BÀI tập lớn môn CÔNG NGHỆ sản XUẤT hóa CHẤT vô cơ cơ bản

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BÀI TẬP LỚN MƠN CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT HĨA CHẤT VƠ CƠ CƠ BẢN GVHD: THẦY NGUYỄN TUẤN ANH LỚP L01 Đề tài: Thiết kế nhà máy sản xuất với thông số sau: Dimethyl Ether: 20000 / năm Độ tinh khiết: 99,3% - Hoạt động: 7800h / năm STT Họ tên MSSV Nguyễn Minh Khôi 1812682 Nguyễn Tuấn Khôi Nguyên 1813288 Nguyễn Thị Kim Sang 1813808 Phan Lê Thanh Tín 1814345 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DIMETHYL ETHER I Tổng quan Dimethy Ether .7 II Tiềm sử dụng Dimethyl Ether (DME): CHƯƠNG 2: TÌNH HÌNH SẢN XUẤT DME TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 13 I Tình hình sản xuất DME giới .13 II Tình hình sản xuất DME Việt Nam 14 CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT DIMETHYL ETHER 16 I Nguồn nguyên liệu sản xuất Dimethyl Ether (DME) 16 Nguyên liệu .16 Sơ lược nguyên liệu sản xuất (methanol) 17 II Qui trình sản phẩm trình sản xuất 18 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH TỔNG HỢP DME .19 I Phản ứng tổng hợp DME 19 Nhiệt động phản ứng 19 Cơ chế động học phản ứng 20 II Thiết bị sản xuất DME 21 Thiết bị dạng tầng cố định (Fixed – Bed) .21 Thiết bị phản ứng dạng huyền phù Slurry .22 Thiết bị dạng tầng sôi .22 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ QUY TRÌNH TỔNG HỢP DME 24 I Lựa chọn quy trình thơng số thiết kế 24 Lựa chọn quy trình 24 Thông số thiết kế .24 II Quy trình sản xuất 24  Sơ đồ quy trình cơng nghệ 24  Thuyết minh quy trình 25  Giải toán cân vật chất 26  Trình tự tách chất 29 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT 32 I Thơng số dịng vật chất 32 II Tính tốn nhiệt độ Pinch 33  Tính tốn nhiệt độ Pinch 33 CHƯƠNG 7: TÍNH KINH TẾ CỦA QUY TRÌNH 34 MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình Cấu trúc phân tử Dimethyl Ether Hình Sự phụ thuộc áp suất DME vào nhiệt độ Hình Số lượng báo xuất giai đoạn 1995-2019 diện việc áp dụng DME nhiên liệu thay - dựa liệu Scopus 12 Hình Các phương pháp điều chế khí tổng hợp 16 Hình Cấu trúc phân tử Methanol 17 Hình Sơ đồ qui trình sản xuất DME 18 Hình Hình ảnh thiết bị dạng tầng cố định 21 Hình Hình ảnh thiết bị dạng huyền phù 22 Hình Sơ đồ mơ quy trình cơng nghệ sản xuất DME 25 Hình 10 Hình minh họa mối quan hệ metanol, DMEvà độ chuyển hóa 29 Hình 11 Sơ đồ hệ thống 32 Hình 12 Nhiệt độ Pinch 33 MỤC LỤC BẢNG Bảng Tính chất DME .8 Bảng So sánh số tính chất DME so với nhiên liệu diesel Bảng Tính chất Methanol 18 Bảng Về động học phản ứng tổng hợp Methanol .20 Bảng Thông số nhiệt độ sôi suất lượng cấu tử cần tách 30 Bảng So sánh số tách phương án .31 Bảng Tính tốn lượng Hysys 33 Bảng Giá