化学化工毕业论文开题报告范文

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25万吨/年二甲醚精馏系统及二甲醚精馏塔设计

一、课题的目的与意义

二甲醚又称甲醚，简称DME，分 子 式：CH3OCH3 ，结 构 式：CH3—O—CH3 。二甲醚在常温常压下是一种无色气体或压缩液体，具有轻微醚香味。相对密度(20℃)0.666，熔点-141.5℃，沸点-24.9℃，室温下蒸气压约为0.5MPa，与石油液化气(LPG)相似。溶于水及醇、乙醚、丙酮、氯仿等多种有机溶剂。易燃，在燃烧时火焰略带光亮，燃烧热(气态)为 1455kJ/mol。常温下DME具有惰性，不易自动氧化，无腐蚀、无致癌性，但在辐射或加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。

二甲醚是醚的同系物，但与用作麻醉剂的乙醚不一样，却具有神经毒性;能溶解各种化学物质;由于其具有易压缩、冷凝、气化及与许多极性或非极性溶剂互溶特性，广泛用于气雾制品喷射剂、氟利昂替代制冷剂、溶剂等，另外也可用于化学品合成，用途比较广泛。

二甲醚作为一种基本化工原料，由于其良好的易压缩、冷凝、汽化特性，使得二甲醚在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。如高纯度的二甲醚可代替氟里昂用作气溶胶喷射剂和致冷剂，减少对大气环境的污染和臭氧层的破坏。由于其良好的水溶性、油溶性，使得其应用范围大大优于丙烷、丁烷等石油化学品。代替甲醇用作甲醛生产的新原料，可以明显降低甲醛生产成本，在大型甲醛装置中更显示出其优越性。作为民用燃料气其储运、燃烧安全性，预混气热值和理论燃烧温度等性能指标均优于石油液化气，可作为城市管道煤气的调峰气、液化气掺混气。也是柴油发动机的理想燃料，与甲醇燃料汽车相比，不存在汽车冷启动问题。它还是未来制取低碳烯烃的主要原料之一。由于石油资源短缺 、煤炭资源丰富及人们环保意识的增强，二甲醚作为从煤转化成的清洁燃料而日益受到重视，成为2010年来国内外竞相开发的性能优越的碳一化工产品。作为 LPG和石油类的替代燃料，二甲醚是具有与LPG的物理性质相类似的化学品，在燃烧时不会产生破坏环境的气体，能便宜而大量地生产。与甲烷一样，被期望成为21世纪的能源之一。

二、研究现状和前景展望

1.研究现状

目前DME的制取工艺有合成气一步法以及甲醇两步法，其中两步法包括甲醇液相法以及气相法。甲醇液相硫酸催化法和甲醇气相法制取二甲醚的生产技术较为成熟，两种方法均有工业装置运转。

甲醇脱水法以精甲醇为原料，脱水反应副产物少，二甲醚纯度高达99%，使用于有较高要求的气雾产品，也可以用作制冷剂或医用气雾剂的抛射剂5，且三废排放少。该工艺比较成熟，可以依托老企业建设新装置，也可单独建厂生产。但该方法要经过甲醇合成、甲醇精馏、甲醇脱水和二甲醚精馏等工艺，流程较长，因而设备投资大，产品成本高，受甲醇市场波动的影响也比较大。

合成气法生产二甲醚的生产工艺在淤浆床中，反应温度分布均匀，热平衡较易控制，操作简单且稳定性好，生产成本低。合成气法所用的合成气可由煤、重油、渣油气化以及天然气转化制得，原料经济易得，因而该工艺可用于化肥厂和甲醇厂。这些工厂可将甲醇装置适当改造用于生产二甲醚，形成规模生产。目前一步法生产二甲醚面临的关键问题是：需要高效低价的煤制气工艺及设备;需要能满足大型化二甲醚生产的反应器;解决以煤为原料制二甲醚生产过程中CO2的利用问题; 相关催化剂的开发与生产;成熟而经济的二甲醚分离提纯技术。

2.前景展望

目前，尽管二甲醚产品供大于求，二甲醚在推广应用上遇到一定的困难，但从以下几方面分析，总体上对二甲醚行业来讲是机遇大于挑战。

( 1) 在2009 年5 月18 日国务院办公厅下发的石化行业调整和振兴规划中，已将煤制二甲醚列为重点抓好的五类示范工程之一，说明利用煤炭高效清洁转化生产二甲醚已引起国家的高度重视。国家发改委发布的《关于加强煤化工项目建设管理，促进产业健康发展的通知》中要求一般不应批准规模在1 000 kt /a 以下的二甲醚项目，这对于遏制盲目扩张二甲醚产能、引导二甲醚产业有序发展、保持二甲醚市场的相对稳定将起到积极的作用。

( 2) 2010 年9 月2 日，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局和中国国家标准化管理

委员会2010 年第4 号( 总第159 号) 文( 中华人民共和国国家标准批准发布公告) 联合批准发布了编号为GB 25035—2010 的《城镇燃气用二甲醚》国家标准，标准对二甲醚作为城镇燃气使用的质量要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和储存提出了严格的规定，已于2011 年7 月1 日起实施。这使得二甲醚作为城镇燃气使用有法可循，二甲醚大规模进入民用燃气市场有了合法的身份。

