年30万吨甲醇合成工段换热器的设计

一、项目简介本项目是一座年产30万吨合成甲醇的化工项目，主要采用天然气和煤炭为原料，通过催化剂反应，将天然气和煤炭转化为合成气，再通过水蒸气重整和低温变换等工艺步骤，最终合成甲醇。

项目总投资估计为XX亿元。

二、工艺流程1.原料准备:本项目主要使用天然气和煤炭作为原料。

天然气经过除尘、除硫、除水等预处理后，与煤炭一起进入合成气制备单元。

2.合成气制备:合成气制备单元主要包括重整和变换两个步骤。

重整步骤将煤炭燃烧后的烟气与水蒸气进行混合，经过反应生成合成气；变换步骤利用催化剂将天然气进行催化反应，生成一氧化碳和氢气，与重整步骤产生的合成气混合。

3.合成甲醇:合成气进入合成甲醇装置，经过一系列反应和分离步骤，最终转化为甲醇产品。

其中的反应步骤主要包括催化剂反应和蒸汽重整等。

4.产品处理:甲醇产品经过分离、精制、脱水等处理步骤，最终得到合格的甲醇产品。

三、工艺特点1.本项目采用先进的一体化工艺，能够同时利用天然气和煤炭作为原料，提高资源利用效率。

2.本项目使用了先进的催化剂和反应装置，具有高效、低能耗、高选择性的特点。

3.本项目采用封闭生产工艺，能够降低环境污染，提高产品质量。

4.本项目设计了完善的废物处理装置，实现了废物的资源化利用，减少了对环境的影响。

五、经济效益分析1.本项目年产30万吨甲醇，主要销售给化工企业作为原材料。

根据市场调研和产品定价，预计年销售收入为XX亿元。

2.本项目投资估计为XX亿元，预计投资回收期为X年，静态投资回收率为X%。

3.本项目能够提供大量的就业机会，促进当地经济发展。

六、风险分析1.天然气和煤炭市场价格波动风险。

2.环保政策和法规调整风险。

3.技术创新和市场需求变化风险。

4.合作伙伴风险及市场竞争风险。

七、总结本项目的初步设计说明书详细介绍了年产30万吨合成甲醇的工艺流程、工艺特点、经济效益分析和风险分析等方面。

该项目将利用先进的工艺装置和催化剂，通过合成气制备和反应步骤，将天然气和煤炭转化为合成甲醇，可提供大量就业机会和促进当地经济发展。

目录第1章概述 (4)1.1甲醇性质 (4)1.2甲醇用途 (4)1.3甲醇生产工艺的发 (4)1. 4甲醇生产原料 (5)第2章工艺流程设计 (6)2.1合成甲醇工艺的选择 (6)2.1.1甲醇合成塔的选择 (6)2.1.2催化剂的选用 (6)2.1.3合成工序工艺操作条件的确定与论证 (8)第3章工艺流程 (10)3.1甲醇合成工艺流程 (10)第4章工艺计算 (12)4.1物料衡算 (12)4.1.1合成工段 (13)4.2能量衡算 (18)4.2.1煤发电量 (18)4.2.2合成工段 (18)第5章主要设备的计算和选型 (22)5.1甲醇合成塔的设计 (22)5.2水冷器的工艺设计 (25)5.3循环压缩机的选型 (28)5.4气化炉的选型 (28)5.5甲醇合成厂的主要设备一览表 (28)第6章合成车间设计 (29)6.1厂房的整体布置设计 (29)6.2合成车间设备布置的设计 (29)第7章设计结果评价 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章概述1.1甲醇性质甲醇俗称木醇、木精，英文名为methanol，分子式CH3OH。

是一种无色、透明、易燃、有毒、易挥发的液体，略带酒精味；分子量32.04，相对密度0.7914(d420)，蒸气相对密度1.11(空气=1)，熔点-97.8℃，沸点64.7℃，闪点（开杯）16℃，自燃点473℃，折射率(20℃)1.3287，表面张力（25℃）45.05mN/m，蒸气压（20℃）12.265kPa，粘度（20℃）0.5945mPa•s。

能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。

蒸气与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限6.0％～36.5﹪（体积比）。

化学性质较活泼，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应。

1.2甲醇用途甲醇是重要有机化工原料和优质燃料，广泛应用于精细化工，塑料，医药，林产品加工等领域。

甲醇主要用于生产甲醛，消耗量要占到甲醇总产量的一半，甲醛则是生产各种合成树脂不可少的原料。

学生学习初步设计
3.1.2 甲醇合成
CO 与 H2 合成甲醇是种可逆反应：
为减少合成甲醇过程中的副反应，提高甲醇产率，须选择适当的温度、压力 和催化剂，一般温度 300—400℃，压力 20MPa 左右。合成甲醇的反应温度低， 所需压力低，能耗也低，但温度低，反应速度变慢，所以催化剂是关键因素。合 成甲醇原料气 H2/CO 的化学计量比是 2：1。CO 含量过高对温度控制有害，且 能引起羰基铁在催化剂上的积聚，使催化剂失掉活性，故采用 H2 过量，H2／ CO 摩尔比为 2.2—3.0 较好。
1、塔设备 所有的塔设备为半露天，用裙座支承安装于基础环上。与塔设 备相关的设备如冷凝器、回流泵等按轴线就近布置，减少管线占地。
四个塔成组布置，位于同一轴线上。由于加压塔的回流罐较大，所以在一层 单独布置，用基座抬高。其余回流罐布置在三层。所有塔的再沸器布置在二层， 冷凝器布置在四层。由于精馏塔过高，精馏塔设备回流全部采用回流泵强制回流。 2、换热器 产品物料的冷凝器置于一层吸收塔的附近，便于出管。 3、泵 精馏车间的泵出口轴线对齐，减少管道铺设的难度，泵之间的距离在 1200mm，方便检修。
严峻考验，但我国煤炭资源相对丰富，大力发展煤化工，合理开发利用煤炭资源
已成共识。发展煤制甲醇，以煤代替石油，是国家能源安全的需要也是化学工业
高速发展的需求。
3.1 甲醇合成法的化学过程
3.1.1 煤的气化
煤在高温常压下，与气化剂反应转化为 CO、H2 等可燃性气体的过程，称为 煤的气化。气化剂主要是水蒸气、空气或它们的混合气。从煤的气化得到甲醇合 成的工业原料——CO 和 H2 的混合物（合成气），通常将水蒸气直接通人炽热的 煤层，其转化为合成气的化学反应如 下：

沈阳化工大学科亚学院本科毕业论文题目：年产30万吨甲醇装置精制工段工艺设计院系：沈阳化工大学科亚学院专业：化学工程与工艺班级：1101学生姓名：郑亿指导老师：吴静论文提交时间：2015年5月29日论文答辩时间：2015年6月1日毕业设计（论文）任务书摘要甲醇是重要的化工原料和清洁燃料，用途广泛，在国民经济中占有十分重要的地位。

近些年，随着甲醇下游产品的开发及甲醇作为燃料的推广，甲醇的需求量大幅增长。

经过分析比较各种精馏工艺，本设计采用甲醇二塔精馏流程。

该设计遵循“技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保”等原则，在充分论证甲醇精馏的发展历程和国内外的研究现状，熟悉甲醇精馏工艺流程、技术设备等基础上，并在Aspen 化工模拟系统中的塔精馏模块对常压精馏塔进行模拟的辅助下最后绘制出工艺流程图、带控制点的物料流程图、设备图和设备布置图。