thành nguyên liệu sản phẩm tính 1kg .34 Bảng Chi phí sản xuất 34 Bảng 10 Chi phí thiết bị 34 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DIMETHYL ETHER I Tổng quan Dimethy Ether Dimetyl ete (DME) gọi metoxymetan, ete mạch thẳng đơn giản có cơng thức CH3OCH3, đơn giản hóa thành C2H6O Là Ether đơn giản nhất, chất khí khơng màu, chất hữu ích hợp chất hữu khác chất đẩy aerosol chứng minh để sử dụng nhiều ứng dụng nhiên liệu khác Nó đồng phân etanol Hình Cấu trúc phân tử Dimethyl Ether  Tính chất Dimethyl Ether: - DME chất khí khơng màu, có vị nhiệt độ phịng áp suất khí Tính chất vật lý DME giốngnhư khí hóa lỏng khác nên phân phối, bảo quản khí hóa lỏng DME tan hầu hết dung môi hữu phân cực khôngphân cực DME tan phần nước Bảng Tính chất DME Khối lượng riêng 2.1146 kg/m3 (dạng khí 0°C, áp suất 1013 mbar), 0.735 g/mL Nhiệt độ sôi (dang lỏng, -25 °C) -24°C Nhiệt độ nóng chảy -141oC Độ hịa tan nước 71 g / L (ở 20°C (68°F)) Áp suất hóa 592.8 KPa (25°C) - Phân hủy ánh sáng, nhiệt, không khí độ ẩm để tạo thành aldehyde độc hại, peroxit xeton - Về trạng thái pha, DME tồn dạng khí lỏng, tùy theo áp suất nhiệt độ Giản đồ pha DME sau: Hình Sự phụ thuộc áp suất DME vào nhiệt độ II Tiềm sử dụng Dimethyl Ether (DME): Một ứng dụng tiềm Dimethyl Ether thay cho propan LPG sử dụng làm nhiên liệu gia dụng công nghiệp Dimethyl Ether sử dụng làm ngun liệu pha trộn khí đốt propan Nó loại nhiên liệu đầy hứa hẹn động diesel tuabin khí Đối với động diesel, lợi số cetan cao 55, so với nhiên liệu diesel từ dầu mỏ 40–53 Sự đơn giản hợp chất chuỗi carbon ngắn dẫn đến trình đốt cháy phát thải thấp vật chất dạng hạt Khi cháy, DME không tạo khói Đặc biệt, khí thải khơng gây nhiễm mơi trường, khơng có muội than, hàm lượng NO thấp nhiều so với tiêu chuẩn cho phép Nói chung, khí thải từ đốt cháy DME khơng địi hỏi làm Theo đánh giá chuyên gia, sử dụng DME làm nhiên liệu, phương tiện giao thông vận tải không gặp trở ngại nguyên tắc Theo nghiên cứu Nhật Bản, sử dụng DME làm nhiên liệu cho động tuốc-bin khí, hiệu kinh tế lớn so với sử dụng khí nén Vì lý không chứa lưu huỳnh, Dimethyl Ether đáp ứng quy định nghiêm ngặt khí thải Châu Âu (EURO5), Hoa Kỳ (Hoa Kỳ 2010) Nhật Bản (Nhật Bản 2009) Bảng So sánh số tính chất DME so với nhiên liệu diesel Tính chất Đơn vị DME Diesel Trọng lượng phân tử g/mol 46 170 Hàm lượng Cacbon % khối 52,2 86 Hàm lượng Hydro lượng % khối 13 14 Hàm lượng oxy lượng % khối 34,8 Khối lượng riêng trạng lượng Kg/m3 667 831 ›55 40-50 508 523 8,998 14,6 K 248,1 450-643 Nhiệt trị thấp MJ/kg 28,43 42,5 Modun đàn hồi N/m2 6,37.108 14,86.108 thái lỏng Trị số cetan Nhiệt độ tự cháy K Tỉ lệ khơng khí/nhiên liệu lý thuyết Nhiệt độ sôi 1atm Độ nhớt động học trạng cSt ‹1 thái