( 3) 经国务院批准，财政部、税务总局联合发布通知，为支持和促进二甲醚的推广使用，自2008 年7 月1 日起，二甲醚按13% 的增值税税率征收增值税，税收上对二甲醚生产企业给予了一定的优惠。这意味着政府已加大对替代能源———二甲醚的扶持力度。

( 4) 随着二甲醚在城市公交车、出租车上的成功推广使用和相应配套设施的建立和完善，二甲醚需求量会大幅增加，将为二甲醚提供一个稳定的大市场。

( 5) 中国城市燃气协会二甲醚专业委员会的成立，对促进二甲醚作为城镇民用燃气的进程将发挥积极的作用。

( 6) 随着国际原油价格的疯涨，我国作为一个石油进口大国，无疑会带来较大的能源安全风险。在此情况下，国家发展和改革委办公厅[2006] 1404 号文已将发展二甲醚煤基醇醚燃料列为缓解石油供应短缺、高油价矛盾替代工作的重点，这无疑为二甲醚行业带来了良好的发展商机。

三、课题主要内容、拟解决的问题、研究特色和创新之处

1.主要内容

如图所示，甲醇经过处理后进入二甲醚合成塔中反应，得到的产物中主要含有二甲醚、甲醇以及水分，将产物送入二甲醚精馏塔中进行精馏分离。由于分离体系中的泡点的不同，二甲醚泡点最低，故得到的轻组分为二甲醚，从塔顶分离出来，而甲醇和水分则从塔底从来。重组分中含有大量的未被反应的甲醇，再送进甲醇回收塔中进行分离，得到较纯的甲醇再次循环利用。

本次毕业设计中应用的物料衡算是工艺设计的基础，根据所需设计项目的年产量，通过对全过程或单元过程的物料衡算，可以计算出原料的消耗量、副产品量及输出过程物料的损耗量等;并在此基础上作能量衡算，计算出蒸汽、水、电、煤或者其他燃料的消耗定额;最终可以根据这些计算确定所生成产品的技术经济指标。同时根据物料衡算所得的各单元设备的物流量及其组成、能量负荷及其等级，对生产设备和辅助设备进行选型或者设计，从而对过程所需设备的投资及其项目可行性进行估价。

2.需解决的问题

本次设计的流程有多种，根据对三废排放、节能节源的比较，选择工艺流程，并通过对精馏塔的比较以及对于经济效益的比较，选择本次精馏塔的类型，并且根据自己对整个流程的了解画出本设计的物料流程图，最后通过计算机绘制精馏工段的物料流程图、精馏设备的控制流程图、精馏塔的设备图、±0.00平面的设备布置图;用A2图纸手工绘制二甲醚精馏工段的物料流程图、预塔冷却器的控制流程图、预塔冷却器的设备图、±0.00平面的设备布置图。

