【導(dǎo)讀】靈活性、安全都提出了更高的要求，同時也促進(jìn)了新型工藝、高效率裝置的開發(fā)和投產(chǎn)。氣轉(zhuǎn)化法；⑥氨或甲醇催化裂解法；⑦石油煉制與石油化工過程中的各種副產(chǎn)氫；等等。規(guī)模用氫的場合，工藝路線復(fù)雜，流程長，投資大。隨著精細(xì)化工的行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)其氫氣。與大規(guī)模的天然氣、輕油蒸氣轉(zhuǎn)化制氫或水煤氣制氫相比，投資省，能耗低。與電解水制氫相比，單位氫氣成本較低。所用原料甲醇易得，運(yùn)輸、貯存方便。可以做成組裝式或可移動式的裝置，操作方便，搬運(yùn)靈活。制氫路線是一較好的選擇。本設(shè)計采用甲醇裂解+吸收法脫二氧化碳+變壓吸附工藝，增加。水和甲醇可以進(jìn)入原料液儲罐，水冷分離后的氣體進(jìn)入吸收塔，經(jīng)碳酸丙烯脂吸收分離CO2，余的CO2、CO及其它雜質(zhì)，得到一定純度要求的氫氣。吸收塔的總壓為1．5MPa,其中CO2的分壓為MPa,操作溫度為常溫(25℃).此時,可知系統(tǒng)壓力降至?xí)r,析出CO2量為/h=kg/h.蒸氣壓與總壓基本一致,可以認(rèn)為操作壓力為時,汽化塔塔頂溫度為175℃.

　　

【正文】 8 PL010850L1B 吸收液 50 50 19 DNW010125L1B 脫鹽水 50 25 突面 20 DNW010225L1B 脫鹽水 50 25 21 CWS0101150L1B 冷卻水 50 150 22 CWS0102125L1B 冷卻水 50 125 23 CWR0101125L1B 冷卻水 80 125 24 PG010780L1B 食品二氧化碳 50 80 凹凸面 25 PL010920M1B 工藝?yán)淠? 50 20 突面 6 反應(yīng)器控制方案設(shè)計 1. 被控參數(shù)選擇 化學(xué)反應(yīng)的控制指標(biāo)主要是轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)量、收率、主要產(chǎn)品的含量和產(chǎn) 物分布等，溫度與上述這些指標(biāo)關(guān)系密切，又容易測量，所以選擇溫度作為反應(yīng)器控制中的被控變量 以進(jìn)口溫度為被控變量的單回路控制系統(tǒng)設(shè)計 2. 控制參數(shù)選擇 影響反應(yīng)器溫度的因素主要有：甲醇水混合氣的流量、導(dǎo)熱油的流量?；旌蠚庵苯舆M(jìn)入干燥器，滯后最小，對于反應(yīng)溫度的校正作用最靈敏，但混合氣的流量是生產(chǎn)負(fù)荷，是保證產(chǎn)品氫氣量的直接參數(shù)，作為控制參數(shù)工藝上不合理。所以選擇導(dǎo)熱油流量作為控制參數(shù)。 3. 過程檢測儀表的選用 根據(jù)生產(chǎn)工藝和用戶的要求，選用電動單元組合儀表（ DDZⅢ型 ） ①測溫元件及變送器 被控溫度在 500℃以下，選用鉑熱電阻溫度計。為了提高檢測精確度，應(yīng)用三線制接法，并配用 DDZⅢ型熱電阻溫度變送器 錯誤 !未找到引用源。 調(diào)節(jié)閥 根據(jù)生產(chǎn)工藝安全原則，若溫度太高，將可能導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)溫度過高，引起設(shè)備破壞、催化劑破壞等等，所以選擇氣開形式的調(diào)節(jié)閥，正作用閥；根據(jù)過程特性與控制要求選用對數(shù)流量特形的調(diào)節(jié)閥；根據(jù)被控介質(zhì)流量選擇調(diào)節(jié)閥公稱直徑和閥芯直徑的具體尺寸。 