【正文】 0Cr18Ni5Mo3Si2 鋼。 封頭內(nèi)徑取為 2200mm 由封頭厚度計(jì)算公式： δ =PcDi/（ 2[σ ] tФ ） (318) 式中： Pc—— = ； Di=2200mm； Ф = [σ ] t =190Mpa δ =2200 （ 2 190 ） = 取 C2=1mm ； C1=1mm 圓整后取 δ =42mm 折流板的確定 折流板為弓形 h=3/4Di (319) =3/4 2200 =1650mm 折流板數(shù)量為 4，間距取 20xxmm，折流板厚度為 24mm，材料為 Q235A 鋼 管板的確定 管板直徑 2200，厚度 50mm，管板通過焊接在筒體和封頭之間。近年來，隨著甲醇下屬產(chǎn)品的開發(fā)，特別是甲醇燃料的推廣應(yīng)用，甲醇的需求大幅度上升。 Lurgi 低壓法甲醇合成工藝的特點(diǎn)在于 較低壓力和較低溫度下合成甲醇，可以降低對(duì)設(shè)備的要求，簡化壓縮系統(tǒng)，節(jié)省動(dòng)力消耗，可以節(jié)省投資和降低生產(chǎn)成本。 參考文獻(xiàn) [1] 馮元琦 , 李關(guān)云 .甲醇生產(chǎn)操作問答 ,第二版 [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx. [2] 房鼎業(yè)等 .甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展 [M]. 上海 :華東化工學(xué)院出版社 ,1990. [3] 李瓊玖 , 唐嗣榮 , 顧子樵 , 周述志 , 趙沛華 . 近代甲醇合成工藝與合成塔技術(shù) (上 )[J]. 化肥設(shè)計(jì) , 20xx,41(6):510. [4] 李瓊玖 , 唐嗣榮 , 顧子樵 , 周述志 , 趙沛華 . 近代甲醇合成工藝與合成塔技術(shù) (下 )[J]. 化肥設(shè)計(jì) , 20xx,42(1):38. [5] 楊福升等 .甲醇生產(chǎn)工藝與操作 [M]. 北京 :石油化學(xué)工業(yè)出版社 ,1974. [6] 趙國方 .化工工藝設(shè)計(jì)概論 [M]. 北京 :原子能出版社 ,1990. [7] 王正烈 . 物理化學(xué)（上、下） [M]. 北京 :高等教育出版社 ,1991. [8] 刁玉瑋 , 王立業(yè) , 喻健良 . 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) ,第六版 [M]. 大連 :大連理工大學(xué)出版社 ,1992. [9] 柴誠敬 . 化工原理（上、下） [M]. 天津 :天津科學(xué)技術(shù)出版社 ,1994. [10] 陳洪鈁 , 天津大學(xué)等合編 .基本有機(jī)化工分離工程 [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1995. [11] 王靜康 .化工設(shè)計(jì) ,第一版 [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1995. [12] 賈紹義 , 柴誠敬 .化工原理課程設(shè)計(jì) [M]. 天津 :天津大學(xué)出版社 ,20xx. [13] 王保國 , 黃璐 . 化工設(shè)計(jì) [M]. 北京 :化工工業(yè)出版社 ,20xx. [14] 馮元琦 . 聯(lián)醇生產(chǎn) ,第二版 [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1994. [15]上海化學(xué) 工業(yè)設(shè)計(jì)院石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)建設(shè)組 . 化工設(shè)備圖集（ Ⅳ ，塔類） [M]. 上海 :上?？萍汲? 版社 ,1974. [16] 宋維端等 . 甲醇工學(xué) [M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,1991. [17] 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院 . 化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) ,第二版 (上、下 )[M]. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版 社 ,1996. [18] 劉一靜 , 劉瑾 . 天然氣制甲醇合成氣工藝及進(jìn)展 [J]. 化工時(shí)刊 , 20xx,(05):59. [19] 董秀勤 . 甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù)簡介 [J]. 內(nèi)蒙古石油化工 , 20xx,(07):37. [20] 丁輝 . 甲醇生產(chǎn)工藝的選擇與效益運(yùn)行分析 [J]. 中國石油和化工 , 20xx,（ 06） :512. [21] 相陽 . 魯化 10 萬噸甲醇裝置試產(chǎn)成功 [J]. 山東化工 ,20xx,(04):59. [22] 張愛民 . DN2400 低壓甲醇合成工藝的設(shè)計(jì)與運(yùn)行 [D], 20xx. [23] 林俊杰 . 甲醇合成工藝的現(xiàn)狀及其技術(shù)特點(diǎn)研究 [D], 20xx. [24] 徐士彬 . 甲醇合成工藝的選用 [J]. 中氮肥 , 20xx(3):510. [25] 李天文 ,曹永生 . 甲醇合成工藝進(jìn)展 [D], 1999. [26] 肖海成 , 李影輝 , 絳顯明 . 等甲醇合成反應(yīng)器評(píng)述 [J]. 河南化工 , 20xx(7):38. [27] 樊建明 , 諸林 , 劉瑾 . 甲醇合成工藝新進(jìn)展 [R]. 20xx. [28] 王平堯 . 甲醇合成反應(yīng)器的分析與選擇 [J]. 化肥設(shè)計(jì) , 20xx(3):36. [29] 馬兵 . 我國甲醇工業(yè)的現(xiàn)狀與未來 [J]. 現(xiàn)代化工 , 20xx(7):45. [30] 顫逛昭 , 白云平 . 甲醇生產(chǎn)工藝進(jìn)展 [J]. 耵石化技術(shù)與應(yīng)用 ,2 000(18):10811l. [31] 高倥文 , 張勇 , 霍尚義等 . 國內(nèi)外合成甲酵催化刺研究進(jìn)展 Ⅱ [J]. 工業(yè)催化 , 1999(5):56. [32] 20xx20xx 年中國甲醇行業(yè)分析及投資咨詢報(bào)告 (上下卷 )[R／ OL]． [20xx 一 07]． ：／／ ． . [33] 沈佩芝 , 雷玉萍 . 甲醇市場狀況及科技開發(fā)進(jìn)展 [J]. 化工進(jìn)展 , 20xx(1):49. [34] 唐宏青 , 相宏偉 . 煤化工工藝技術(shù)評(píng)述與展望 Ⅲ .合成甲醇裝置大型化與國產(chǎn)化 [J]. 燃料化學(xué)學(xué)報(bào) , 20xx(3):57. [35] 黃 曉江 , 劉寶山 , 李好 . 管甲醇的技術(shù)進(jìn)展及市場分析 [J]. 煤化工 ,20xx(3):38. [36] 胡國靜 . 甲醇合成裝置的模擬與優(yōu)化 [D]碩士 , 20xx. [37] 林軍科 . 甲醇及其下游產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展前景 [J]. 寧夏石油化工 , 20xx(3):57. [38] 王莉 . 合成甲醇催化荊的研究進(jìn)展 [J]. 化肥設(shè)計(jì) , 20xx(6):89. [39] 張永勝 . 優(yōu)化合成氣凈化工藝流程 [J]. 河北化工 ,2 008(11):48. 。 在合成塔的物料衡算中，消耗 ，生成 ，進(jìn)塔新鮮氣量 ，循環(huán)氣量 ，入塔氣量 ，出塔氣量 ，醇后氣氣量 ；能量衡算中，入塔氣總熱量，出塔氣總熱量 ，反應(yīng)熱 210847840 kJ，熱損失 kJ，總傳熱量 kJ，副產(chǎn) m3 中壓蒸汽；合成塔選用管殼式反應(yīng)器，管外是 4MPa 的沸水，管內(nèi)是 合成氣，設(shè)計(jì)壓力取操作壓力的 倍，計(jì)算得塔體直徑 2200mm，壁厚 34mm，采用半球形封頭，壁厚 42mm。本設(shè)計(jì)介紹了甲醇生產(chǎn)方法中的木材干餾法，液相法和氣相法中的高、中、低壓法，從國內(nèi)外現(xiàn)狀考慮，本設(shè)計(jì)采用氣相低壓法。 支座的確定 依據(jù) JB/T 472592 支座選用 A 型耳式支座，裙座高度 600，基地腳螺栓 公稱直徑 M30，數(shù)量為 36 個(gè)。 因需要安排拉桿 12 根，實(shí)際管數(shù)為 709 根。 