甲醇气相脱水制二甲醚反应器及工艺优化

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1、分类号：TQ223．24密级：UDC：华东理工大学工程硕士学位论文甲醇气相脱水制二甲醚反应器及工艺优化杨学萍指导教师姓名：刘殿华、教授、华东理工大学杨为民、教授级高工、上海石油化工研究院申请学位级别：硕士论文定稿日期：2012．8．18学位授予单位：学位授予日期：工程领域：化学工程论文答辩日期：2012．9．28华东理工大学答辩委员会主席：房鼎业，教授评阅人：李涛，教授吕待清，教授级高工作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的结果。除文中明确注明和引用的内容外，本

2、论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写，并对所写内容负责。论文作者签名．物‘聋智2012年8月27日华东理工大学工程硕士学位论文第1页甲醇气相脱水制二甲醚反应器及工艺优化摘要二甲醚(DME)具有优良的物化性能，是一种理想的清洁燃料，被誉为21世纪最有发展前途的新型清洁能源。此外，相对于近年来节节攀升的油价，DME取自于煤炭、天然气、生物质等廉价原料，而我国煤炭资源丰富，因此将DME用作汽车燃料、民用燃气和工业燃料对于缓解我国目前的能源压力，实现资源综合利用和优化产业结构具有十分重要的战略意义。二甲醚生产装置未来将向大

3、型化方向发展，百万吨级规模的设计研究正在进行中，高效的催化剂和工艺流程也在不断研发与改进。本论文首先对甲醇气相脱水制二甲醚反应网络的热力学进行分析，重点通过计算探讨了进料中水含量对化学平衡和绝热温升的影响，为工业上采用粗甲醇气相脱水合成二甲醚提供了理论依据。对中国石化上海石油化工研究院最新开发的催化剂SRIPTD．100，建立了幂函数型宏观动力学模型，并采用无梯度反应器测定了催化剂的反应动力学参数，通过回归的动力学模型对反应器进行分析与模拟，得到反应条件(温度、压力、空速、原料组成等)对反应效果(选择性、转化率等)的影响，提出了优化的反应

4、器型式。最后采用系统工程的方法使用商业软件对工业装置中反应合成、分离工序进行了流程模拟，以充分利用反应热、提高反应转化率和选择性为目的，提出了优化的工艺操作条件。关键词：二甲醚；反应器；工艺；模拟；优化第1I页华东理工大学工程硕士学位论文SimulationandOptimizationofReactorandProcessforProducingDimethyiEther(DME)fromMethanolDehydrationAbstractDimethylether(DME)，whichhasexcellentphysicalandc

5、hemicalproperties，isbelievedtobeacleanandpromisingfuelforthe21century．Withoilpricesoaringcontinuouslyinrecentyears，replacinglightoilandLPGintheapplicationoftransportationfuel，civilianandindustrialfuelwi廿lDME，whichCanbepreparedfromabundantcoalresourCeinChina,isofstrategica

6、limportance．ThiswillnotonlyalleviateChina’Spressureofincreasingenergydemand，butalsofacilitatecomprehensiveutilizationofnaturalresourcesandoptimizationofindustrialstructure．DMEproductionplantsaremovingtolarge—scalemodificationwhenmilliontonsperyearplantdesignarenowunderway

7、,andhighefficientcatalystsandprocessesaredeveloped．Thispapercardedoutthermodynamicanalysisforthereactionsystemofdimethylethersynthesisviamethanolvaporphasedehydration,puttingemphasisontheeffectofH20contentinfeedonequilibriumandadiabatictemperaturerise．UsingthecatalystSRIP

8、TD·100newlydevelopedbySINOPECShanghaiResearchInstituteofPetrochemicalTechnology,macro-kineticmod