡少,相應(yīng)的化氣供量亦會(huì)更趨緊張。伴隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高,對(duì)方便的民用燃料(化氣、二甲醚之類)的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大,故二甲醚和化氣的價(jià)格將呈上升趨勢(shì)。

二甲醚在傳統(tǒng)領(lǐng)域化工方面的應(yīng)用,需求量不大,主要用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、發(fā)泡劑、溶劑等。近年來(lái)隨著在氣霧推進(jìn)劑,無(wú)氟制冷劑、燃料領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)、推廣,其環(huán)境功能,國(guó)民經(jīng)濟(jì)性和作為傳統(tǒng)能源的補(bǔ)充替代品,已日益彰顯該產(chǎn)品的重要性,引起國(guó)內(nèi)外眾多廠商,科研單位的關(guān)注和極力開(kāi)發(fā)!

大力發(fā)展?jié)崈羧剂?/span>-二甲醚的生產(chǎn)是我國(guó)多渠道解決能源問(wèn)題的需要,是我國(guó)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村和和諧社會(huì)的需要。

3 原輔材料及公用工程

3.1 輔原料供應(yīng)

二甲醚裝置的原料甲醇1.42*2.5萬(wàn)噸/年由公司內(nèi)甲醇裝置所產(chǎn)粗甲醇經(jīng)管道輸送至DME裝置界區(qū)。甲醇裝置生產(chǎn)能力應(yīng)大于二甲醚所需原料甲醇量,方可滿足生產(chǎn)需要。

若用精甲醇,其質(zhì)量指標(biāo)如下表

表3 精甲醇質(zhì)量指標(biāo)

二甲醚裝置所需輔料,催化劑由國(guó)內(nèi)生產(chǎn),立足國(guó)內(nèi)采購(gòu)。

催化劑 首裝 5.5m³ 命壽2年

3.2 公用工程設(shè)施情況

二甲醚裝置所需循環(huán)水、蒸汽、電、儀表空氣、生活水、消防水等如下：

3.2.1循環(huán)冷卻水（以每噸二甲醚計(jì)）

3.2.2蒸汽（以每噸二甲醚計(jì)）

3.2.3電（以每噸二甲醚計(jì)）

 電壓：380V/220Ⅴ正常運(yùn)行負(fù)荷3-10kw。

 3.2.4 儀表空氣

3.2.5 操作空氣（用于裝置開(kāi)工吹掃置換）

4 工藝技術(shù)方案

4.1 方案選擇

4.1.1 二甲醚生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)展

近年來(lái)世界上二甲醚生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展較快,在原料來(lái)源多樣化,裝置規(guī)模、原材料消耗、催化劑研制、過(guò)程控制優(yōu)化與多種產(chǎn)品聯(lián)產(chǎn)等方面都有新的突破。二甲醚的生產(chǎn)工藝分二步法和一步法兩種。早期的二步法采用將甲醇與濃硫酸共混加熱進(jìn)行相脫水的方式制取二甲醚,俗稱相法。由于此法腐蝕性強(qiáng)、水污染嚴(yán)重,操作條件惡劣、催化劑毒性大,因此該工藝已逐步被淘汰。1965年美國(guó)mobil公司與意大利ESSO公司相繼開(kāi)發(fā)了甲醇?xì)庀嗝撍迫《酌压に?/span>(俗稱氣相法),經(jīng)過(guò)三十佘年的不斷改進(jìn)和優(yōu)化,成為目前國(guó)內(nèi)外二甲醚生產(chǎn)的主要工藝技術(shù),也為成熟可靠。本裝置甲醇?xì)庀嗝撍a(chǎn)二甲醚工藝技術(shù)具有能耗低、工藝安全可靠、環(huán)保等創(chuàng)新特色。