此外，该设计充分考虑环境保护和劳动安全，以减少“三废”排放，加强“三废”治理。

关键词：甲醇；精馏；模拟AbstractMethanol is an important chemical raw material. It is also a clean and versatile fuel which plays a very important role in the nowadays national economy. With the development of downstream products of methanol, it has promoted the substantial growth demand for methanol in recent years.After analysis and comparison of various distillation processes, this design uses two towers of methanol distillation. The design follows the principal of advanced-technology, maturity economic and environmental protection. In full demonstration research status methanol distillation course of development at home and abroad, and bases on the familiar with methanol distillation process, with the aids of technical equipment and Aspen PLUS simulation of chemical materials flow chart of column distillation system module, to simulate atmospheric distillation to draw the final process flow sheet and material flow chart with control points, and the equipment layout. In addition, the design fully considers environmental protection and labor safety in order to reduce the three wastes and to strengthen the three wastes treatment.Keywords: Methanol;Purification;Simulation目录第一章文献综述 (1)1.1 甲醇基本性质及用途 (1)1.1.1 甲醇物理和化学性质 (1)1.1.2 甲醇的安全性 (2)1.1.3 甲醇的用途 (2)1.2 甲醇合成工艺 (2)1.2.1 甲醇合成概述 (2)1.2.2 常用合成方法 (3)1.3 甲醇生产问题及改进方向 (4)1.3.1 生产中进一步要求提高质量 (4)1.3.2 节能降耗 (5)1.3.3 设备的设计与改造 (5)1.4 甲醇精制过程的研究现状 (6)1.4.1 甲醇精制过程的模拟研究 (6)1.4.2 Aspen软件在化工流程模拟的应用 (6)第二章生产流程设计论证 (7)2.1 粗甲醇精馏 (7)2.1.1 精馏技术简述 (7)2.1.2 精馏方案确定 (7)2.2 精馏设备确定 (11)2.3 精馏操作条件 (11)第三章物能衡算 (13)3.1 操作条件 (13)3.1.1 粗甲醇进料参数 (13)3.1.2 模型简化处理 (13)3.2 物料衡算 (14)3.2.1 F-701汽液组成计算 (14)3.2.2 D-702塔底废水计算 (16)3.2.3 D-701塔顶排放物计算 (17)3.2.4 D-701塔低组成计算 (17)3.2.5 D-701塔顶蒸汽及回流液计算 (18)3.2.6 D-702塔顶蒸汽及回流液计算 (19)3.2.7 结果检验 (19)3.3 热量衡算 (21)3.3.1 参考数据 (21)3.3.2 热量衡算原理及方法 (22)3.3.3 D-701热量衡算 (22)3.3.4 D-702热量衡算 (23)3.3.5 主精馏塔冷凝器E-708热量衡算 (24)第四章设备计算 (25)4.1 E-708管壳式冷凝器选型 (25)4.1.1试选冷凝器 (25)4.1.2核算总传热系数K (26)4.1.3 计算传热面积 (28)4.1.4 计算管、壳程压力降 (28)4.1.5 确定设计选型 (30)第五章ASPEN工艺核算及优化 (31)5.1 引言 (31)5.2 Aspen Plus软件介绍 (31)5.3 基于Aspen Plus稳态模拟的甲醇三塔模型搭建 (33)5.3.1 甲醇三塔稳态模拟基本步骤 (33)5.3.2 甲醇三塔初始模拟搭建 (31)第六章车间布置 (38)6.1 车间布置规范 (38)6.1.1 车间布置的内容 (38)6.1.2 车间布置的依据 (38)6.1.3 车间布置的原则 (39)6.2 竖向设计 (40)6.2.1 车间厂房的平面布置 (40)6.2.2 车间厂房的立面布置图 (41)6.2.3 车间设备布置设计 (42)6.3 厂区运输 (45)6.3.1 运输方式 (46)6.3.2 合理组织人流与货流 (46)第七章非工艺设计与安排 (47)7.1环境保护与劳动安全 (47)7.1.1“三废”及噪声的处理 (47)7.1.2 安全问题的初步设计 (48)7.2 工作人员的安排及管理 (50)参考文献 (51)致谢 (53)第一章文献综述1.1 甲醇基本性质及用途1.1.1 甲醇物理和化学性质甲醇的分子式为CH3OH，其分子量为32.04。

本科毕业设计年产30万吨甲醇工艺设计Process Design of 300 kta Methanol SynthesisSection目录摘要 .......................................................................................................................................... Abstract ..................................................................................................................................引言......................................................................................................................................第一章概述...................................................................................................................1.1甲醇的概述..................................................................................................................1.1.1理化性质...................................................................................................................1.1.2制法...........................................................................................................................1.1.3用途...........................................................................................................................1.2由CO和H2合成甲醇 ...............................................................................................1.2.1高压法.......................................................................................................................1.2.2低压法.......................................................................................................................1.2.3中压法.......................................................................................................................1.3甲醇生产技术的发展趋势 .........................................................................................第二章工艺流程设计.....................................................................................................2.1甲醇合成......................................................................................................................2.1.1反应方程式...............................................................................................................2.1.2合成法反应机理 ......................................................................................................2.1.3甲醇合成塔的选择 ..................................................................................................2.1.4催化剂的选用 ..........................................................................................................2.1.5合成工序工艺操作条件的论证与确定 ..................................... 错误！未定义书2.1.6低压Lurgi甲醇合成工艺.......................................................... 错误！未定义书第三章生产工艺计算........................................................................ 错误！未定义书3.1甲醇生产的物料平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.1.1合成工段物料衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2甲醇生产的能量平衡计算 ............................................................ 错误！未定义书3.2.1合成工段能量衡算 ..................................................................... 错误！未定义书3.2.2冷凝器能量计算 ......................................................................... 错误！未定义书第四章主要设备计算及选型.......................................................... 错误！未定义书4.1合成系统主要设备的计算及选型 ................................................ 错误！未定义书4.1.1甲醇合成塔的设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.2水冷器的工艺设计 ..................................................................... 错误！未定义书4.1.3甲醇分离器...............................................................................................................4.1.4循环压缩机的选型 ..................................................................................................4.2控制仪表的选择 ............................................................................ 错误！未定义书结论......................................................................................................... 错误！未定义书致谢......................................................................................................... 错误！未定义书参考文献.................................................................................................................................附录......................................................................................................................................年产30万吨甲醇合成工段工艺设计摘要：甲醇是一种极重要的有机化工原料，也是一种燃料，是碳化学的基础产品，在国民经济中占有十分重要的地位。