lỏng Áp suất (tại 298oK) kPa 530 ‹10 Từ DME thu xăng chất lượng cao qua hai phản ứng dehydrate hóa thành ethylene, oligomer hóa ethylen thành hyđrocacbon lỏng, tức xăng Theo nghiên cứu Nga năm 80, trình xảy thiết bị phản ứng, hay hai thiết bị phản ứng nối tiếp Xăng thu theo đường có chất lượng tốt: số octan 9293, hàm lượng benzen 0,04%, hàm lượng isoparafin gần 70%, hyđrocacbon không no 1%, khơng có đurol isođurol Trong năm gần đây, hướng nghiên cứu sử dụng Dimethyl Ether (DME) làm nhiên liệu thay quan tâm DME nhiên liệu thay có tiềm có nhiều ưu điểm thân thiện mơi trường Nhiên liệu dimethyl ether (DME) chất đốt dùng để thay khí đốt dầu lửa hố lỏng, khí đốt thiên nhiên hoá lỏng, dầu diesel xăng dầu Nhiên liệu sản xuất từ khí đốt thiên nhiên, than đá từ chất hữu Các chuyên gia thị trường tiêu thụ nhiên liệu cho biết nhiên liệu dimethyl ether (DME) sản xuất dùng thay dầu diesel giữ giá dầu thô giới mức 40 đô la Mỹ /thùng Trong giá dầu thô giới khoảng 70 đô la Mỹ/thùng, tăng gần gấp ba lần so với năm năm 2002 Nhiên liệu dimethyl ether (DME) giá khoảng 1,000 nhân dân tệ/tấn (tương đương với 123 đô la Mỹ) rẻ so dầu diesel Nếu nhiên liệu dimethyl ether đưa vào sử dụng thay dầu diesel tiết kiệm lớn kinh phí dùng cho nhiên liệu năm Dimethyl ether dung môi tác nhân chiết nhiệt độ thấp, áp dụng cho quy trình phịng thí nghiệm chun dụng Tính hữu dụng bị giới hạn nhiệt độ sơi thấp (−23 ° C − ° F)), tính chất tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ khỏi hỗn hợp phản ứng, tạo điều kiện để Dimethyl 10 ∆G0= -28,6 kJ/mol ∆H0= -41,2 kJ/mol - Thì phản ứng tổng là: 3CO + 3H2 ∆G0= -91,1 kJ/mol CH3OCH3 + CO2 ∆H0= -246,9 kJ/mol Cơ chế động học phản ứng a Cơ chế động học phản ứng tổng hợp Methanol Hiện nay, có chế đề nghị phản ứng tổng hợp Methanol - Cơ chế Hydro hóa hồn tồn CO sau hấp phụ lên bề mặt xúc tác - Cơ chế đưa CO vào liên kết M – H để hình thành chất trung gian fomyl, q trình hydro hóa hồn tồn - Cơ chế đưa phân tử CO liên kết với O – H bề mặt hình thành fomate, sau tham gia vào q trình hydro hóa hydrate hóa theo thứ tự Trong chế này, phân tử nước sinh từ q trình hydro hóa bề mặt khơng hồn tồn giải hấp, mà cịn giữ lại bề mặt xúc tác Nó tham gia phản ứng với tâm xúc tác kim loại, vừa giải hấp Methanol vừa tạo nhóm M – OH hoạt động Bảng Về động học phản ứng tổng hợp Methanol 22 b Cơ chế động học phản ứng hydrate hóa Methanol thành DME - Đầu tiên, xảy trình hấp phụ proton H+ tâm acid O2- tâm base: CH3OH + H+ (CH3OH2)+ CH3OH + O2- CH3O- + OH- - Sau đó, phức liên kết ngưng tụ tạo DME: (CH3OH2)+ + CH3O- CH3OCH3 + H2O - Bề mặt xúc tác hoàn nguyên nhờ phản ứng: II H2O + OH- H3O+ + O2- H3O+ H2O + H+ Thiết bị sản xuất DME Có loại thiết bị tổng hợp DME phổ biến nay: Thiết bị dạng tầng cố định (Fixed – Bed) Là thiết bị đoạn nhiệt, sử dụng rộng rãi cho phản ứng xúc tác dị thể Tuy nhiên, chủ yếu dung nghiên cứu quy mơ phịng thí nghiệm với kích thước bình phản ứng nhỏ Lớp xúc tác đặt lớp đệm (là chất độn thủy tinh, sứ,…) có kích thước lớn hạt xúc tác Bên lớp xúc tác, người ta có đặt thêm lớp đệm nhỏ Hình Hình ảnh thiết bị dạng tầng cố định o Ưu điểm: dễ chế tạo, thao tác sử dụng chi phí thấp, tiếp tiếp xúc pha rắn – khí tốt, từ có độ chuyển hóa cao 23 o Nhược điểm: nhiệt phản ứng trao đổi qua thành thiết bị, đó, việc tải nhiệt khó hiệu quả, xúc tác sử dụng phải đạt yêu cầu cao độ bền nhiệt Ngồi ra, kích thước xúc tác sử dụng cần phải xem xét, sử dụng hạt xúc tác nhỏ gây giảm áp lớn khí qua, từ đó, làm giảm độ chuyển hóa, đặc biệt với phản ứng nhanh Thiết bị phản ứng dạng huyền phù Slurry o Ứng dụng: thiết bị phản ứng có quy mơ Pilot trở lên o Cấu tạo: đơn giản, gồm có bình phản ứng ống truyền nhiệt bên Dung mơi trơ có nhiệt dung lớn sử dụng môi trường tải nhiệt Các hạt xúc tác dạng bột mịn phân tán vào hệ dung môi Khí sục từ lên với vận tốc thích hợp Hình Hình ảnh thiết bị dạng huyền phù o Ưu điểm: việc giải nhiệt kiểm soát nhiệt độ thực hiệu o Nhược điểm: trở lực truyền khối hệ cao, nên làm giảm khả tiếp xúc liên pha rắn – khí hệ phản ứng, làm giảm hiệu phản ứng Nếu sử dụng xúc tác lưỡng tính làm xúc tác nhanh hoạt tính Thiết bị dạng tầng sôi 24 o Cấu tạo: giống với thiết bị dạng tầng cố định, khác phải đảm bảo vận tốc khí phản ứng xảy ra, bình phản ứng, tạo lớp xúc tác giả sôi o Ưu điểm: tăng cường truyền nhiệt xúc tác dịng khí (vừa tác chất vừa mơi trường phản ứng), thuận lợi cho việc kiểm soát nhiệt độ Do đó, sử dụng cho phản ứng tỏa nhiệt mạnh hay hệ phản ứng mà xúc tác phải thường xuyên thay Có thể sử dụng hạt xúc tác nhỏ Có thể tái sinh xúc tác liên tục Dễ loại bỏ phần tro, cốc, xỉ Có thể điều chỉnh kích thước xúc tác có phản ứng xảy So với thiết bị dạng Slurry, trở lực truyền khối thiết bị tầng sôi bé, nên hiệu tiếp xúc cao o Nhược điểm: việc vận hành đòi hỏi tốn nhiều lượng, chế độ thủy động phức tạp, cần có thiết bị phân riêng xúc tác rắn sản phẩm sau cùng, xúc tác phải đảm bảo có tính chất lý tốt 25 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ QUY TRÌNH TỔNG HỢP DME I Lựa chọn quy trình thơng số thiết kế Lựa chọn quy trình Lựa chọn quy trình sản xuất Dimethyl Ether từ Methanol thơng qua q trình hydrate hóa Đây đường đơn giản nên ta lựa chọn quy trình Thông số thiết kế - Sản xuất Dimethyl Ether: 20000 / năm - Độ tinh khiết: 99,3% - Hoạt động: 7800h / năm - Phân tử khối Dymethyl Ether: 46 g / mol (kg / kmol) - Năng suất sản phẩm: 20000 ton kg year 1000   2564.103kg / hour year ton 