4.1.2 工藝技術(shù)路線的選擇

4.1.2.1 一步法合成二甲醚

一步法是近幾年世界上競(jìng)相開(kāi)發(fā)的工藝路線,它以合成氣為原料直接合成二甲醚,

美國(guó)APC、日本NKK公司自20世紀(jì)90年代初期開(kāi)始研發(fā),完成了工業(yè)試驗(yàn)取得了長(zhǎng)足進(jìn)展;國(guó)內(nèi)杭州大學(xué)于90年代末在湖北田力公司建成1500t/a工業(yè)試驗(yàn)裝置。清華大學(xué)等于2003年在重慶建設(shè)3000t/a中試裝置(2004年1季度試車,但失敗了)。大連化物所、山西煤化所、華東理工大等對(duì)此也有所研究,但真正意義上的工業(yè)規(guī)模裝置尚未見(jiàn)諸報(bào)導(dǎo)。

一步法合成二甲醚工藝技術(shù)雖然具有裝置投資較少(注:相對(duì)于甲醇、二甲醚兩套裝置而言)生產(chǎn)成本低等經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),但該技術(shù)仍處于工業(yè)試驗(yàn)階段,技術(shù)不成熟、投資風(fēng)險(xiǎn)大、加之艏制流程較復(fù)雜,不利于操作和運(yùn)行管理。同時(shí)可以認(rèn)同的是一步法合成二甲醚工藝技術(shù)國(guó)內(nèi)國(guó)外目前基本上處于同一水平,缺少擇優(yōu)的可比性。

4.1.2.2 二步法制取二甲醚

二步法又稱為甲醇法,分甲醇相催化脫水法(相法)和甲醇?xì)庀啻呋撍?/span>(氣

相法)兩種。

4.1.2.2.1相法

甲醇脫水反應(yīng)在相,常壓或微正壓，130～180℃下進(jìn)行，兩分子甲醇在硫酸脫水催化劑的作用下脫去-分子水生成一分子二甲醚。主要反應(yīng)是:

CH₃OH + H₂SO₄                   CH₃HSO₄ + H₂O 

CH₃HSO₄ + CH₃OH        CH₃OCH₃ + H₂SO₄

相法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)溫度低、反應(yīng)壓力低,甲醇單程轉(zhuǎn)化率高,達(dá)9O%以上。

4.1.2.2.2 氣相法

氣相法是目前國(guó)內(nèi)使用多成熟的二甲醚工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。催化劑為ZSM分子篩、

磷酸鋁或r-Al₂O₃主要反應(yīng)為:

2CH₃OH         CH₃OCH₃+ H₂O

主要付反應(yīng):

       CO + H₂O        CO₂ + H₂

反應(yīng)在0.5～1.5mPa,23O～360℃ 條件下進(jìn)行。

4.2.1.3氣相法同相法的比較

甲醇?xì)庀啻呋撍夹g(shù)與酸催化劑脫水技術(shù)代表了我國(guó)現(xiàn)階段氣相法和相法的技術(shù)現(xiàn)狀、特色、優(yōu)勢(shì),業(yè)績(jī)無(wú)疑以氣相法突出。

氣相法與相法的區(qū)別在于使用的催化劑不同,氣相法采用 r-A1₂O₃等催化劑進(jìn)行固定床氣相反應(yīng),而相法則采用濃硫酸為主含磷酸的復(fù)合酸進(jìn)行相法接觸反應(yīng),

因而對(duì)反應(yīng)器的要求不同。

氣相法的優(yōu)點(diǎn)在于產(chǎn)品純度高,能耗低,介質(zhì)腐蝕性小,投資少,屬清潔生產(chǎn)工藝。

相法的特點(diǎn)在于反應(yīng)壓力和溫度低,甲醇單程轉(zhuǎn)化率高;缺點(diǎn)是中間產(chǎn)物毒性大,介質(zhì)

腐蝕性大,能耗高,由于腐蝕問(wèn)題和酸回收等導(dǎo)致操作難度大,在環(huán)保和節(jié)能上存在重大發(fā)展障礙。

二步法制取二甲醚工藝技術(shù)的*性,國(guó)外*丹麥托普索公司,而在國(guó)內(nèi)此法業(yè)經(jīng)十來(lái)年的改進(jìn)完善,工藝技術(shù)已相當(dāng)成熟,采用此工藝可以規(guī)避投資風(fēng)險(xiǎn),流程簡(jiǎn)單,單建二甲醚生產(chǎn)裝置則工程建設(shè)投資低,建設(shè)期也短。