海南大学毕业设计题目：年产30万吨甲醇生产车间工艺初步设计学号：XXXX姓名：XXX年级：XXX学院：材料和化工学院系别：材料科学和工程系专业：材料科学和工程指导教师：XXXX完成日期：XXXX目录目录 (2)一、设计任务书 (3)二、概述 (5)三生产方案 (6)四、工艺论证 (7)五、物料衡算 (9)六、能量衡算 (16)七、设备选型和工艺计算 (21)八、合成车间的设计 (27)九、安全生产设计 (28)十、非工艺专业要求 (28)十一、三废处理 (29)十二、经济效益评价 (31)十三、设计结果评析 (30)十四、心得体会和致谢 (35)十五、参考文献 (36)附录……………………………………………………………………………………图纸一、设计任务书（一）课程设计题目年产30万吨甲醇生产车间工艺初步设计（二）设计条件1 原料来源：天然气，海南天然气厂供2 产品：甲醇（一级）3生产能力：30万t/a4 热源条件：加热剂：天然气燃烧及生产过程的废热冷却剂：循环水，进口温度≤30℃出口温度≤40℃5 生产时间：全年连续生产330天，每天工作24小时，三班制。

6 生产厂址：洋浦工业开发区7 当场天候温度：最高40℃，最低8℃，平均18—25℃（三）设计任务1．甲醇（工业一级）生产方法确定、工艺流程设计和论证2．技术指标、工艺参数和操作条件确定和说明3．工艺计算——物料衡算、热量衡算（使用SI制）4．生产设备设计计算和选型。

重点：合成塔和换热器设计计算和选型5．设计结果汇总表（1）技术指标、工艺参数和操作条件汇总表（2）物料衡算汇总表（3）热量衡算汇总表（4）生产设备配置汇总表6．设计绘图（计算机CAD绘制）（1）带控制点工艺原理流程图一张（A3）。

（2）合成塔工艺条件图或结构尺寸图一份（A3）。

（3）换热器结构示意简图一张（A3）。

（4）生产车间平面、立面布置图一份（A3）。

要求：设计绘图：图形、图标、图幅符合《机械制图标准》要求。

年产30万吨粗甲醇精馏工段的设计毕业论文目录第1章总论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1意义及作用 (1)1.1.2 国外现状 (1)1.1.3 产品性质与特点 (4)1.1.4 产品的生产方法概述 (5)1.2 设计依据 (5)1.3 设计规模 (6)1.4 原料及产品规格 (6)1.4.1 主要原料规格及技术指标 (6)1.4.2 产品规格 (6)第2章设计方案 (8)2.1 工艺原理 (8)2.2甲醇精馏工艺论证 (8)2.2.1精馏工艺和精馏塔的选择 (8)2.2.2单塔精馏工艺 (8)2.2.3双塔精馏工艺 (9)2.2.4三塔精馏工艺 (10)2.2.5双塔与三塔精馏技术比较 (11)2.2.6精馏塔的选择 (12)2.3工艺流程简述 (13)第3章工艺设计计算 (16)3.1工艺参数 (16)3.2 物料衡算的意义和作用 (17)3.2.1 物料衡算 (17)3.2.2 总物料衡算表 (20)3.3热量衡算 (21)3.3.1预塔热量衡算 (23)3.3.2主塔热量衡算 (25)3.3.3常压精馏塔能量衡算 (27)3.4热量衡算表 (31)第4章主要设备的工艺计算及选型 (32)4.1理论板数的计算 (32)4.1.1常压塔理论塔板计算 (32)4.2常压精馏塔主要尺寸的计算 (34)4.2.1常压精馏塔设计的主要依据和条件 (34)4.2.2初估塔径 (36)4.2.3塔件设计 (38)4.2.4塔板流体力学验算 (41)4.2.5 负荷性能 (43)4.2.6常压塔主要尺寸确定 (46)4.3 预精馏塔模拟 (48)4.4加压塔模拟 (50)4.5塔设备一览表 (52)第5章附属设备的选择 (53)5.1确定物性数据 (53)5.2工艺结构尺寸 (54)5.3换热器衡算 (56)5.3.1热量衡算 (56)5.3.2 换热器流体的流动阻力 (59)5.4泵的选型原则 (60)5.5各类泵的性能参数 (62)5.6泵的计算 (64)参考文献 (67)后记及其他 (68)附图1 (69)附图2 (70)第1章总论1.1 概述1.1.1意义及作用目前，甲醇在有机合成工业中，是仅次于烯烃和芳烃的重要基础有机原料。

毕业设计题目：年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计院（系）：化学化工学院专业：化学工程与工艺学号：姓名：指导教师：完成日期：2014.6目录第一章文献综述 (4)1.1 甲醇生产工艺进展及国内发展前景 (4)1.1.1甲醇简介 (4)1.1.2甲醇的用途 (8)1.1.3甲醇的安全性 (9)1.1.4甲醇国内外合成技术现状 (10)1.3影响精馏操作的因素与调节 (12)1.3.1影响精馏操作的主要因素简析 (12)1.3.2精馏塔的产品质量控制和调节 (13)1.4 Aspen Plus工艺流程模拟 (14)第二章物料衡算和能量衡算 (16)2.1操作条件 (16)2.2物料衡算 (16)2.2.1 预塔物料衡算 (17)2.2.2 加压塔的物料衡算 (18)2.2.3 常压塔的物料衡算 (29)2.2.4 回收塔的物料衡算 (37)2.2.5 四塔实际模拟 (45)2.4整个四塔甲醇的回收率 (55)2.5加压塔、常压塔、回收塔采出甲醇的浓度 (55)第三章预精馏塔工艺设计及其附件选型 (55)3.1 设计依据 (55)3.1.1 预精馏塔设计已知条件 (55)3.1.2 塔板工艺条件计算 (56)3.1.3 塔径计算 (57)3.1.4 塔高计算 (58)3.1.5 塔板的工艺尺寸 (60)3.1.6 塔板流体力学验算 (64)3.2 预精馏塔附件选型 (71)3.2.1 管口设计 (71)3.2.2 设备管口表 (73)参考文献 (74)附录 (74)致谢 (75)年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计学生：xxx 指导老师：xxx摘要：本设计是关于甲醇精馏的工段及其预塔设备的设计，文中着重介绍了四塔流程。

按照课程设计任务书上的要求，文中具体内容包括：甲醇及精馏的相关内容；甲醇精馏流程介绍；精馏全流程的物料衡算和能量衡算；Aspen对全流程的模拟及分析以及Radfrac模块中的Tray Sizing对加压、常压、回收塔的尺寸设计；预精馏塔的塔设备计算及塔附件选型等。

毕业设计题目：年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计院（系）：化学化工学院专业：化学工程与工艺学号：姓名：指导教师：完成日期：2014.6目录第一章文献综述 (4)1.1 甲醇生产工艺进展及国内发展前景 (4)1.1.1甲醇简介 (4)1.1.2甲醇的用途 (8)1.1.3甲醇的安全性 (9)1.1.4甲醇国内外合成技术现状 (10)1.3影响精馏操作的因素与调节 (12)1.3.1影响精馏操作的主要因素简析 (12)1.3.2精馏塔的产品质量控制和调节 (13)1.4 Aspen Plus工艺流程模拟 (14)第二章物料衡算和能量衡算 (16)2.1操作条件 (16)2.2物料衡算 (16)2.2.1 预塔物料衡算 (17)2.2.2 加压塔的物料衡算 (18)2.2.3 常压塔的物料衡算 (29)2.2.4 回收塔的物料衡算 (37)2.2.5 四塔实际模拟 (45)2.4整个四塔甲醇的回收率 (55)2.5加压塔、常压塔、回收塔采出甲醇的浓度 (55)第三章预精馏塔工艺设计及其附件选型 (55)3.1 设计依据 (55)3.1.1 预精馏塔设计已知条件 (55)3.1.2 塔板工艺条件计算 (56)3.1.3 塔径计算 (57)3.1.4 塔高计算 (58)3.1.5 塔板的工艺尺寸 (60)3.1.6 塔板流体力学验算 (64)3.2 预精馏塔附件选型 (71)3.2.1 管口设计 (71)3.2.2 设备管口表 (73)参考文献 (74)附录 (74)致谢 (75)年产30万吨甲醇精馏提纯的工段设计学生：xxx 指导老师：xxx摘要：本设计是关于甲醇精馏的工段及其预塔设备的设计，文中着重介绍了四塔流程。

