【正文】 地移走反應(yīng)熱，縮小傳熱面積，多裝催化劑，同時(shí)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(tái)列管換熱器，催化劑在管內(nèi)，管間（殼程 )是沸騰水，將反應(yīng)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(jí)合成塔， 該塔是在列管內(nèi)再增加一小管，小管內(nèi)走進(jìn)塔的冷氣。進(jìn)一步強(qiáng)化傳熱，即反應(yīng)熱通過(guò)列管傳給殼程沸騰水，而同時(shí)又通過(guò)列管中心的冷氣管傳給進(jìn)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(fù)雜。固定管板列管合成塔雖然可用于大型化，但受管長(zhǎng)、設(shè)備直徑、管板制造所限。在日產(chǎn)超過(guò) 2021t 時(shí)，往往需要并聯(lián)兩個(gè)。這種塔型是造價(jià)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(jìn)塔氣 225℃ ，管外的沸騰水卻是248℃ ，不是將反應(yīng)熱移走而是水給反應(yīng)氣加熱。這種合成塔由于列管需用特種不銹鋼，因而是造價(jià)非常高的一種。 合成塔的選用原則一般為：反應(yīng)能在接近最佳溫度曲線條件下進(jìn)行，床層阻力小，需要消耗的動(dòng)力低，合成反應(yīng)的反應(yīng)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(yàn)，（大型裝置不宜選用激冷式和冷管式），設(shè)計(jì)選用固定管板列管合成塔。這種塔內(nèi)甲醇合成反應(yīng)接近最佳溫度操作線，反應(yīng)熱利用率高，雖然設(shè)備復(fù)雜、投資高，但是由于這種塔在國(guó)內(nèi)外使用較多，具有豐富的管理和維修經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)也較容易得到 ；外加考慮到設(shè)計(jì)的是年產(chǎn) 20 萬(wàn)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(huì)很大，費(fèi)用也不會(huì)很高，所以本設(shè)計(jì)采用了固定管板列管合成塔。 甲醇合成工藝流程 來(lái)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(jī)（ C7001）壓縮至 后，經(jīng)過(guò)入塔氣預(yù)熱器（ E7001）加熱到 225℃ ，進(jìn)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(yīng)： CO + 2H2 = CH3OH + Q CO2 + 3H2 = CH3OH + H2O + Q 甲醇 合成塔（ R7001）為列管式等溫反應(yīng)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(yīng)放出大量的熱，通過(guò)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(xué)院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 共 19 頁(yè) 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(yīng)趨于恒定，且反應(yīng)溫度也可通過(guò)副產(chǎn)蒸汽的壓力來(lái)調(diào)節(jié)。 甲醇合成塔（ R7001）出來(lái)的合成氣（ 255℃ ， ），經(jīng)入塔氣預(yù)熱器（ E7001），甲醇水冷器（ E7002A， B），進(jìn)入甲醇分離器（ V7002），粗甲醇在此被分離。分離出的粗甲醇進(jìn)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(jìn)行合成反應(yīng)。 從甲醇分離器（ V7002）出來(lái)的循環(huán)氣在加壓前排放一部分弛放氣，以保持整個(gè)循環(huán)回路惰性氣體恒定。弛放氣減壓后去燃?xì)獍l(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(lái)自變換裝置；循環(huán)冷卻水來(lái)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(xué)院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 共 19 頁(yè) 第六章 甲醇 合成設(shè)備 設(shè)計(jì) 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(zhǎng)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(xué)院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 共 19 頁(yè) 結(jié) 論 合成甲醇催化劑選用上，通過(guò)綜合比較國(guó)內(nèi)外各種常用催化劑，并本著技術(shù)先進(jìn)投資節(jié)省的原則，選用目前相對(duì)先進(jìn)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(jì) 借鑒大型甲醇合成企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，選用固定管板列管合成塔。雖然設(shè)備復(fù)雜、投資高，但是塔內(nèi)甲醇合成反應(yīng)接近最佳溫度操作線，反應(yīng)熱利用率高，而且由于這種塔在國(guó)內(nèi)外使用較多，具有豐富的管理和維修經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)也較容易得到。 最后通過(guò)對(duì)甲醇合成塔的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)計(jì)算（設(shè)計(jì)規(guī)模：年產(chǎn) 20 萬(wàn)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(xué)院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 共 19 頁(yè) 致 謝 我歷時(shí)將近 幾 個(gè)月時(shí)間終于把這篇論文寫(xiě)完了，在這段充滿奮斗的歷程中，帶給我的學(xué)生生涯無(wú)限的激情和收獲。在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的 困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。在此，我向指導(dǎo)和幫助過(guò)我的老師們表示最衷心的感謝！ 同時(shí)，我也要感謝本論文所引用的各位學(xué)者的專著，如果沒(méi)有這些學(xué)者的研究成果的啟發(fā)和幫助，我將無(wú)法完成本篇論文的最終寫(xiě)作。至此，我也要感謝我的朋友和同學(xué)，他們?cè)谖覍?xiě)論文的過(guò)程中給予我了很多有用的素材，也在論文的排版和撰寫(xiě)過(guò)程中提供熱情的幫助！ 金無(wú)足赤，人無(wú)完人。由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫(xiě)論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)和指正！ 榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院神木校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 共 19 頁(yè) 參考文獻(xiàn) ［ 1］房鼎業(yè) ， 姚佩芳 ， 朱炳晨 . 甲醇生產(chǎn)技術(shù)及進(jìn)展 . 第 一 版 . 華東化工學(xué)院出版社 ，1990. ［ 2］王靜 ， 康主編 . 化工設(shè)計(jì) . 第一版 . 化學(xué)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(jì) ， 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(jì) ， 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(yīng)用 . 石化技術(shù)與應(yīng)用 ， 第 5 期 第 23 卷 . ［ 7］宋維端 ， 房鼎業(yè) . 甲醇工學(xué) .第 1 版 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 1991. ［ 8］刁玉瑋 ， 王立業(yè) . 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ) . 第 5 版 . 大連理工大學(xué)出版社 ， 2021.