生产能力为2800 m3/h 甲醇制氢生产装置设计
、八
氢气是一种重要的工业用品，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、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。
烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI 公司首先实现工业化。这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa, 原料适用范围为天然气至干点小于215.6 C的石脑油。近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。转化
气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。
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。它具有以下的特点：
1 、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，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，运输储存方便。而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。
4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。
目录
前言--------------------------------- 2
目录--------------------------------- 3
摘要--------------------------------- 3
设计任务书----------------------------- 4
第一章工艺设计--------------------------- 5
1.1.甲醇制氢物料衡算--------------------------------
1.2.热量恒算------------------------------------
第二章设备设计计算和选型：塔、换热设备、反应器--------- 8
2.1.解析塔的选择---------------------------------
2.2.换热设备的计算与选型-----------------------------
2.3.反应器的设计与选型------------------------------
第三章机器选型--------------------------- 13
3.1.计量泵的选择--------------------------------- 15
3.2.离心泵的选型
第四章设备布置图设计------------------------ 15
4.1.管子选型------------------------------------ 17
4.2.主要管道工艺参数汇总一览表-------------------------- 8
4.3.各部件的选择及管道图-----------------------------
第五章管道布置设计------------------------- 16
5.1.选择一个单参数自动控制方案-------------------------- 21
5.2.换热器温度控制系统及方块图
课设总结------------------------------- 28
摘要
本次课程设计是设计生产能力为2800m3/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2800 m3/h 甲醇制氢生产装置
二、设计参数：生产能为2800 m3/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。
四、图纸清单：
1、物料流程图
2、工艺流程图
3、换热器总装图
4、换热器零件图
5、管道布置图
6、管道空视图(PL0102-20L1B)
第一章工艺设计
1.1.甲醇制氢物料衡算.
(1) 依据甲醇蒸气转化反应方程式：
CH3O——COT + 2H2 T
CO + H2O > CO才+ H2
CH30H分解为CO转化率99%,CO变换转化率99*,反应温度280 C ,反应压力为
1.5 MPa,醇水投料比1:1.5(mol)。
(2) 投料量计算
代如转化率数据
CH3OH--> 0.99 CO T + 1.98 2H2 T +0.01 CH3OH
CO + 0.99 H2O ——0.99 CO2T + 0.99 H2 T+ 0.01 CO T
合并得到
CH3OH+ 0.9801 H2O——0.9801 CO2T + 2.9601 H2T + 0.01 CH3OH+0.0099 CO
氢气产量为：2800 m3/h=125 kmol/h
甲醇投料量为：125/2.9601 * 32=1351.312 kg/h
水投料量为：1351.312/32 * 1.5 * 18=1140.168 kg/h
(3) 原料储液槽(V0101)
进：甲醇1351.312 kg/h ，水1140.168 kg/h 。
出：甲醇1351.312 kg/h ，水1140.168 kg/h 。
⑷换热器(E0101),汽化塔(T0101)、过热器(E0103)
没有物流变化
(5)转化器(R0101)
进：甲醇1351.312 kg/h ，水1140.168 kg/h ，总计2491.48 kg/h
出：生成CO2 1351.312/32 * 0.9801 * 44=1821.48 kg/h
H2 1351.312/32 * 2.9601 * 2=250 kg/h
CO 1351.312/32 * 0.0099 * 28=11.704 kg/h
剩余甲醇1351.312/32 * 0.01 * 32=13.512 kg/h
剩余水1140.168- 1351.312/32 * 0.9801 * 18 =395.181kg/h 总计2491.48 kg/h