7800hours - Suất lượng mol Dymethyl Ether: 2564.103 II kg kmol x =55.741kmol /hr hr 46 kg Quy trình sản xuất  Sơ đồ quy trình cơng nghệ a) Cấu trúc dòng vào – ra: CH3OH REACTOR CH3OCH3 H2O 26 b) Cấu trúc dịng hồn lưu: CH3OH Phản ứng Tách Chưng cất CH3OCH3 H2O CH3OH hồn lưu c) Sơ đồ mơ quy trình cơng nghệ sản xuất DME Hình Sơ đồ mơ quy trình cơng nghệ sản xuất DME  Thuyết minh quy trình Nhập liệu gồm dòng Methanol (tinh khiết) với lưu lượng 3573 kg/h, đưa bơm P-100 chuyển đến thiết bị MIX-100 để hồ trộn với dịng Methanol hồn lưu có lưu lượng 2333 kg/h Dòng khỏi thiết bị tiếp tụ gia nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt E-100, dịng vào có tổng suất lượng khối lượng 5906 kg/h nhiệt độ dòng 25.66oC Dòng khỏi thiết bị E-100 có nhiệt độ 250 oC Sau tiếp tục qua lị phản ứng C, độ chuyển hóa lần metanol lò phản ứng 60% dịng có tổng suất lượng khối lượng 5906 kg/h, nhiệt độ dòng 340 oC Trước vào cột chưng cất T-100, dòng làm lạnh thiết bị trao đổi nhiệt E-101, cho dịng có tổng suất lượng khối lượng 5906 kg/h, nhiệt độ dòng 89 oC 27 Tại đỉnh cột (4/5 khoảng cách từ đáy cột), ta ngưng tụ thu DME có tổng suất lượng khối lượng 2545 kg/h với nhiệt độ 46.45 oC Phần chất lỏng đáy cột (dòng 8) chuyển sang cột chưng cất T-101 với tổng suất lượng khối lượng 3361 kg/h, nhiệt độ 146.8 oC Sau lại qua van, dịng có nhiệt độ 134 oC qua thiết bị gia nhiệt làm tăng nhiệt độ lên 140 oC (dòng 10) Tại cột T-101 này, ta thu hồi Methanol chưa phản ứng (dịng 11), đưa hồn lưu trở lại với suất lượng khối lượng 2351 kg/h, nhiệt độ dòng 124.7 oC loại nước (dòng 12) với suất lượng khối lượng 1010.21 kg/h có nhiệt độ dịng 167.8 oC Cả hai dòng 11 12 qua hai thiết bị trao đổi nhiệt E-104 E-103, nhằm hạ nhiệt độ Dịng 13 có nhiệt độ 25oC dịng WasteWater có nhiệt độ 40 oC  Giải toán cân vật chất Lựa chọn quy trình thơng số thiết kế  Lựa chọn quy trình: Cơng nghệ sản xuất DME methanol (CH3OH), qua phản ứng dehydrat hoá phương pháp đơn giản hiệu nhất, dễ ứng dụng quy mô sản xuất công nghiệp nên ta lựa chọn thiết kế theo quy trình  Thơng số thiết kế: Thời gian vận hành: 7800 giờ/ năm Sản xuất Dimethyl Ether 99.3% với suất 20000 tấn/năm Phản ứng dehydrat hoá có: - Độ chuyển hố: x = 0.6 Độ chọn lọc: S = 0.9989 Năng suất: Y = Sx= 0.5993  Việc sản xuất DME thông qua phản ứng dehydrat hố metanol xúc tác acid zeolit Phản ứng chính: 2CH 3OH   CH  O  H 2O  Trong phạm vi nhiệt độ hoạt động bình thường, khơng có phản ứng phụ đáng kể Phản ứng xảy tỏa nhiệt nhẹ với nhiệt tiêu chuẩn phản ứng 28 H react (250 C )  11700 kJ kmol  Nhiệt độ hoạt động xảy khoảng 250oC đến 370oC, phản ứng xảy 400oC chất xúc tác bị phá huỷ  Phản ứng diễn chất xúc tác alumina giáp xử lý với 10,2% silica Ở 250oC, phương