按照课程设计任务书上的要求，文中具体内容包括：甲醇及精馏的相关内容；甲醇精馏流程介绍；精馏全流程的物料衡算和能量衡算；Aspen对全流程的模拟及分析以及Radfrac模块中的Tray Sizing对加压、常压、回收塔的尺寸设计；预精馏塔的塔设备计算及塔附件选型等。

年产30万吨合成甲醇分厂设计第一章概述 (7)1.1项目概述 (7)1.1.1项目名称 (7)1.1.2项目简介 (7)1.2设计依据及原则 (7)1.2.1 设计依据 (7)1.2.2 设计原则 (8)1.3工艺特点 (9)1.4产品方案 (9)1.5主要物料规格及消耗 (9)1.6排污要求 (10)1.7公用工程 (10)1.8厂址概况 (10)1.9产品文献综述 (10)1.9.1产品甲醇简介 (11)1.10项目建设的目的及意义 (12)第二章工艺方案的确定及流程模拟 (13)2.1概述 (13)2.2甲醇合成的反应及动力学分析 (14)2.2.1 甲醇合成的反应 (14)2.2.2 反应动力学分析 (15)2.3合成工艺 (16)2.3.1 甲醇生产工艺 (16)2.3.2 工艺流程的确定 (20)2.3.3 合成工序工艺操作条件的确定 (23)2.3.4 催化剂 (25)2.4工艺流程模拟 (26)2.4.1 (26)2.4.2 合成 (27)2.4.3 分离工段 (28)第三章物料衡算和热量衡算 (29)3.1概述 (29)3.2物料衡算的意义 (29)3.3物料衡算遵循的原则 (29)3.4物料衡算结果 (30)3.4.1 全段工艺的物料衡算 (30)3.5热量衡算 (45)3.5.1热量衡算原则 (45)3.5.2热量衡算 (46)第四章设备设计及选型 (54)4.1概述 (54)4.2甲醇合成反应器的选择 (54)4.2.1 列管式反应器内部结构及空速的计算 (54)4.2.2 反应器内径、壁厚、外径的计算 (55)4.2.3 反应器塔高的计算 (55)4.3压缩机的选择 (55)4.3.1 选型原则 (55)4.3.2 选型介绍 (56)4.4闪蒸罐设计 (56)4.5精馏塔的选择 (56)4.5.1 精馏段塔径的计算 (57)4.5.2 提馏段塔径的计算 (59)4.5.3 塔高的确定： (60)4.6泵的选择 (60)4.7换热器的选择 (61)4.8回流罐，储罐的选择 (63)4.9设备选型一览表 (64)第五章总图及车间布置 (68)5.1总图设计 (68)5.1．1布置原则 (68)5.1．2参照要求及标准 (68)5.1.3 布局情况介绍 (69)5.1.4反应车间 (74)5.1.5辅助车间和公用工程 (74)5.1.7 其它布局说明 (75)5.2车间布置 (76)5.2.1车间布置依据 (76)5.2.2车间布置原则 (77)5.2.3 车间整体布置 (77)5.2.4合成工段车间布置 (78)第六章自动控制及仪表 (80)6.1全厂自控水平和主要控制方案 (80)6.1.1 概述 (80)6.1.2 自控水平 (80)6.1.3 主要控制方案 (81)6.1.4 通讯网络 (82)6.2仪表选型的确定 (83)6.2.1 选型原则 (83)6.2.2 控制室监控系统 (83)6.3动力供应 (84)6.3.1 仪表电源 (84)6.3.2 仪表气源 (84)6.4典型设备控制方案 (84)6.4.1 精馏塔的控制 (84)6.4.2 离心泵控制方案—直接节流法调节 (85)6.4.4 换热器的控制 (86)6.4.5 储罐的控制 (87)第七章环境保护及评价 (89)7.1概述 (89)7.1.1环保目的 (89)7.1.2环境保护遵守依据 (89)7.1.3 控制及保护目标 (90)7.2废气中主要污染物的特征和危害 (91)7.2.1对人体的健康危害 (91)7.2.2对植物的危害 (91)7.3环境保护治理措施 (91)7.3.1废气 (92)7.3.2废水 (92)7.3.3废渣 (93)7.4总结 (93)第一章概述1.1 项目概述1.1.1项目名称年产30万吨合成甲醇分厂设计1.1.2项目简介本项目以总厂造气分厂的净化合成气作为原料，充分合理利用原料气组分的现有资源及成熟的生产工艺，设计一座合成甲醇的分厂，对分厂的科学发展进行规划，扩大经济效益的同时，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，对优化资源利用有重要意义。

沈阳化工大学科亚学院本科毕业论文题目：年产30万吨甲醇装置精制工段工艺设计院系：沈阳化工大学科亚学院专业：化学工程与工艺班级： 1101 学生姓名：郑亿指导老师：吴静论文提交时间：2015年5月29日论文答辩时间：2015年6月1日毕业设计（论文）任务书摘要甲醇是重要的化工原料和清洁燃料，用途广泛，在国民经济中占有十分重要的地位。

近些年，随着甲醇下游产品的开发及甲醇作为燃料的推广，甲醇的需求量大幅增长。

经过分析比较各种精馏工艺，本设计采用甲醇二塔精馏流程。

该设计遵循“技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保”等原则，在充分论证甲醇精馏的发展历程和国内外的研究现状，熟悉甲醇精馏工艺流程、技术设备等基础上，并在Aspen 化工模拟系统中的塔精馏模块对常压精馏塔进行模拟的辅助下最后绘制出工艺流程图、带控制点的物料流程图、设备图和设备布置图。

