甲醇制氢生产装置计算说明书 过程装备与控制工程课程设计

《甲醇制氢生产装置计算说明书 过程装备与控制工程课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、甲醇制氢生产装置计算说明书姓名：单位：控制070408目录1.前言2.设计任务书3.甲醇制氢工艺设计3.1甲醇制氢工艺流程3.2物料衡算3.3热量衡算4.机器选型及管道设计4.1泵的选型4.2管子选型4.3阀门选型4.4管道法兰选型5.强度校核计算说明书6.反应器控制方案设计7.技术经济评价、环境评价8.参考文献附录：1.预热器装配图2.管道平面布置图3.管道空视图1前言氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种

2、类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。依据原料及工艺路线的不同，目前氢气主要由以下几种方法获得：①电解水法；②氯碱工业中电解食盐水副产氢气；③烃类水蒸气转化法；④烃类部分氧化法；⑤煤气化和煤水蒸气转化法；⑥氨或甲醇催化裂解法；⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢；等等。其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模

3、用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：（1）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。（2）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。（3）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。（4）可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。本设计采用甲醇裂解+吸收法

4、脱二氧化碳+变压吸附工艺，增加吸收法的目的是为了提高氢气的回收率，同时在需要二氧化碳时，也可以方便的得到高纯度的二氧化碳。2设计任务书本次课程设计是设计生产能力为3000m3/h甲醇制氢生产装置。在设计中要经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算和结构设计，管道设计，单参数单回路的自动控制设计，机器选型和技术经济评价等各个环节的基本训练。在设计过程中综合应用所学的多种专业知识和专业基础知识，同时获得一次工程设计时间的实际训练。课程设计的知识领域包括化工原理、过程装备设计、过程机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程。本课程设计是以甲

5、醇制氢装置为模拟设计对象，进行过程装备成套技术的全面训练。设计包括以下内容和步骤：1、　工艺计算。2、　生产装置工艺设计。3、　设备设计。分组进行。4、　机器选型。5、　设备不知设计。6、　管道布置设计。7、　绘制管道空视图。8、　设计一个单参数、单回路的自动控制方案。9、　对该装置进行技术经济评价。10、整理设计计算说明书。设计任务书一、题目：生产能力为3000m3/h甲醇制氢生产装置二、设计参数：生产能为3000m3/h三、计算内容：1、　工艺计算：物料衡算和能量衡算。2、　机器选型计算。3、　设备布置设计计算。4、　管道布置设计计算。

6、5、　技术经济评价计算。四、图纸清单：1、　甲醇制氢装置物流图2、　吸收塔设备图3、　管板零件图4、　管道仪表流程图5、　设备布置图6、　管道布置图7、　管道空视图(PL0104-15L1B)8、　管道空视图(PL0105-15L1B)3甲醇制氢工艺设计3.1甲醇制氢工艺流程甲醇制氢的物料流程如图1－2。流程包括以下步骤：甲醇与水按配比1：1.5进入原料液储罐，通过计算泵进入换热器（E0101）预热，然后在汽化塔（T0101）汽化，在经过换热器(E0102)过热到反应温度进入转化器(R0101)，转化反应生成H2、CO2的以及未反应的甲醇和

7、水蒸气等首先与原料液换热器(E0101)冷却，然后经水冷器(E0103)冷凝分离水和甲醇，这部分水和甲醇可以进入原料液储罐，水冷分离后的气体进入吸收塔，经碳酸丙烯脂吸收分离CO2，吸收饱和的吸收液进入解析塔降压解析后循环使用，最后进入PSA装置进一步脱除分离残余的CO2、CO及其它杂质，得到一定纯度要求的氢气。图1－23.2物料衡算1、依据甲醇蒸气转化反应方程式:CHOH→CO↑+2H↑（1-1）CO+HO→CO↑+H↑（1-2）CHOH分解为CO转化率99%,反应温度280℃,反应压力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol).2、投料

8、计算量代入转化率数据,式(1-1)和式(1-2)变为:CHOH→0.99CO↑+1.98H↑+0.01CHOH（1-3）CO+0.99HO→0.99CO↑+1.99H+0.01C