trình tốc độ đưa Bondiera Naccache là:   E0   k0  exp   p met hanol  RT  rmet hanol Trong k0  1.21106 kmol kJ ; E0  80.48 p m cat.h.kPa mol methanol áp suất riêng phần metanol (kPa)  Chuyển đổi k E0 kmol m3 cat kmol   0.5   14.7 100kPa  8.89 108 ; m cat.h.kPa m m h kJ 10 mol E0  80.48   80480kJ / kmol mol 1kmol k0  1.21106  Cân vật chất: Dòng Recycle Cấu tử Suất lượng khối lượng (kg/h) Methanol Water Methanol DME Water 3552.8059 20.1769 2317.802 2.7401 12.0929 Tổng suất Suất Tổng suất lượng lượng lượng khối mol mol lượng (kmol/h) (kmol/h) (k g/h) 3573 110.88 112 1.12 2333 72.3366 0.0595 73.7 0.6713 Phần mol 0.99 0.01 0.99 0.0008 0.0092 Cần lưu ý dòng methanol nhập liệu (tinh khiết) kết hợp với dịng hồn lưu, dòng đầu vào cho lò phản ứng lớn 3573 kg/h Do đó: 29 Tổng lưu lượng khối lượng = lưu lượng khối lượng nhập liệu + lưu lượng dòng hồn lưu = 3573 + 2333 = 5906 kg/h Vì tồn dịng lưu chất qua trao đổi nhiệt → khơng có thay đổi thành phần số lượng tốc độ dòng khối Ngồi ra, tổng lưu lượng khối lượng lị phản ứng đầu vào = tổng tốc độ khối lượng lò phản ứng đầu Dòng Cấu tử Suất lượng khối lượng (kg/h) Methanol DME Water Methanol DME Water 5870.6079 2.7401 32.2698 2348.2432 2534.9217 1022.4694 Plug flow reactor (C) Tổng suất Suất Tổng suất Phần lượng khối lượng mol lượng mol mol lượng (kmol/h) (kmol/h) (kg/h) 5906 183.2166 185.1 0.99 0.0595 0.003 1.7913 0.0097 5906 73.2866 185.1 0.396 55.0245 0.2973 56.7562 0.3067 Độ chuyển hóa Methanol  The mole of Methanol  The amount of DME The amount of Methanol  Dòng DME 183.2166  73.2866  0.6 183.2166 Distillation column (T-100) Cấu tử Suất lượng Tổng suất Suất lượng khối lượng lượng khối mol (kg/hr) lượng (kmol/h) (kg/h) Methanol 2348.2432 5906 73.2866 DME 2534.9217 55.0245 Water 1022.4694 56.7562 Methanol 12.2961 2545 0.3837 DME 2532.1602 54.9645 Water 0.0671 0.0037 Methanol 2335.9471 3361 72.9029 DME 2.7616 0.0599 Tổng suất Phần lượng mol mol (kmol/h) 185.1 55.35 129.7 0.396 0.2973 0.3067 0.0069 0.993 0.0001 0.562 0.0005 30 Water Dòng 1022.4024 Cấu tử 10 Methanol DME Water 11 Methanol DME Water 12 Methanol DME Water WasteWater Methanol DME 70 35.0 1000 65 32.5 60 30.0 27.5 50 25.0 45 22.5 40 35 30 20.0 17.5 15.0 0.4375 Distillation column (T-101) Suất lượng Tổng suất Suất khối lượng lượng lượng (kg/hr) khối mol lượng (kmol/h) (kg/h) 2335.9471 3361 72.9029 2.7616 0.0599 1022.4024 56.7525 2335.9463 2351 72.9029 2.7616 0.0599 12.187 0.6765 0.0008 1010.21 0 1010.21 56.08 0.0008 1010.21 0 1010.21 Tổng suất lượng mol (kmol/h) 129.7 Phần mol 0.562 0.0005 0.4375 0.99 0.0092 0.0008 0 0 73.64 56.08 56.08 56.08 Sensitivity Results Curve METHANOL KMOL/HR -1000 DME KMOL/HR CONV KG/HR -2000 -3000 -4000 -5000 CONV KG/HR 55 