此外，该设计充分考虑环境保护和劳动安全，以减少“三废”排放，加强“三废”治理。

关键词：甲醇；精馏；模拟AbstractMethanol is an important chemical raw material. It is also a clean and versatile fuel which plays a very important role in the nowadays national economy. With the development of downstream products of methanol, it has promoted the substantial growth demand for methanol in recent years.After analysis and comparison of various distillation processes, this design uses two towers of methanol distillation. The design follows the principal of advanced-technology, maturity economic and environmental protection. In full demonstration research status methanol distillation course of development at home and abroad, and bases on the familiar with methanol distillation process, with the aids of technical equipment and Aspen PLUS simulation of chemical materials flow chart of column distillation system module, to simulate atmospheric distillation to draw the final process flow sheet and material flow chart with control points, and the equipment layout. In addition, the design fully considers environmental protection and labor safety in order to reduce the three wastes and to strengthen the three wastes treatment.Keywords: Methanol;Purification;Simulation目录第一章文献综述 01.1 甲醇基本性质及用途 01.1.1 甲醇物理和化学性质 01.1.2 甲醇的安全性 (1)1.1.3 甲醇的用途 (1)1.2 甲醇合成工艺 (1)1.2.1 甲醇合成概述 (1)1.2.2 常用合成方法 (2)1.3 甲醇生产问题及改进方向 (3)1.3.1 生产中进一步要求提高质量 (3)1.3.2 节能降耗 (4)1.3.3 设备的设计与改造 (4)1.4 甲醇精制过程的研究现状 (5)1.4.1 甲醇精制过程的模拟研究 (5)1.4.2 Aspen软件在化工流程模拟的应用 (5)第二章生产流程设计论证 (6)2.1 粗甲醇精馏 (6)2.1.1 精馏技术简述 (6)2.1.2 精馏方案确定 (6)2.2 精馏设备确定 (10)2.3 精馏操作条件 (10)第三章物能衡算 (12)3.1 操作条件 (12)3.1.1 粗甲醇进料参数 (12)3.1.2 模型简化处理 (12)3.2 物料衡算 (13)3.2.1 F-701汽液组成计算 (13)3.2.2 D-702塔底废水计算 (15)3.2.3 D-701塔顶排放物计算 (16)3.2.4 D-701塔低组成计算 (16)3.2.5 D-701塔顶蒸汽及回流液计算 (17)3.2.6 D-702塔顶蒸汽及回流液计算 (18)3.2.7 结果检验 (19)3.3 热量衡算 (20)3.3.1 参考数据 (20)3.3.2 热量衡算原理及方法 (21)3.3.3 D-701热量衡算 (21)3.3.4 D-702热量衡算 (22)3.3.5 主精馏塔冷凝器E-708热量衡算 (23)第四章设备计算 (24)4.1 E-708管壳式冷凝器选型 (24)4.1.1试选冷凝器 (24)4.1.2核算总传热系数K (25)4.1.3 计算传热面积 (27)4.1.4 计算管、壳程压力降 (27)4.1.5 确定设计选型 (29)第五章 ASPEN工艺核算及优化 (30)5.1 引言 (30)5.2 Aspen Plus软件介绍 (30)5.3 基于Aspen Plus稳态模拟的甲醇三塔模型搭建 (32)5.3.1 甲醇三塔稳态模拟基本步骤 (32)5.3.2 甲醇三塔初始模拟搭建 (30)第六章车间布置 (37)6.1 车间布置规范 (37)6.1.1 车间布置的内容 (37)6.1.2 车间布置的依据 (37)6.1.3 车间布置的原则 (38)6.2 竖向设计 (39)6.2.1 车间厂房的平面布置 (39)6.2.2 车间厂房的立面布置图 (40)6.2.3 车间设备布置设计 (41)6.3 厂区运输 (44)6.3.1 运输方式 (45)6.3.2 合理组织人流与货流 (45)第七章非工艺设计与安排 (46)7.1环境保护与劳动安全 (46)7.1.1“三废”及噪声的处理 (46)7.1.2 安全问题的初步设计 (47)7.2 工作人员的安排及管理 (49)参考文献 (50)致谢 (52)第一章文献综述1.1 甲醇基本性质及用途1.1.1 甲醇物理和化学性质甲醇的分子式为CH3OH，其分子量为32.04。

摘要本设计是年产30万吨煤制甲醇项目一氧化碳变换工段的初步设计。

煤制甲醇是目前我国战略转移的一个重要项目。

针对我国多煤少油多煤少气的现状，国家提倡煤转油、煤转气和一系列化工项目。

在煤转油和煤基甲醇等项目中，很重要的一个工段是CO变换。

它的主要任务是调整C/H比，以满足后续的合成需求。

本设计以煤制甲醇流程为工作基点，以非饱和塔型全低温耐硫不完全变换为讨论基础，采用山东齐鲁科力化工研究院有限公司研发的牌号为QCS-03的钴钼系催化剂对来自煤直接气化的粗煤气进行CO变换。

设计的原则是技术先进、工艺成熟、经济合理、安全环保，在充分论证国内外各种先进生产方法、工艺流程和设备配置基础上，选用煤气化来的粗煤气进行CO变换，设计的内容包括生产工艺设计论证、工艺计算、设备设计选型及流程图、平面布置图、设备图的绘制；此外，在设计中充分考虑环境保护和劳动安全等非工艺部分。