該反應(yīng)器外型像一個(gè)列管式換熱器，催化劑填裝于管內(nèi)，管外為 4MPa 的沸水。 表 5MPa， 220℃ 下 出塔氣 除 (CH3OH)熱容 [11] 組分 CO CO2 H2 N2 Ar CH4 C4H9OH (CH3)2O H2O 合計(jì) 流量： Nm3 20731.62 4 86 52 比熱：kJ/kmol℃ / 熱量： kJ/℃ 27885.88 3 250℃ 時(shí)甲醇的焓值為 kJ/kmol， 流量為 Nm3。 查手冊(cè) [15]得， 4 MPa 下水的氣化潛熱為 kmol/kg，即 kJ/kg， 密度 kg/m3，水蒸氣密度為 kg/m3，溫度為 250 ℃。 表 組分 CO CO2 H2 N2 CH4 Ar CH3OH H2O C4H9OH (CH3)2O 合計(jì) 入塔 消耗 生成 出塔 組成(V) 100 甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品的流量、組成見表 。根椐表 、表 、表 ，設(shè)出塔氣量為 G 出塔 。 忽略原料氣帶入份，根據(jù)（ 32）、（ 33）、（ 34）得反應(yīng)（ 35）生成的水的量為： ?= kmol/h 即在 CO 逆變換中生成的 H2O 為 kmol/h，即 Nm3/h。 綜合以上各方面因素和中國普遍的生產(chǎn)技術(shù)條件，本設(shè)計(jì)采用 Lurgi 工藝。在較低壓力和較低溫度下合成甲醇，可以降低對(duì)設(shè)備的要求，簡化壓縮系統(tǒng)， 節(jié)省動(dòng)力消耗，可以節(jié)省投資和降低生產(chǎn)成本。全世界現(xiàn)有 Lurgi裝置 37 套，甲醇總生產(chǎn)能力達(dá) 1600 萬 t/a 以上。 該工藝流程圖為圖 圖 低壓法甲醇合成工藝流程圖 Lurgi法低壓甲醇合成塔： 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：形似列管式換熱器，在塔內(nèi)，列管中裝填催化劑，管間為沸騰水 ；原料氣與出塔氣換熱至 220℃ 左右進(jìn)入合成塔，反應(yīng)放出的熱經(jīng)管壁傳給管間的沸騰水，產(chǎn)生4MPa 左右的飽和蒸汽，用來驅(qū)動(dòng)透平壓縮機(jī)。 缺點(diǎn)：催化劑床層溫差較大（軸向： ～ 70℃ ，徑向： ～ 23℃ ）、有部分氣體與未反應(yīng)氣體之間的返混、催化劑時(shí)空產(chǎn)率不高，用量較大、單程轉(zhuǎn)化率較低（僅為 15%～ 20%）。因此，消耗在副反應(yīng)中原料氣和粗甲醇中的雜質(zhì)都比較少。中壓法的操作壓力范圍為一般為10~27MPa，溫度為 235~315℃ 。 高壓法合成甲醇由于操作壓力高，動(dòng)力消耗大，設(shè)備復(fù)雜，產(chǎn)品質(zhì)量差等缺點(diǎn)正在逐漸淘汰。 氣相合成甲醇法 [] 氣相合成甲醇的主要反應(yīng)式為： CO+2H2＝ CH3OH(g) △ H= （ 28） 當(dāng)有 CO2 存在時(shí)， CO2 按下列反應(yīng)生成甲醇： CO2+H2＝ CO+H2O(g) △ H= +（ 29） CO+2H2＝ CH3OH(g) △ H= （ 210） 上述 （ 25）、（ 26） 兩步的總反應(yīng)式為： CO2+3H2＝ CH3OH(g)+H2O(g) △ H= （ 211） 副反應(yīng)產(chǎn)物：成烴、高碳醇、醚、醛、酸、酯及單質(zhì)碳等； 反應(yīng)特點(diǎn)：強(qiáng)放熱反應(yīng)。所使用的催化劑為CuCrO2/KOCH3 或 CuOZno/Al2O3。 液相法制備甲醇 [19] 氣相法合成甲醇存在合成效率低，能耗高等缺陷。用 60－ 100kg 木材干餾只能獲得約 1kg 的甲醇， 1m3 白樺木只能制得 5－ 6kg 的甲醇，而 1m3 的針葉樹木只能得到 2－ 3kg 的甲醇。 第 2 章 甲醇合成工藝原理及方法 甲醇合成原理 [5] 5MPa 下銅基催化劑作用下發(fā)生一系列反應(yīng) 主反應(yīng) ： CO+2H2→ CH3OH+ kJ/kmol （ 21） 副反應(yīng)： 2CO+4H2→ (CH3O)2+H2O+ kJ/kmol （ 22） CO+3H2→ CH4+ H2O+ kJ/kmol （ 23） 4CO+8H2→ C4H9OH+3H2O+ kJ/kmol （ 2