[年产十万吨二甲醚装置分离精馏工段的工艺设计]
0.6-4.8MPa,进入吸收塔二下部,在2.0MPa,在20℃-35℃下用软水吸收,冷凝器一的底流产物粗二甲醚溶液7和吸收塔2 的底流产物醚水溶液8进入闪蒸罐3,闪蒸罐的温度为40-100℃。闪蒸后的气体9送入吸收塔2底部;闪蒸罐3底流产物醇醚溶液10,进入二甲醚精馏塔4,塔顶产物为精二甲醚12;底流产物为醇醚溶液11。醚水溶液8进入闪蒸罐3的压力为0.1-0.9MPa。闪蒸罐3底流产物纯醚溶液10进入二甲醚精馏塔4的温度为80-150℃。二甲醚精馏塔4的压力为0.15—2.2MPa,塔顶温度为20—90℃,塔釜温度为100—200℃。二甲醚精馏塔4的底流产物粗甲醇溶液11进入甲醇回收塔5,其底流产物为软水13,塔侧线 产物为精甲醇14。高级醇浓集于精馏塔顶部塔板上侧线采出。甲醇回收塔的压力为0.1—0.8MPa,塔釜温度为80—150℃。塔顶温度为40—90℃,。吸收塔尾气15去变压吸附或膜分离提取有用成分CO、H2后,返回二甲醚合成单元做合成原料。
二甲醚生产过程系统循环结构图(图1—2)
二甲醚分离工艺塔设计(图1—3)
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[年产十万吨二甲醚装置分离精馏工段的工艺设计]
2精馏塔工艺设计
2.1精馏塔物料衡算 2.1.1 基础数据
(一)生产能力:10万吨/年,一年按330天计算,即7920小时。
(二)产品二甲醚的纯度:二甲醚≥99%。
(三)计算基准(kg/h)P=108÷7920=1.26262×103(kg/h)=274.0669 (mol/h)
2.1.2物料衡算
㈠物料衡算组织简图
醚水 DME:0.0309 CH3OH:0.0043 H2O:0.9618 塔顶 塔底 DME 8.14×10-5 DME 1000.999 806040200第一季度第三季度CH3OH 0.001 东部西部北部CH3OH 0.9921 H2O 0.9921 12
1008060东部[年产十万吨二甲醚装置分离精馏工段的工艺设计]
㈡ 质量分数转换为摩尔分数
MDME=46.07g/mol MH20 =18.02 g/mol MCH3OH=32.04 g/mol
根据 ai/Mi÷∑ai/M算出,其中ai—质量分数;Mi—摩尔质量
⑴ 进料组分
⑵ 塔顶组成
⑶ 塔釜组成
㈢清晰分割
以DME为轻关键组分,CH3OH为重关键组分,H2O为非关键组分
① 物料衡算
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[年产十万吨二甲醚装置分离精馏工段的工艺设计]
XW.DME=3.195×10-5 X D.CH3OH=0.001400 D=274.07/0.9986=274.451kmol/h
清晰分割法设计过程(表2-4)
联立 0.0123F—3.159×10W+0.001400D+0=D
F = D + W
以下为部分迭代原始数据(单位为mol/h)
F进料 22250 22255 22260 22265 22270 22275 22280 22285 22290 22295 22300 22305 22310 22315 22320 22325 22330 22335 22340 22345 22350 22355 22360 22365 22370 22375
-5
W塔釜 21975.54887 21980.54887 21985.54887 21990.54887 21995.54887 22000.54887 22005.54887 22010.54887 22015.54887 22020.54887 22025.54887 22030.54887 22035.54887 22040.54887 22045.54887 22050.54887 22055.54887 22060.54887 22065.54887 22070.54887 22075.54887 22080.54887 22085.54887 22090.54887 22095.54887 22100.54887 D塔顶 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113
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左边 273.365024 273.426366 273.4877081 273.5490501 273.6103922 273.6717342 273.7330763 273.7944183 273.8557604 273.9171024 273.9784445 274.0397865 274.1011286 274.1624706 274.2238127 274.2851547 274.3464968 274.4078388 274.4691809 274.5305229 274.591865 274.653207 274.7145491 274.7758911 274.8372332 274.8985752 右边D 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113 274.45113
[年产十万吨二甲醚装置分离精馏工段的工艺设计]
22380 22385 22390 22395 22105.54887 22110.54887 22115.54887 22120.54887
274.45113 274.45113 274.45113 274.45113
274.9599173 275.0212593 275.0826014 275.1439434
274.45113 274.45113 274.45113 274.45113
由此可得F=22340kmol/h w=22065kmol/h D=274.45kmol/h
㈣ 精馏工段工序物料衡算表
表2-5精馏工序物料衡算表
质量流率质量分数 摩尔流率(kg/h) (kmol/h) 12659.21 176.7961 39660.88 12631.32 8.79341 88.4407 3119.904 395831.9 0.03090 0.004300 0.9648 0.999 0.001 8.14×10-5 0.007819 0.9921 274.782 55.1798 22009.37 274.1767 0.27445 1.9197 97.37527 21966.25 料向 进 料 出 料 塔 顶 塔 釜 组分 DME CH3OH H2O DME CH3OH DME CH3OH H2O 摩尔分数 0.01230 0.002470 0.9852 0.9986 0.0014 3.195×10-5 0.004413 0.9955
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