最后通过经济评估，本设计能够达到要求的经济效益。

关键词：煤制甲醇CO 变换碳氢比AbstractThis design is the annual output of 30 million tons of coal meth anol carbon mon oxide shift conversion section of the preliminary design. Coal to meth anol is an important strategic shift in China project. More coal in our country less oil an d more coal less g as status, n ation al adv ocates of coal-oil, coal, g as transf er an d a series of chemical projects. In the coal-oil and coal-based methan ol project is a v ery importan t section in CO conversion. Its main task is to adjust the C / H ratio, th e synth esis of th e follow-u p to meet deman d. Th e design process for the work of coal meth anol basis points, all non-saturated low-temperatu re sulfur-toleran t tower is not compl etely tran sformed into a basis for discu ssion, th e use of force Ch emical Research Institute Co., Ltd. Shan dong Qilu Ke R & D g rades for th e QCS-03 cobalt-molybdenum catalysts Gasification of coal directly from coal gas for CO conversi on.Design principles are techn ologically adv anced, mature technol ogy, economical, safe environment, fully demon strated at h ome an d abroad in a v ariety of advan ced produ ction methods, process and device configuration based on th e use of coal g asification to tran sform the crude g as to CO, the design includes production process design argument, process calculation, equipmen t sel ection and design of flow charts, floor plan s, equipmen t, mapping; In addition, full consi deration in th e design of environmental protecti on and labor safety an d oth er non-process part. Finally, econ omic ev aluation, designed to meet the requirements of th e econ omic ben efits.Keywords: coal to methan ol carbon mon oxide tran sform rati o of carbon an d hydrogen目录摘要 (I)Abstract (II)第1章总论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1 煤制甲醇的可行性 (1)1.1.2设计的目的和意义 (1)1.1.3变换气的要求 (2)1.2 工艺比较 (2)1.2.1全低变工艺 (3)1.2.2 无饱和塔型变换工艺 (6)1.2.3 Sh ell粉煤气化制甲醇一氧化碳变换工艺 (8)1.2.4 变换兼COS水解工艺 (10)1.2.5 变换兼硫化物加氢工艺 (11)1.2.6小结 (11)1.3 设计范围、装置组成及建设规模 (12)1.3.1设计的范围 (12)1.3.2 生产装置组成 (12)1.3.3 建设规模 (12)第2章工艺详述 (13)2.1 一氧化碳变换系统流程 (13)2.2 一氧化碳变换系统影响因素 (14)2.2.1 压力 (14)2.2.2 温度 (15)2.2.3 水气比 (16)2.2.4 空速 (16)2.2.5CO2的影响 (16)2.2.6副反应的影响 (17)2.2.7 入口温度 (17)2.2.8 催化剂活性 (17)2.2.9 煤气中CO的含量 (18)2.3 操作制度 (18)2.3.1 入口温度的控制 (18)2.3.2 床层温度的控制 (18)2.3.3 出口CO指标的控制 (19)2.3.4变换炉压差 (19)2.4一氧化碳变换系统中存在的问题 (19)第3章工艺计算 (21)3.1 原始数据 (21)3.2 变换炉工艺参数计算 (21)3.2.1 1#变换炉工艺参数计算 (21)3.2.2 2#变换炉工艺参数计算 (24)3.2.3 3#变换炉工艺参数计算 (26)3.3 物料衡算及热量衡算 (27)3.3.1 变换炉物料衡算及热量衡算 (27)3.3.2气体增湿器物料衡算及热量衡算 (30)3.3.3 废热锅炉物料衡算及热量衡算 (31)第4章主要设备的工艺计算和设备选型 (34)4.1 变换炉的工艺计算 (34)4.1.1 已知条件 (34)4.1.2 1#变换炉 (35)4.1.3 2#变换炉 (37)4.1.4 3#变换炉 (39)4.2废热锅炉的工艺计算 (42)4.2.1 筒体内径的计算 (42)4.2.2 传热系数的计算 (42)4.3 气体增湿器的确定 (47)4.4 开工加热器的确定 (47)4.5 原料气预热器的确定 (47)4.6 预变换炉的确定 (47)4.7 蒸汽预热器的确定 (47)4.8 甲烷化入口加热器 (47)4.9 CO变换工段设备一览表 (48)第5章车间布置说明 (49)5.1车间布置原则 (49)5.2 哈尔滨地区的自然条件 (49)5.2.1 气象条件 (50)5.2.2地震烈度 (50)5.3车间布置的方案 (51)5.3.1 厂房的平立面布置 (51)5.3.2车间辅助室和生活室的布置 (51)5.3.3 设备的布置方案 (51)第6章非工艺部分要求 (53)6.1公用工程 (53)6.1.1 土建 (53)6.1.2给排水及热力 (53)6.1.3 电力、电信系统 (54)6.1.4 自控仪表 (54)6.2 环境保护及安全卫生 (54)6.2.1三废处理 (54)6.2.2 安全生产 (55)6.3 节能 (56)第7章经济概算 (57)7.1 企业组织和劳动定员 (57)7.2 投资估算 (57)7.2.1 建设费用 (57)7.2.2 设备及其安装费 (58)7.2.3技术开发转让费 (58)7.2.4 不可预见费 (59)7.2.5固定资产投资 (59)7.2.6建设期利息 (59)7.2.7 固定资产总投资 (59)7.2.8 铺底流动资金 (59)7.2.9 项目总投资 (60)7.3 成本核算 (60)7.3.1单耗 (60)7.3.2 能耗 (61)7.3.3 加工费 (61)7.3.4设备折旧维护费 (62)7.3.5车间成本 (62)7.3.6工厂管理费 (62)7.3.7 工厂成本 (63)7.3.8年销售费用 (63)7.3.9销售成本 (63)7.3.10 年销售税金 (63)7.3.11 年销售利润 (63)7.3.12年所得税 (63)7.3.13 年纯利润 (64)7.4经济效益评估 (65)7.4.1投资回收期 (65)7.4.2投资利润率 (65)7.4.3 投资利税率 (66)结束语 (67)致谢 (68)参考文献 (69)ContentsChapter 1 Gener al Discussion (1)1.1 Ov erview (1)1.1.1 The feasibility of coal-methan ol (1)1.1.2 The purpose an d significance of th e design (1)1.1.3 Tran sform the requirements of g as (2)1.2 Process Com parison (2)1.2.1 All low-temperature shift process (3)1.2.2 Tran sformation process with out saturati on tower (6)1.2.3 Sh ell Coal Gasification Process meth anol conversi on of carbon mon oxide (8)1.2.4 Tran sform an d COS Hy drolysis (10)1.2.5 Tran sform an d thiophen e hydrog enation process (11)1.2.6 Conclusion (11)1.3 Design scope composition and scale of con struction equipment (12)1.3.1 The scope of the design (12)1.3.2Plant composition (12)1.3.3 Scale (12)Chapter 2 Pr ocess details (13)2.1 Carbon m onoxide conversi on system processes (13)2.2 Factors of carbon m onoxide conversi on system (14)2.2.1 Pressure (14)2.2.2 Tem perature (15)2.2.3 Water gas ratio (16)2.2.4 Airspeed (16)2.2.5 The impact of carbon dioxide (16)2.2.6 Si de Effects (17)2.2.7 Inlet temperatu re (17)2.2.8 Catalytic activity (17)2.2.9 Carbon mon oxide content in gas (18)2.3 Operating system (18)2.3.1 Inlet temperatu re control (18)2.3.2 The con trol of bed temperature (18)2.3.3 The con trol of exports of carbon m onoxide index (19)2.3.4 Tran sform furnace pressure (19)2.4 Transformation of carbon mon oxide problems in th e system (19)Chapter 3 Pr ocess Calculation (21)3.1 Raw data (21)3.2 Calculation of process parameters shift converters (21)3.2.1 1# Cal culation of process parameters shift conv erters (21)3.2.2 2# Cal culation of process parameters shift conv erters (24)3.2.3 3# Cal culation of process parameters shift conv erters (26)3.3 Material bal ance an d heat balan ce (27)3.3.1 Tran sform furnace material balan ce an d h eat balan ce (27)3.3.2 Gas humidifier material balan ce an d h eat balan ce (30)3.3.3 Material balan ce and waste heat boiler h eat balan ce (31)Chapter 4 Calculation of major equipm ent and equipm ent selection process (34)4.1 Shift converter (34)4.1.1 Known condition s (35)4.1.2 1# Shift converter (37)4.1.3 2# Shift converter (39)4.1.4 3# Shift converter (42)4.2 W aste h eat boiler (42)4.2.1 Calculation of cylinder diameter (42)4.2.2 Calculation of h eat tran sfer coefficient (47)4.3 Determination of th e g as humidifier (47)4.4 Determined to start the h eater (47)4.5 Determination of feed g as preh eater (47)4.6 Pre-determined shift converters (47)4.7 Determination of steam preh eater (47)4.8 Methan ation inlet h eater (48)4.9 Carbon m onoxide shift Conversion Section Equipment List (49)Chapter 5 Plant layout that (49)5.1 Plant lay out principles (49)5.2 Natu ral condition s in Harbin (50)5.2.1 Weath er conditions (50)5.2.2 Seismic inten sity (51)5.3 Plant lay out program (51)5.3.1 Pl ant l ayout and facade (51)5.3.2 Worksh op assisted th e arrangement of rooms and living rooms (51)Chapter 6 Part of the r equir em ents of non-technology (53)6.1 Public works (53)6.1.1 Civil engineering (53)6.1.2 Drainage and h eat (53)6.1.3 Electricity, telecommunications sy stems (54)6.1.4 Controlled instrument (54)6.2 Environmental protection and h ealth an d safety (54)6.2.1 Waste treatment (54)6.2.2 Safety (55)6.3 Energy (56)Chapter 7 Economic estimates (57)7.1 Business organization s an d labor manning (57)7.2 Estimated Inv estment (57)7.2.1 Construction costs (58)7.2.2 Equipmen t an d installation fee (58)7.2.3 Techn ology development and transfer f ees (58)7.2.4 Contingencies (59)7.2.5 Fixed asset investment (59)7.2.6 Construction period interest (59)7.2.7 The total investment in fixed assets (59)7.2.8 Working capital (59)7.2.9 The total investment (60)7.3 Costing (60)7.3.1 Consumption (60)7.3.2 Energy consumpti on (61)7.3.3 Processing fees (61)7.3.4 Equipmen t depreci ation an d maintenan ce costs (62)7.3.5 Worksh op cost (62)7.3.6 Factory man agement fees (62)7.3.7 Factory Cost (63)7.3.8 Cost of sales (63)7.3.9 Y ears sales ex pen ses (63)7.3.10 Annual sales tax (63)7.3.11 Annual profit on sales (63)7.3.12 Of th e Income Tax (63)7.3.13 Annual net profit (64)7.4 Econ omic Ev aluation (65)7.4.1 Pay back Period (65)7.4.2 ROI (65)7.4.3 Investment tax rate (66)Conclusion (67)Acknowledgem ent (68)Refer ence (69)第1章总论1.1 概述1.1.1煤制甲醇的可行性甲醇的原料来源早期是木材。