4.1.3 推薦的工藝路線

經(jīng)過(guò)比較及現(xiàn)有裝置生產(chǎn)實(shí)踐，建議選擇(二步法)制取二甲醚工藝技術(shù)路線為宜。

4.1.3.1 甲醇?xì)庀嗝撍贫酌焉a(chǎn)原理及特點(diǎn)

4.1.3.1.1 以甲醇為原料,在反應(yīng)壓力1.0MPa,入塔溫度達(dá)165～200℃,催化劑床層溫度300～330℃的條件下,甲醇?xì)怏w經(jīng)催化脫水制取二甲醚,反應(yīng)式為:

CH₃OH + H₂SO₄ → CH₃HSO₄ + H₂O

CH₃HSO₄ + CH₃OH →CH₃OCH₃ + H₂SO₄

轉(zhuǎn)化率達(dá)75-85%,反應(yīng)產(chǎn)物中二甲醚選擇性大于98%。主反應(yīng)為放熱反應(yīng),利用反應(yīng)熱加熱原料氣,以確保反應(yīng)在所需條件下連續(xù)正常進(jìn)行。

4.1.3.1.2將反應(yīng)得到的粗產(chǎn)品進(jìn)行精餾分離,得到二甲醚和回收甲醇,回收的甲醇返回反應(yīng)系統(tǒng)再次循環(huán)使用。

4.1.3.1.3 本生產(chǎn)工藝三廢排放量小,*符合環(huán)保要求。

4.1.3.1.4 本工藝原材料消耗低,反應(yīng)條件溫和,生產(chǎn)連續(xù)性進(jìn)行,易于自動(dòng)化控制。保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

4.1.3.1.5 本工藝在裝置的安全、環(huán)保、節(jié)能方面優(yōu)于國(guó)內(nèi)其它工藝技術(shù):① 反應(yīng)器床層具有均溫特點(diǎn),操作控制簡(jiǎn)單;② 甲醇塔底水中甲醇含量<30PPm,底水可回收利用。

4.1.4 消耗指標(biāo)及能耗指標(biāo)(以粗甲醇為原料)

消耗指標(biāo)與能耗指標(biāo)            以噸二甲醚計(jì)

⒋2 二甲醚工藝流程簡(jiǎn)述

從界區(qū)外供給的甲醇進(jìn)入二甲醚裝置甲醇貯槽內(nèi),通過(guò)甲醇進(jìn)料泵輸送到甲醇中間

罐,再用甲醇輸送泵升壓,調(diào)節(jié)控制流量后,經(jīng)甲醇預(yù)熱器殼程預(yù)熱,進(jìn)入甲醇汽化塔中部，體甲醇借重力不斷從底部循環(huán)進(jìn)入甲醇再沸器管程被殼程蒸汽 (1.3MPa) 加熱

汽化,返回甲醇汽化塔。

從甲醇汽化塔頂部出來(lái)的甲醇蒸汽進(jìn)入氣體換熱器被反應(yīng)氣加熱,從二甲醚反應(yīng)器頂部進(jìn)入催化劑床層進(jìn)行脫水反應(yīng)，出反應(yīng)器的反應(yīng)氣入氣體換熱器管程(該管線上設(shè)旁路)換熱后進(jìn)入甲醇預(yù)熱器管程,被降溫入精餾工序。

