甲醇制氢生产装置设计..doc

liyuanhuiddd@live.cn 设计类型：过程装备与控制工程专业课程设计 设计题目：生产能力为700 m3/h 甲醇制氢生产装置设计 设计人： 指导教师： 班级： 学号： 设计完成时间：2003年1月10日星期五 前言 ? 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℃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 第二章设备设计计算和选型——换热设备. 8 第三章机器选型. 13 第四章? 设备布置图设计. 15 第五章管道布置设计. 16 第六章 自动控制方案设计. 21 第七章工程项目的经济评价. 24 结束语：. 28 致谢：. 29 参考文献：. 30 摘要 ? 本次课程设计是设计生产能力为700m3/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700m3/h甲醇制氢生产装置 ? 二、设计参数：生产能为700m3/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。 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、　换热器设备图 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) 第一章 工艺设计 ? 1.1.1甲醇制氢物料衡算. (1)依据 甲醇蒸气转化反应方程式： 　　　　　　　　　　　CH3OH—→CO↑ + 2H2↑ 　　　　　　　　　　 CO + H2O —→CO2↑ + H2 CH3OHF分解为CO,转化率99%,CO变换转化率99*,反应温度 280℃,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↑ + 1.98 2H2↑ +0.01 CH3OH CO + 0.99 H2O　—→ 0.99 CO2↑ + 0.99 H2↑+ 0.01 CO↑ 合并得到 CH3OH + 0.9801 H2O —→　0.9801 CO2↑ + 2.9601 H2↑ + 0.01 CH3OH+ 0.0099 CO 氢气产量为：　　700 m3/h=31.250 kmol/h 甲醇投料量为：　 31.250/2.9601 * 32=337.828 kg/h 水投料量为：　　337.828/32 * 1.5 * 18=285.042 kg/h (3)原料