贵州大学毕业论文（设计）毕业论文（设计）题目：年产30万吨合成氨厂变换工段列管式换热器E04102设计学院：化学与化学工程学院专业：过程装备与控制工程班级：学号：学生姓名：指导教师：目录目录 (Ⅰ)中文摘要 (Ⅲ)英文摘要 (Ⅳ)前言 (1)第一章工艺计算 (5)1.1物料衡算 (5)1.2热量衡算 (5)1.2.1冷流体的物性参数 (5)1.2.2热流体的物性参数 (9)1.2.3冷热流体的物性表 (13)1.3冷热流体的流程安排 (13)1.4管壳程数及流体流型的确定 (14)1.5传热平均温差的计算 (14)1.6估算传热面积 (14)1.7结构设计 (14)1.7.1管程设计--确定换热器规格、管数和布管 (14)1.7.2确定管程流速 (15)1.7.3壳程设计 (16)1.7.4核算换热面积A (16)第二章强度计算 (22)2.1壳体设计 (22)2.1.1壳体筒体壁厚计算与校核 (22)2.1.2壳体筒体封头计算与校核 (24)2.2管箱设计 (26)2.2.1管箱壁厚计算与校核 (27)2.2.2管箱封头计算与校核 (29)2.3法兰设计 (31)2.3.1垫片设计 (32)2.3.2螺栓设计 (33)2.3.3法兰设计 (35)2.4管板设计 (39)2.5温差应力的计算 (46)2.6筒体内部设计 (48)2.6.1换热管与管板的连接 (48)2.6.2支撑板的设计 (48)2.6.3管箱隔板的设计 (49)2.6.4防冲板的设计 (49)2.6.5起吊附件 (49)2.7开孔和开孔补强设计 (49)2.7.1管箱开孔补强设计 (50)2.7.1壳体开孔补强设计 (51)2.8耳座的设计 (54)第三章U型管式式换热器的制造工艺 (58)3.1U型管式换热器的制造 (58)3.1.1筒体 (58)3.1.2封头和管箱 (58)3.1.3换热管 (58)3.1.4设备组装 (58)3.2换热管管板的连接 (58)3.3管板的加工 (59)第四章换热器的检验、安装与维修 (60)4.1安装 (60)4.2维修 (60)4.3 清洗 (60)结论 (61)参考文献 (62)致谢 (63)摘要本设计着重就E04102U型管换热器的设计，并简要论述了其加工制造过程，就以所给的物性参数和生产量为基础，利用传热原理和传热计算所得换热器面积确定U型管换热器的基本形式。

年产30万吨合成甲醇分厂设计第一章概述 (4)1.1项目概述 (4)1.1.1项目名称 (4)1.1.2项目简介 (4)1.2设计依据及原则 (4)1.2.1 设计依据 (4)1.2.2 设计原则 (4)1.3工艺特点 (5)1.4产品方案 (5)1.5主要物料规格及消耗 (6)1.6排污要求 (6)1.7公用工程 (6)1.8厂址概况 (6)1.9产品文献综述 (6)1.9.1产品甲醇简介 (7)1.10项目建设的目的及意义 (8)第二章工艺方案的确定及流程模拟 (9)2.1概述 (9)2.2甲醇合成的反应及动力学分析 (9)2.2.1 甲醇合成的反应 (9)2.2.2 反应动力学分析 (10)2.3合成工艺 (11)2.3.1 甲醇生产工艺 (11)2.3.2 工艺流程的确定 (14)2.3.3 合成工序工艺操作条件的确定 (16)2.3.4 催化剂 (17)2.4工艺流程模拟 (18)2.4.1 (18)2.4.2 合成 (19)2.4.3 分离工段 (20)第三章物料衡算和热量衡算 (21)3.1概述 (21)3.2物料衡算的意义 (21)3.3物料衡算遵循的原则 (21)3.4物料衡算结果 (22)3.4.1 全段工艺的物料衡算 (22)3.5热量衡算 (33)3.5.1热量衡算原则 (33)3.5.2热量衡算 (34)第四章设备设计及选型 (40)4.1概述 (40)4.2.1 列管式反应器内部结构及空速的计算 (40)4.2.2 反应器内径、壁厚、外径的计算 (41)4.2.3 反应器塔高的计算 (41)4.3压缩机的选择 (41)4.3.1 选型原则 (41)4.3.2 选型介绍 (41)4.4闪蒸罐设计 (42)4.5精馏塔的选择 (42)4.5.1 精馏段塔径的计算 (42)4.5.2 提馏段塔径的计算 (44)4.5.3 塔高的确定： (45)4.6泵的选择 (45)4.7换热器的选择 (46)4.8回流罐，储罐的选择 (47)4.9设备选型一览表 (48)第五章总图及车间布置 (51)5.1总图设计 (51)5.1．1布置原则 (51)5.1．2参照要求及标准 (51)5.1.3 布局情况介绍 (51)5.1.4反应车间 (55)5.1.5辅助车间和公用工程 (55)5.1.6 发展用地及绿化 (56)5.1.7 其它布局说明 (56)5.2车间布置 (57)5.2.1车间布置依据 (57)5.2.2车间布置原则 (57)5.2.3 车间整体布置 (57)5.2.4合成工段车间布置 (58)第六章自动控制及仪表 (60)6.1全厂自控水平和主要控制方案 (60)6.1.1 概述 (60)6.1.2 自控水平 (60)6.1.3 主要控制方案 (60)6.1.4 通讯网络 (61)6.2仪表选型的确定 (61)6.2.1 选型原则 (61)6.2.2 控制室监控系统 (62)6.3动力供应 (62)6.3.1 仪表电源 (62)6.3.2 仪表气源 (62)6.4典型设备控制方案 (62)6.4.2 离心泵控制方案—直接节流法调节 (63)6.4.3 压缩机的控制 (64)6.4.4 换热器的控制 (64)6.4.5 储罐的控制 (64)第七章环境保护及评价 (66)7.1概述 (66)7.1.1环保目的 (66)7.1.2环境保护遵守依据 (66)7.1.3 控制及保护目标 (66)7.2废气中主要污染物的特征和危害 (67)7.2.1对人体的健康危害 (67)7.2.2对植物的危害 (67)7.3环境保护治理措施 (68)7.3.1废气 (68)7.3.2废水 (68)7.3.3废渣 (69)7.4总结 (69)第一章概述1.1 项目概述1.1.1项目名称年产30万吨合成甲醇分厂设计1.1.2项目简介本项目以总厂造气分厂的净化合成气作为原料，充分合理利用原料气组分的现有资源及成熟的生产工艺，设计一座合成甲醇的分厂，对分厂的科学发展进行规划，扩大经济效益的同时，减少烃原料化工对石油资源的过度依赖，对优化资源利用有重要意义。