在流程中設(shè)置有開(kāi)工加熱器。在開(kāi)車升溫期間用N2對(duì)反應(yīng)器催化劑床層升溫和原料

甲醇過(guò)熱提供熱源。

反應(yīng)氣先在洗滌塔進(jìn)料冷卻器被水冷卻,進(jìn)洗滌塔進(jìn)料貯罐中閃蒸,體進(jìn)入洗滌塔上段填料層底部分布器,閃蒸汽進(jìn)下段填料層頂部,分離C0、CO₂和CH₄塔頂氣進(jìn)入洗滌塔冷凝器,冷凝的體進(jìn)回流罐閃蒸,相用泵打回洗滌塔作回流;氣相與冷凝器的氣相匯合進(jìn)入馳放氣冷凝器,進(jìn)一步被水冷凝,以回收其中的二甲醚,其冷凝入回流罐,不凝氣排空或送界區(qū)外作燃料。洗滌塔釜通過(guò)再沸器被蒸汽加熱。脫除輕組份后的釜用泵送往精餾塔中部,分離甲醇、水和重組份。精餾塔再沸器用蒸汽加熱。

出精餾塔頂部的氣體在二甲醚冷凝器中被水冷凝,入二甲醚塔回流罐后用泵送出,一部分作回流,一部分作產(chǎn)品經(jīng)計(jì)量進(jìn)二甲醚產(chǎn)品緩沖罐,再進(jìn)二甲醚產(chǎn)品貯罐。

二甲醚冷凝器(全凝)和二甲醚回流罐、緩沖罐的不凝氣和閃蒸氣體經(jīng)控制壓力調(diào)

節(jié)流量后高排或送界區(qū)外作燃料。

塔釜直接壓送甲醇?xì)馓崴胁?/span>,塔釜再沸器用蒸汽加熱:出塔頂甲醇蒸汽在甲醇冷凝器中被冷凝后入甲醇塔回流罐。用甲醇回流泵返回塔頂作回流,其不凝氣量極微，主要成份是為確保甲醇塔操作壓力而向系統(tǒng)中補(bǔ)充的N2。精甲醇在塔上部采出經(jīng)冷卻后入甲醇中間罐再利用。在塔的中部設(shè)置有雜醇油采出口,經(jīng)水冷后送界區(qū)外。塔底廢水用泵輸至冷卻器冷卻后送界區(qū)外處理。

二甲醚產(chǎn)品貯罐中的產(chǎn)品二甲醚用產(chǎn)品泵裝車外銷。

4.3本二甲醚裝置生產(chǎn)工藝的技術(shù)特點(diǎn) 

4.3.1二甲醚反應(yīng)器的特點(diǎn)

目前國(guó)內(nèi)甲醇?xì)庀嗝撍贫酌训姆磻?yīng)器主要有三種型式:

(1)多段冷管換熱式反應(yīng)器

該反應(yīng)器的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)源自日本東洋公司(TEC),反應(yīng)器為立式圓筒熱壁型四段絕熱式,

反應(yīng)氣在 220~250℃先進(jìn)入催化劑床層,發(fā)生脫水反應(yīng),將反應(yīng)氣溫度依靠反應(yīng)自

熱升至 280~300℃，進(jìn)一步加速二甲醚的生成反應(yīng),隨后在層出口與待入塔之145℃冷甲醇?xì)怏w換熱,換熱后的反應(yīng)氣進(jìn)入第二催化劑床層,繼續(xù)進(jìn)行甲醇脫水反應(yīng):換熱后的冷甲醇?xì)怏w與氣/氣換熱器出來(lái)的熱甲醇?xì)怏w混合進(jìn)反應(yīng)器入口。技同樣的方式,塔內(nèi)反應(yīng)氣依次進(jìn)第三、第四催化劑床層,使甲醇?xì)庀嗝撍啥酌训拿撍磻?yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但此種反應(yīng)器在開(kāi)車時(shí)因催化劑活性高,空速相對(duì)較低,轉(zhuǎn)化率高,反應(yīng)熱釋放量大,易導(dǎo)致催化劑床層飛溫,在實(shí)際運(yùn)行中無(wú)論1萬(wàn)噸/年,還是十萬(wàn)噸/年級(jí)反應(yīng)器都存在這一安全隱患。