DME KMOL/HR METHANOL KMOL/HR Water 56.7525 -6000 -7000 -8000 -9000 25 12.5 20 10.0 15 7.5 10 5.0 2.5 -14000 0.0 -15000 160 -10000 -11000 -12000 -13000 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780 800 TEMPERATURE (C) Hình 10 Hình minh họa mối quan hệ metanol, DMEvà độ chuyển hóa 31 Rõ ràng lượng metanol tỉ lệ nghịch với lượng DME độ chuyển hóa giảm Do đó, phương pháp tối ưu chọn nhiệt độ xấp xỉ 300oC để độ chuyển hóa đạt khoảng 60% độ tinh khiết DME 99.3%  Trình tự tách chất Hệ số dễ tách CSE (Coefficent of Ease of Seperation) cho ta biết cấu tử nên tách trước phù hợp Hệ số tính theo cơng thức: CES  f     d   b   log       b  LK  d  HK  Trong đó: + f  B D với B suất lượng dòng sản phẩm đáy, D suất lượng dòng sản phẩm đỉnh  f  1 +   T độ chênh lệch nhiệt độ Bảng Thông số nhiệt độ sôi suất lượng cấu tử cần tách Nhiệt độ sôi Cấu tử Suất lượng mol ∆T o 1atm ( C) DME (A) 55,0245 -24 Methanol (B) 73,2866 64,7 88,7 Nước (C) 56,7562 100 35,3 Các phương án tách chất: Phương án 1: Tách A trước - Hệ số dễ tách: CES  55.0245  88.7  37.53 56.7562  73.2866 32 - Độ bay tương đối:   1 37.53  1.3753 100 Phương án 2: Tách A B trước - Hệ số dễ tách: CES  55.0245  73.2866  35.3  79.804 56.7562 - Độ bay tương đối:   1 79.804  1.79804 100 Bảng So sánh số tách phương án Phương án Phương án Hệ số CES 37,53 79,804 Độ bay α 1,3753 1,79804 33 CHƯƠNG : THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRAO ĐỔI NHIỆT I Thơng số dịng vật chất Dịng Nhiệt độ ( oC) Mass Enthalpy (kJ/kg) DME 10 11 12 13 Recycle WasteWater 25 25.66 25.66 250 340 340 89 46.45 146.8 134 140 124.7 167.8 25 25.68 40 -7520 -7517 -7514 -5950 -5950 -8158 -7389 -4379 -9519 -9519 -8651 -7130 -15215.383 -7512 -7510 -15759.537 Hình 11 Sơ đồ hệ thống 34 II Tin (oC) Tout (oC) Nóng (1) 340 89 Nóng (2) 124.7 25 Lạnh (3) 25.7 250 Lạnh (4) 134 140 Cooling Water 20 25 HP Stream 250 249 Dịng Tính tốn nhiệt độ Pinch Bảng Tính tốn lượng Hysys  Tính tốn nhiệt độ Pinch Hình 12 Nhiệt độ Pinch  Nhiệt độ Pinch: Dịng lạnh có TPinch thu từ 167.9 oC đến 79.1 oC Dòng nóng có TPinch thu từ 240.2 oC đến 154 oC 35 36 ... Methanol sản xuất từ than hay từ khí thiên nhiên qua giai đoạn sản xuất khí tổng hợp Trên giới, methanol sản xuất lượng lớn, khảng hàng chục triệu tấn/năm Nước ta có dự án xây dựng sở sản xuất methanol... nay, công nghệ sản xuất DME từ methanol ứng dụng cơng nghiệp Xúc tác cho q trình dehydrate hóa methanol thành DME nhơm oxide 15 CHƯƠNG 3: SƠ LƯỢC VỀ SẢN XUẤT DIMETHYL ETHER I Nguồn nguyên liệu sản. .. dehydrat hoá Đây đường đơn giản để sản xuất DME Methanol sản xuất từ than hay từ khí thiên nhiên qua giai đoạn sản xuất khí tổng hợp Trên giới, methanol sản xuất lượng lớn, cỡ hàng chục triệu tấn/năm