【正文】 地移走反應熱，縮小傳熱面積，多裝催化劑，同時可副產(chǎn) — 的中壓蒸汽，是大型化較理想的塔型。 （ 4）固定管板列管合成塔 這種合成塔就是一臺列管換熱器，催化劑在管內(nèi)，管間（殼程 )是沸騰水，將反應熱用于副產(chǎn) ～ 的中壓蒸汽。代表塔型有 Lurgi 公司的合成塔和三菱公司套管超級合成塔， 該塔是在列管內(nèi)再增加一小管，小管內(nèi)走進塔的冷氣。進一步強化傳熱，即反應熱通過列管傳給殼程沸騰水，而同時又通過列管中心的冷氣管傳給進塔的冷氣。這樣就大大提高轉(zhuǎn)化率，降低循環(huán)量和能耗，然而使合成塔的結(jié)構(gòu)更復雜。固定管板列管合成塔雖然可用于大型化，但受管長、設(shè)備直徑、管板制造所限。在日產(chǎn)超過 2021t 時，往往需要并聯(lián)兩個。這種塔型是造價最高的一種，也是裝卸催化劑較難的一種。隨著合成壓力增高，塔徑加大，管板的厚度也增加。管板處的催化劑屬于絕熱段 。管板下面還有一段逆?zhèn)鳠岫?，也就是進塔氣 225℃ ，管外的沸騰水卻是248℃ ，不是將反應熱移走而是水給反應氣加熱。這種合成塔由于列管需用特種不銹鋼，因而是造價非常高的一種。 合成塔的選用原則一般為：反應能在接近最佳溫度曲線條件下進行，床層阻力小，需要消耗的動力低，合成反應的反應熱利用率高，操作控制方便，技術(shù)易得，裝置投資要底等。 綜上所述和借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管式），設(shè)計選用固定管板列管合成塔。這種塔內(nèi)甲醇合成反應接近最佳溫度操作線，反應熱利用率高，雖然設(shè)備復雜、投資高，但是由于這種塔在國內(nèi)外使用較多，具有豐富的管理和維修經(jīng)驗，技術(shù)也較容易得到 ；外加考慮到設(shè)計的是年產(chǎn) 20 萬噸的甲醇合成塔（日產(chǎn)量為 650 噸左右），塔的塔徑和管板的厚度不會很大，費用也不會很高，所以本設(shè)計采用了固定管板列管合成塔。 甲醇合成工藝流程 來自脫碳裝置的新鮮氣（ 40℃ ， ）與循環(huán)氣一起經(jīng)甲醇合成氣壓縮機（ C7001）壓縮至 后，經(jīng)過入塔氣預熱器（ E7001）加熱到 225℃ ，進入甲醇合成塔（ R7001）內(nèi)，甲醇合成氣在催化劑作用下發(fā)生如下反應： CO + 2H2 = CH3OH + Q CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q 甲醇 合成塔（ R7001）為列管式等溫反應器，管內(nèi)裝有 XNC98 型 甲醇合成催化劑，管外為沸騰鍋爐水。 反應放出大量的熱，通過列管管壁傳給鍋爐水，產(chǎn)生大量中壓蒸汽（ 飽榆林職業(yè)技術(shù)學院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 共 19 頁 蒸汽弛放氣新鮮氣和蒸汽），減壓后送至蒸汽管網(wǎng)。副產(chǎn)蒸汽確保了甲醇合成塔內(nèi)反應趨于恒定，且反應溫度也可通過副產(chǎn)蒸汽的壓力來調(diào)節(jié)。 甲醇合成塔（ R7001）出來的合成氣（ 255℃ ， ），經(jīng)入塔氣預熱器（ E7001），甲醇水冷器（ E7002A， B），進入甲醇分離器（ V7002），粗甲醇在此被分離。分離出的粗甲醇進入甲醇膨脹槽（ V7003），被減壓至 后送至精餾裝置。甲醇分離器（ V7002）分離出的混合氣與新鮮氣按一定比例混合后升壓送至甲醇合成塔（ R7001）繼續(xù)進行合成反應。 從甲醇分離器（ V7002）出來的循環(huán)氣在加壓前排放一部分弛放氣，以保持整個循環(huán)回路惰性氣體恒定。弛放氣減壓后去燃氣發(fā)電系統(tǒng)；甲醇膨脹槽（ V7003）頂部排出的膨脹氣去燃料氣系統(tǒng)。 合格的鍋爐給水來自變換裝置；循環(huán)冷卻水來自界區(qū)外部。 汽包（ V7001）排污，經(jīng)排污膨脹槽（ V7006）膨脹減壓后就地排放。 圖 51 合成工藝流程 榆林職業(yè)技術(shù)學院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 共 19 頁 第六章 甲醇 合成設(shè)備 設(shè)計 傳熱面積的確定 傳熱溫差為 10℃ ，傳熱量為 ，合成塔內(nèi)的總傳熱系數(shù)取為（ m2.℃ ）。 由公式 Q = kA△ Tm 得 A = Q/（ K△ Tm） =（ 10） =6362 ㎡ 催化劑用量的確定 入塔氣空速 12021h1，入塔氣量 ，所以， 催化劑體積為 。 傳熱 管數(shù)的確定 傳熱管選用 Ф32 ，長度 9000mm 的鋼管， 由公式 A =dLn 得 n = A/（ dL） =6362/（ 9） =8338 故換熱管 管數(shù)為 8338 根。 榆林職業(yè)技術(shù)學院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 16 頁 共 19 頁 結(jié) 論 合成甲醇催化劑選用上，通過綜合比較國內(nèi)外各種常用催化劑，并本著技術(shù)先進投資節(jié)省的原則，選用目前相對先進的 四川天一科技股份有限公司研制的 XNC98 型催化劑。 XNC98 催化劑是一種高活性、高選擇性，穩(wěn)定性好的催化劑，與其他催化劑相比， 具有優(yōu)越的綜合性能 。 在甲醇 合成塔的選用上，本設(shè)計 借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗，選用固定管板列管合成塔。雖然設(shè)備復雜、投資高，但是塔內(nèi)甲醇合成反應接近最佳溫度操作線，反應熱利用率高，而且由于這種塔在國內(nèi)外使用較多，具有豐富的管理和維修經(jīng)驗，技術(shù)也較容易得到。 最后通過對甲醇合成塔的簡單設(shè)計計算（設(shè)計規(guī)模：年產(chǎn) 20 萬噸），得出合成塔內(nèi)裝填的催化劑體積為 ，換熱管管數(shù)為 8338 根。 榆林職業(yè)技術(shù)學院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 17 頁 共 19 頁 致 謝 我歷時將近 幾 個月時間終于把這篇論文寫完了，在這段充滿奮斗的歷程中，帶給我的學生生涯無限的激情和收獲。在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的 困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。在此，我向指導和幫助過我的老師們表示最衷心的感謝！ 同時，我也要感謝本論文所引用的各位學者的專著，如果沒有這些學者的研究成果的啟發(fā)和幫助，我將無法完成本篇論文的最終寫作。至此，我也要感謝我的朋友和同學，他們在我寫論文的過程中給予我了很多有用的素材，也在論文的排版和撰寫過程中提供熱情的幫助！ 金無足赤，人無完人。由于我的學術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和同學批評和指正！ 榆林職業(yè)技術(shù)學院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 18 頁 共 19 頁 參考文獻 ［ 1］房鼎業(yè) ， 姚佩芳 ， 朱炳晨 . 甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進展 . 第 一 版 . 華東化工學院出版社 ，1990. ［ 2］王靜 ， 康主編 . 化工設(shè)計 . 第一版 . 化學工業(yè)出版社 ， 1998 ［ 3］李大尚 . GSP 技術(shù)是煤制合成氣 (或 H2)工藝的最佳選擇 . 煤化工 ， 2021， 1～6. ［ 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) (上 ) [J]. 化肥設(shè)計 ， 2021， 423～ 458. ［ 5］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 ， 2021, 415～ 510. ［ 6］唐志斌 ， 王小虎 ， 付超 ， 于新玲 . 新型低壓甲醇合 成催化劑 XNC98 的工業(yè)應用 . 石化技術(shù)與應用 ， 第 5 期 第 23 卷 . ［ 7］宋維端 ， 房鼎業(yè) . 甲醇工學 .第 1 版 化學工業(yè)出版社 ， 1991. ［ 8］刁玉瑋 ， 王立業(yè) . 化工設(shè)備機械基礎(chǔ) . 第 5 版 . 大連理工大學出版社 ， 2021.