3.特色和创新

本设计考虑到原料的充分利用，即将未被反应的甲醇通过回收循环利用，这样，既能减少原料的损耗，同时也符合经济效益。同时，被设计中二甲醚采用的是甲醇气相法，其优点：

生产二甲醚的原料可为精甲醇或粗甲醇， 蒸汽消耗和生产成本较低。

二甲醚反应器是列管式反应器，反应温度易控制，且催化剂在反应器中分布较均匀。

采用先进塔器内件和分离工艺， 回收效果好， 流程简化， 醇耗低。

四、研究方法、步骤和措施

查阅并收集与毕业设计内容相关的资料，认真总结，完成文献综述;同时根据文献综述的详细内容进行总结归纳，完成开题报告。

尝试通过ASPEN PLUS，对甲醇精馏流程进行全流程模拟;对单个设备预塔冷却器进行设计和模拟，并分析其操作影响因素从而得到一个较为可行性的优化方案。

对全流程进行物料衡算、能量衡算，并对所使用的换热器的设备尺寸进行计算，从而绘制工艺流程图。

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毕业论文题目宜昌地区磷化工企业污染防治技的调查研究指导教师姓名职 称学生姓名专业班级04级环境监察2班一、设计（论文）的基本要求（任务）1、广泛查阅有关国内外信息资料，系统地了解本选题研究动态和发展趋势；2、拟订现状调查方案和研究提纲；3、研究内容：3.1在面上调研的基础上，通过解剖典型化工企业, 搞清磷化工行业产品、产业结构、技术状况、经济贡献与竞争力、污染负荷、清洁生产与污染治理技术状况;3.2针对我省化工行业的产品和产业结构情况，污染防治状况对国内外化工行业进行相对应的调查和比较研究；3.3列出我省该化工行业主要环境问题清单和可行的实用技术，归纳需要进行攻关的关键共性技术；3.4 为环境管理提供技术依据.4、处理实验数据与研究结果，撰写毕业论文；5、论文答辩。二、课题条件及进度安排（一）课题条件本课题来源于湖北省环保专项资金资助项目（毕亚凡副教授具体负责的项目），具有课题展开的资金支持。另外项目组在此领域进行了多年细致深入的调查研究，已经积累了大量实践资料数据，指导老师具备该方向的理论基础知识，为学生毕业论文的顺利开展奠定了较好的基础。（二）进度安排1、课题讲析、讨论、具体安排：3天；2、现场实习、调研：时间21天；3月1日——3月21日实习。3、毕业论文：第5周－第14周，在现场调查与科研的基础上进行。文献调研；现场调查；实验室研究；毕业论文撰写。4、小组交流及修改：第15周。5、预答辩及毕业答辩：第16周。 2007年 12 月 20 日注：此表由指导教师填写。 附件208届毕业论文开题报告学生姓名 李晓琼专业班级04环境监察2班（2004010577）毕业论文题目宜昌地区磷化工企业污染防治技术调查研究指导教师姓名 黄永文 周旋职称高工 讲师一、课题背景化学工业已经成为我省工业行业的支柱产业之一，为此，省委省政府提出了“十一五”期间我省化学工业建设千亿元产业目标的要求。但我省化学工业当前存在的如下三大主要问题，制约了该产业的发展：1、产业结构和产品结构不合理，结构偏重、地区化工发展趋同等问题严重。目前，我省石油化工行业仍然是以农用化工、基本无机化工原料为主体，石油深加工及有机原料、精细化工等产业发展相对不足。附加值较高的精细化工产业产值比重不足40%，农药品种老化，不适应绿色农业的要求；与此同时，我省几个石化产品生产重点地市的产业结构趋同，大都以生产化肥和大宗化工原料为主，没有形成各具特色的石化产品产业格局。特别是近年来大批国内外和省内企业到我省磷资源所在地投资磷矿开采并建设大规模的磷复肥项目，其形势相当严峻。2、企业生产规模小，布局不合理。目前，全省合成氨生产企业43家，而生产能力在15万吨以上的企业5家；硫酸磷肥企业35家，硫酸生产能力在10万吨以上的企业8家；农药生产企业48家，生产能力过万吨仅1家企业；氯碱企业8家，生产能力在10万吨以上企业仅2家；黄磷生产企业17家，生产能力在万吨以上企业仅1家；鄂西北地区的黄姜皂素几十家加工厂90%都是小厂；我省涂料、有机原料、橡胶加工等行业生产规模均较小。3、资源浪费和环境污染严重。因为我省石油化工产业结构和产品结构不合理，企业生产规模偏小，布局不合理，不仅影响产品的整体竞争力，还形成严重的资源浪费和环境污染，其主要表现是：（1）环境污染严重。特别突出的是三峡库区及丹江口库区，鄂西北地区的黄姜皂素几十家加工厂大部分位于丹江口库区，给南水北调水源区形成严重威胁。目前对我省化工行业的污染状况尚缺乏较为深入的调研和分析，化工行业的主要污染物排放与总量控制的相符性尚有较大距离，一批化工工业园在未进行规划环评的情况下仓促上马而留下后患。（2）一大批企业厂址不合理。位于饮用水源上游，存在严重的环境风险，在已进行的风险排查的基础上，急需进行细致的环境风险隐患排查。（3）化工厂的废水、废气治理难度大，缺乏治理关键技术或核心技术，难以实现达标排放。如：楚源、沙隆达等为代表的化工厂的废水、废气治理难度很大。 “十五”以来，我国环境形势不容乐观，发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的环境问题，在我国20多年里集中出现，造成了巨大经济损失，这种状况以化工行业最为突出。如何解决化工行业发展与生态环境保护的可持续发展，需要我们认真研究，因此，本课题的研究不仅在湖北相当重要，对全国也有很高的借鉴价值。综上所述，必须对以上几个方面的问题进行详细的调查研究，找出规律，寻求对策措施，防止我省生态环境受到石油化学工业的污染和破坏，特别是对于保障饮用水源的安全，促进我省化工行业的可持续发展有重大意义。二、毕业设计方案或毕业论文研究方案1、广泛查阅有关国内外信息资料，系统地了解本选题研究动态和发展趋势；2、在面上调研的基础上进行宜昌市重点化工企业的调研，包括产业结构、技术状况、经济贡献与竞争力、污染负荷、清洁生产与污染治理技术状况等;3、针对宜昌市重点化工企业污染防治状况的调查结果与国内外相关化工行业进行相对应的调查和比较研究；4、列出我省该化工行业主要污染防治技术和目前可行的实用技术，归纳需要进行攻关的关键共性技术；5、处理实验数据与研究结果，撰写毕业论文；6、论文答辩。 三、毕业设计（论文）预期成果及创新1、预期成果：毕业论文一篇2、课题研究意义及创新：首次对宜昌市磷化工企业污染防治技术进行系统调查研究，列出磷化工行业主要环境问题清单和可行的实用技术，归纳出需要进行攻关的关键共性技术，为我省化工企业环境管理及清洁生产的实行提供调研数据及技术依据. 教研室（学科部）审核意见 教研室（学科部）主任（签字） 年 月 日学院审核意见 主管院长（系主任）签字 年 月 日 详情可以去三七毕业设计论文网看看