化工专业开题报告范文
学了化工的你,知道自己的专业开题报告要怎么写吗?下面是为大家带来的化工专业开题报告范文,仅供参考。
化工专业开题报告范文1:
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。
化工专业开题报告范文2:
年产20万吨甲醇工艺初步设计
综述本课题研究动态、选题目的及意义 研究动态:
类比图像是以日常事物和生活情景为主要内容,并且能够实现类比作用的图像。目前,图像系统包括类比图像、模型图像、演示图像等。其中类比图像是以日常事物和生活环境(类比物)中学习者所熟悉的内容为依托来实现类比作用的图像,并且与类比的概念(标准物)具有表面、结构或功能上的相似性。对于美国高中化学教材(《化学:概念与应用》)中的类比图像设计很有特色,对于我国的化学教育者设计类比图像有一定的启示。
目的及意义:
教科书的插图功能作出明确界定,插图分别具有表征、解释、组织、转换和装饰等5种功能。图像类比含有解释功能,不仅避免冗长的文字叙述,而且以直观、简明的特点传递复杂、抽象的科学概念,对学习者的学习过程有正面帮助。在教科书中使用图像类比,有助提高教师教学活动的质量和学习者的学习成效。新的教材观认为教科书只是提供教学范例和素材的文本,其价值在于内容的动态生成。但是教科书作为师生互动的、最有影响力的教学资料,图像类比的使用情况具有不容低估的意义。
研究基本内容、拟解决的主要问题
一、经过广泛查阅相关资料选定化学教学方法
二、工艺设计
1、选定工艺的概述(意义、前景、详细工艺流程等)
2、(1)物料衡算并绘制物料流程图;
(2)对换热器进行热量衡算,计算出换热面积;
(3)主要设备选型说明;
(4)填写设备一览表。
三 、绘制管道及仪表流程图
(1)计算主要管道的管径;
(2)设计控制方式;
(3)绘制管道及仪表流程图。
四、用aspen plus软件进行流程模拟
研究方法、步骤及措施 方法: 1 、调查研究 2、 设计 3、 模拟与论证
步骤: 1、通过调查研究选定工艺设计的方法 2、对选定的工艺方法进行
设计 3、运用aspen plus软件进行流程模拟
措施: 1、广泛查阅相关资料 2、运用aspen plus、cad、chem office软件进行相关计算、制图。
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