(2)多段冷激式反應(yīng)器

此反應(yīng)器系國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的一種反應(yīng)器型式,為立式圓筒三段(1萬(wàn)噸/年級(jí))絕熱式反應(yīng)器。約 220-250℃的反應(yīng)氣進(jìn)催化劑床層,進(jìn)行甲醇?xì)庀嗝撍啥酌训姆磻?yīng),出床層的反應(yīng)混合氣溫度達(dá)3O0~330℃ 與自冷激氣管向上噴扭的冷態(tài)(~160℃)甲醇?xì)怏w逆向混合,降低反應(yīng)混合氣溫度后進(jìn)第二催化劑床層,依據(jù)同樣的方法反應(yīng)混合氣進(jìn)第三催化劑床層,完成甲醇?xì)庀嗝撍磻?yīng)。同樣此反應(yīng)器不僅存在運(yùn)行中飛溫這一安全隱患<實(shí)際也發(fā)生過(guò)),而且甲醇脫水的一次轉(zhuǎn)化率相對(duì)要低一些,這是因?yàn)槔浼獾姆磻?yīng)歷程相對(duì)較短所致,故必須加大催化劑用量來(lái)彌補(bǔ),并且床層內(nèi)溫差大,倒反應(yīng)多。

(3)均溫型反應(yīng)器 

該反應(yīng)器為均溫型二甲醚反應(yīng)器。它將反應(yīng)氣全氣量流經(jīng)反應(yīng)器冷管內(nèi)與管外的反應(yīng)熱氣體換熱至280℃后再進(jìn)催化劑床層,實(shí)現(xiàn)反應(yīng)熱的連續(xù)撤熱,反應(yīng)器內(nèi)同平面溫差<15℃ ,軸向溫差(20℃ ,不僅避免了催化劑床層的“飛溫",而且提高了甲醇脫水的一次轉(zhuǎn)化率:反應(yīng)溫度均勻有利于減少付反應(yīng):反應(yīng)氣先換熱后進(jìn)反應(yīng)器催化劑床層,可*解訣進(jìn)反應(yīng)器之氣體甲醇因?yàn)閵A帶冷凝而引起催化劑粉化這一難題。同時(shí)省去了冷激氣或冷管系統(tǒng)的配管和控制系統(tǒng)。

操作控制簡(jiǎn)單,工藝安全、可靠性高。

5 主要設(shè)備-覽表

6 總圖布置

本裝置由主廠房、控制室、罐區(qū)站三部分構(gòu)成。具體占地面積要根據(jù)業(yè)主場(chǎng)地具體情況而定。

裝置布置原則:

① 滿足工藝生產(chǎn)和安全規(guī)范要求;

② 設(shè)置必要的安全、檢修和消防通道:

③ 滿足裝置總圖設(shè)計(jì)規(guī)范;

7 環(huán)境保護(hù)

本裝置以甲醇為原料,經(jīng)催化脫水制取二甲醚,其排放的廢氣主要為二甲醚精餾塔冷凝器排放的不凝氣,但量少。對(duì)環(huán)境影響小。廢水、廢渣等亦很少。主要污染物及處理措施如下:

 7.1廢水

  本裝置的廢水系從甲醇回收塔釜排放的廢,含微量甲醇 (<30ppm),經(jīng)處理后回收利用。

7.2 廢渣

本裝置的廢渣為廢催化劑,主要成份為Al₂O_3, 每二年處理一次,采用地埋處理,不會(huì)造成二次污染。

7.3 廢氣

本裝置廢氣為精餾冷凝器排出的不凝氣,主要含H₂、C0、Co₂、CH₄ 、CH₃OH、CH₃OCH₃等。排放強(qiáng)度很低,可采用高空排放方式或外送作燃料。符合環(huán)保達(dá)標(biāo)排放標(biāo)誰(shuí)。

7.4 噪聲

本裝置無(wú)大功率泵和壓縮機(jī),噪聲小,其噪聲主要來(lái)自離心泵和開(kāi)停車排氣,正常生產(chǎn)時(shí)噪聲≤8OdB合,有符關(guān)規(guī)定。

8 消耗定額(以一噸二甲醚計(jì))