目录第1章概述 (1)1.1甲醇性质 (1)1.2甲醇用途 (2)1.3甲醇生产工艺的发 (2)1. 4甲醇生产原料 (3)第2章工艺流程设计 (3)2.1合成甲醇工艺的选择 (4)2.1.1甲醇合成塔的选择 (4)2.1.2催化剂的选用 (4)2.1.3合成工序工艺操作条件的确定与论证 (6)第3章工艺流程 (7)3.1甲醇合成工艺流程 (7)第4章工艺计算 (8)4.1物料衡算 (8)4.1.1合成工段 (9)4.2能量衡算.................................................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2.1煤发电量......................................................................................................... 错误！未定义书签。

4.2.2合成工段......................................................................................................... 错误！未定义书签。

第5章主要设备的计算和选型............................................................................................ 错误！未定义书签。

5.1甲醇合成塔的设计.................................................................................................... 错误！未定义书签。

年30万吨甲醇合成工段换热器的设计摘要本次设计主要内容是对以煤为原料合成甲醇的工艺设计。

根据神华宁夏煤业集团煤制油净化合成厂甲醇合成车间其甲醇合成工段换热器的设计为基础，选定毕业设计题目为年产30 万吨甲醇合成工段换热器进行初步设计。

本设计主要研究目的是是通过对换热器的设计，掌握换热器的内部结构以及换热器在实际中的应用，熟悉实习企业该工段的工艺流程。

本设计采用的方法是有内插法，物料衡算，试差法，查图法等。

通过本次设计得到的结论：甲醇的进出口温度分别为；T1=60℃，T2=40℃；冷却水的进出口温度分别为：t1=20℃，t2=28℃；流体的流向为逆流；换热管根数为：n=94根；换热管长为：L=18m；换热管径为：D=400mm；计算出的换热管面积为：A=43.5m2；折流板的间距为：B=250mm，折流板数为：N B=23 块。

关键词:粗甲醇；冷却器；折流板目录1绪论 (1)1.1甲醇简介 (1)1.2甲醇工艺简介 (2)1.2.1工业上合成甲醇的主要工艺 (2)1.2.1甲醇合成工艺简介 (3)1.3换热器简介 (3)1.3.1套管式换热器 (3)1.3.2管壳式换热器 (4)1.3.3固定管板式换热器 (4)1.3.4浮头式换热器 (4)1.3.5板式换热器 (5)1.4本设计的目的和意义 (5)1.5本设计的任务和内容 (5)2 换热器的设计条件 (7)2.1设计任务及操作条件 (7)3 换热器的工艺设计 (8)3.1确定设计方案 (8)3.1.1热负荷及冷却水用量的计算 (8)3.1.2确定流体的定性温度 (8)3.2估算换热面积 (8)3.2.1计算平均温差 (8)3.2.2估算换热面积 (9)3.3换热器的选型及结构尺寸的确定 (9)3.3.1换热器的选型 (9)3.3.2管内流速 (10)3.3.3折流板 (10)3.4核算换热器的流动阻力 (10)3.4.1管程流体阻力 (11)3.4.2壳程流体阻力 (12)3.5核算总传热系数 (14)3.5.1壳程对流传热系数 (14)3.5.2管程对流传热系数 (14)3.5.3总传热系数 (15)3.6面积裕度 (15)3.7核算壁温 (15)4 附属设备选型及计算 (17)4.1筒体壁厚的计算 (17)4.2封头厚度计算 (18)4.3管板设计 (20)4.4法兰设计 (20)4.5接管设计 (21)4.5.1壳程流体进出口接管设计 (21)4.5.2管程流体进出口接管设计 (22)4.5.3接管法兰选取 (23)4.6管箱及分程隔板设计 (24)4.6.1管箱设计 (24)4.6.2分程隔板的设计 (25)4.7拉杆、定距管的设计 (26)4.7.1拉杆的结构形式 (26)4.7.2拉杆的尺寸 (26)4.8支座及安装位置确定 (26)4.9折流板布置 (27)4.10传热管与管板的连接 (27)5 强度计算及校核 (28)5.1鞍座校核 (28)5.2筒体校核 (28)结论 (31)主要符号说明 (33)致谢 (35)参考文献 (36)附录 (37)附录A年产30万吨甲醇合成工段换热器设计图纸 (37)附录B年产30万吨甲醇合成工段甲醇合成工艺流程图 (37)附录C年产30万吨甲醇合成工段厂房平面布置图 ......................... .. (37)1 绪论1.1甲醇简介甲醇(Methanol)又名木醇，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。

年产30万吨甲醇毕业设计摘要合成的，本设计分析了操作条件：温度、压力、原料气组成、空甲醇是由CO和H2速和惰性气体对甲醇生产的影响，本设计采用煤为原料，通过GSP气化工艺将原料煤气转化为合成气，通过变换和NHD脱硫脱碳工艺把合成气转化为满足甲醇合成条件的原料气，在列管式等温反应器中合成甲醇，本设计采用XNC-98型催化剂，利用三塔精馏工艺将生成的粗甲醇精制后得到精甲醇。

设计的主要内容包括能量衡算和主要设备的选型，能量衡算有物料衡算和热量衡算，主要设备包括甲醇合成塔和精馏塔。

关键词：甲醇；合成；精馏AbstractMethanol consists of CO and H2，this design analysis the effects of operation conditions: temperature, pressure, the gas material composition, airspeed and inert gas , this design uses the coal as raw material, through the GSP gasification process will raw materials gas into snags, through the transformation and NHD desulfurization process into the decarburization snags methanol synthesis conditions meet gas material, in the tube type of methanol synthesis isothermal reactor, this design uses the XNC-98 type catalyst, use three tower distillation process will create the thick methanol blended get fine methanol. The design of the main contents include energy calculation and major equipment selection, energy balance calculations have material calculation and heat balance calculations, the main equipment including methanol synthesis tower and rectifying tower.Key words：Methanol；Synthesis；Rectification目录第1章概述 (1)第2章工艺简介及影响因素 (2)2.1甲醇合成工艺简介 (2)2.2操作条件对反应过程的影响 (2)第3章甲醇生产工艺流程 (5)3.1甲醇合成工艺流程 (5)3.2 甲醇精馏工艺流程 (6)第4章工艺计算 (8)4.1物料衡算 (8)4.2能量衡算 (16)第五章主要设备的计算和选型 (20)5.1甲醇合成塔的设计 (20)5.2甲醇精馏塔的设计 (22)参考文献 (31)致谢 (32)第1章概述由于我国石油资源短缺，能源安全已经成为不可回避的现实问题，寻求替代能源已成为我国经济发展的关键。