Qmax=509 m3/h Qmin= m3/h P1= P2= Mpa r=p? ＝ P1－ P2＝ Mpa=Cvmax= pr ?/ = ? =878 Cvmax= pr ?/ = ? =55 據(jù)此選擇 Cv 和調(diào)節(jié)閥的口徑 DN ③調(diào)節(jié)器 根據(jù)過程特性與工藝要求，選擇 PID控制規(guī)律；根據(jù)構(gòu)成系統(tǒng)負(fù)反饋的原則， 確定調(diào)節(jié)器為反作用。 4. 溫度控制系統(tǒng)流程圖及其控制系統(tǒng)方框圖 溫度控制系統(tǒng)流程圖 控制系統(tǒng)方框圖 5. 調(diào)節(jié)器參數(shù)整定 經(jīng)驗試湊：對于溫度控制系統(tǒng)，一般取δ＝ 20～ 60％， T1=3~10min， TD＝ T1/4 也可用臨界比例度法或衰減曲線法進(jìn)行參數(shù)整定 6．如何實現(xiàn)控制過程的具體說明 當(dāng)干擾發(fā)生時，例如甲醇水蒸汽流量加大，繼續(xù)反應(yīng)所需的熱量增加，反應(yīng)器溫度降低，測量元件（鉑熱電阻溫度計）檢測到溫度值，經(jīng)變 送器送給調(diào)節(jié)器和設(shè)定值比較，調(diào)節(jié)器（反作用）發(fā)出控制信號，加大調(diào)節(jié)閥的開度，調(diào)節(jié)閥正作用，導(dǎo)熱油流量增大，反應(yīng)器溫度上升，克服干擾，達(dá)到控制目的。 7 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價 1． 甲醇制氫裝置的投資估算 （ 1） 單元設(shè)備價格估算 在工藝流程和生產(chǎn)規(guī)模確定之后，經(jīng)過物料衡算和初步工藝計算，可以初步確定設(shè)備的大小和型號。 本套裝置共有儲槽和分離容器 4 臺，分別為：原料液儲槽（ V0101,常溫常壓）；氣液分離罐（ V0102， T=40℃， P=） ,吸收液中間儲罐 (V0103, 常溫常壓 )。吸收液儲罐(V0104, 常溫 常壓 )。根據(jù)裝置生產(chǎn)能力，初步估算容器的容積分別為： V1= 5m3， V2=3m3，V3=V4=8m3 其中， V2， V3， V4為平底平蓋容器，計算其質(zhì)量分別為 WV1=750kg， WV3=WV4=1220kg。V2為立式橢圓封頭容器，計算得 WV2=1220kg 該套裝置共有 4 臺換熱器，分別為換熱器（ E0101， P=），過熱器（ E0102，P=），冷凝器（ E0103， =），轉(zhuǎn)化器（ R0101， P=）。根據(jù)熱負(fù)荷初步估算個換熱器的面積分別為： FE1=19m2， FE2=FE3=,FR1=。采用浮頭式換熱器，φ 19 2 的換熱管，計算其質(zhì)量分別為： WE1=， WE2=WE3=812kg，WR1=7700kg。 該套裝置共有 3 臺塔設(shè)備，分別為氣化塔（ T0101），吸收塔（ T0102），解吸塔（ T0103）。則 T0101 、 T0102 、 T0103 三 個塔 的質(zhì) 量分 別 為 :1887kg, 5578kg, 5578kg 。 材料均選碳鋼，設(shè)容器及他設(shè)備為每斤 6元，換熱器每公斤 12 元，則靜設(shè)備總價值為 ： 萬元。 該套裝置共有 8 臺泵，經(jīng)詢價每臺泵 1. 2 萬元，因此，該套裝置總設(shè)備約為： 萬元 。 （ 2）總投資估算 用系數(shù)連乘法求總投資，各系數(shù)由表查得： k1＝ ，＝ ， k3＝ ， k4＝ ，k5＝ ， k6＝ ， k7＝ 。已知設(shè)備費(fèi) A＝ 萬元，計算結(jié)果如下： 設(shè)備安裝工程費(fèi)率 B＝ k1A= =(萬元 ) 設(shè)備安裝費(fèi) =B A==(萬元 ) 管道工程 C= k2B= =(萬元 ) 管道工程費(fèi) =CB==(萬元 ) 電氣工程費(fèi)率 D= k3C= =(萬元 ) 電氣工程費(fèi) =DC==(萬元 ) 儀表工程費(fèi)率 E= k4D= =(萬元 ) 儀表工程費(fèi) =ED==(萬元 ) 建筑工程費(fèi)率 F= k5E= =(萬元 ) 建筑工程費(fèi) =FE==(萬元 ) 裝置工程建設(shè)費(fèi)率 G= k6F= =(萬元 ) 費(fèi)用定額規(guī)定得費(fèi)用 =GF==(萬元 ) 總投資 H= k7G= =(萬元 ) 故甲醇制氫裝置的投資估算額為 70 萬元 2. 總成本費(fèi)用估算與分析 ? 外購原材料： 萬元 ? 外購燃料： 萬元 ? 外購動力： 萬元 ? 工資： 15 萬元 ? 職工福利費(fèi)： 萬元 ? 固定資產(chǎn)折舊費(fèi)： 18 萬元 ? 修理費(fèi)： 9 萬元 ? 攤銷費(fèi)： 2 萬元 ? 財務(wù)費(fèi)用： 6 萬元（不計復(fù)利） ? 稅金： 萬元（不計其他稅） ? 其他費(fèi)用： 20 萬元 ? 固定成本 與變動成本 變動成本 總計： 萬元 固定成本 總計： 萬元 序號 項目 合計 /萬元 序號 項目 合計 /萬元 1 外購材料 1 職工工資 15 2 外購燃料 2 職工福利費(fèi) 3 外購動力 3 固定資產(chǎn)折舊費(fèi) 18 4 周轉(zhuǎn)資金借款利息凈支出 6 4 修理費(fèi) 9 5 匯兌損失凈支出 5 攤銷費(fèi) 2 6 金融機(jī)構(gòu)手續(xù)費(fèi) 6 長期負(fù)債利息凈支出 6 7 其他費(fèi)用 20 7 稅金 3. 盈虧平衡分析 盈虧平衡分析是通過 計算盈虧平衡點 (BEF)分析項目成本與收益平衡關(guān)系的一種方法。 盈虧平衡點通常用生產(chǎn)能力利用率或產(chǎn)量表示。其計算式為： BEP（生產(chǎn)能力利用率） = %100??? 年銷售稅金年可變總成本年產(chǎn)品銷售收入 年固定總成本 = % ??? =% BEP（產(chǎn)量） =單位產(chǎn)品銷售稅金單位產(chǎn)品可變成本單位產(chǎn)品價格 年固定總成本 ?? = ??? 5250/648t 該值小，說明項目適應(yīng)市場需求變化的能力大，抗風(fēng)險能力強(qiáng)。 經(jīng)上述計算可知，當(dāng)本項目達(dá)到盈虧平衡點時，兩種產(chǎn)品 總產(chǎn)量為 648t，即甲醇 74t,食品二氧化碳 574t。若產(chǎn)量小于此值，將出現(xiàn)虧損。 參考文獻(xiàn) 黃振仁，魏新利 . 過程裝備成套技術(shù)設(shè)計指南 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 黃振仁，魏新利 . 過程裝備成套技術(shù) . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 王毅，張早校 . 過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 桑之富，化工設(shè)備設(shè)計 .