【導讀】靈活性、安全都提出了更高的要求，同時也促進了新型工藝、高效率裝置的開發(fā)和投產。氣轉化法；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氫；等等。規(guī)模用氫的場合，工藝路線復雜，流程長，投資大。隨著精細化工的行業(yè)的發(fā)展，當其氫氣。與大規(guī)模的天然氣、輕油蒸氣轉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，運輸、貯存方便?？梢宰龀山M裝式或可移動式的裝置，操作方便，搬運靈活。制氫路線是一較好的選擇。本設計采用甲醇裂解+吸收法脫二氧化碳+變壓吸附工藝，增加。甲醇制氫的物料流程如圖1。水和甲醇可以進入原料液儲罐，水冷分離后的氣體進入吸收塔，經碳酸丙烯脂吸收分離CO2，余的CO2、CO及其它雜質，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,蒸氣壓與總壓基本一致,可以認為操作壓力為時,汽化塔塔頂溫度為175℃.

　　

【正文】 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 工藝冷凝水 50 20 突面 6 反應器控制方案設計 1. 被控參數選擇 化學反應的控制指標主要是轉化率、產量、收率、主要產品的含量和產物分布等，溫度與 上述這些指標關系密切，又容易測量，所以選擇溫度作為反應器控制中的被控變量 以進口溫度為被控變量的單回路控制系統(tǒng)設計 2. 控制參數選擇 影響反應器溫度的因素主要有：甲醇水混合氣的流量、導熱油的流量?；旌蠚庵苯舆M入干燥器，滯后最小，對于反應溫度的校正作用最靈敏，但混合氣的流量是生產負荷，是保證產品氫氣量的直接參數，作為控制參數工藝上不合理。所以選擇導熱油流量作為控制參數。 3. 過程檢測儀表的選用 根據生產工藝和用戶的要求，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。 調節(jié)閥 根據生產工藝安全原則，若溫度太高，將可能導致反應器內溫度過高，引起設備破壞、催化劑破壞等等，所以選擇氣開形式的調節(jié)閥，正作用閥；根據過程特性與控制要求選用對數流量特形的調節(jié)閥；根據被控介質流量選擇調節(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 據此選擇 Cv 和調節(jié)閥的口徑 DN ③調節(jié)器 根據過程特性與工藝要求，選擇 PID 控制規(guī)律；根據構成系統(tǒng)負反饋的原則，確定調節(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. 調節(jié)器參數整定 經驗試湊：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行參數整定 6．如何實現控制過程的具體說明 當干擾發(fā)生時，例如甲醇水蒸汽流量加大，繼續(xù)反應所需的熱量增加，反應器溫度降低，測量元件（鉑熱電阻溫度計）檢測到溫度值，經變送器送給調節(jié)器和 設定值比較，調節(jié)器（反作用）發(fā)出控制信號，加大調節(jié)閥的開度，調節(jié)閥正作用，導熱油流量增大，反應器溫度上升，克服干擾，達到控制目的。 7 技術經濟評價 1． 甲醇制氫裝置的投資估算 （ 1） 單元設備價格估算 在工藝流程和生產規(guī)模確定之后，經過物料衡算和初步工藝計算，可以初步確定設備的大小和型號。 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 )。根據裝置 生產能力，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， =），轉化器（ R0101， P=）。根據熱負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，計算其質量分別為： WE1=， WE2=WE3=812kg，WR1=7700kg。 該套裝置共有 3 臺塔設備，分別為氣化塔（ T0101），吸收塔（ T0102），解吸塔（ T0103）。則 T0101 、 T0102 、 T0103 三個塔的質量分別為 :1887kg, 5578kg, 5578kg 。 材料均選碳鋼，設容器及他設備為每斤 6 元，換熱器每公斤 12 元，則靜設備總價值為 ： 萬元。 該套裝置共有 8 臺 泵，經詢價每臺泵 1. 2 萬元，因此，該套裝置總設備約為： 萬元 。 （ 2）總投資估算 用系數連乘法求總投資，各系數由表查得： k1＝ ，＝ ， k3＝ ， k4＝ ，k5＝ ， k6＝ ， k7＝ 。已知設備費 A＝ 萬元，計算結果如下： 設備安裝工程費率 B＝ k1A= =(萬元 ) 設備安裝費 =B A==(萬元 ) 管道工程 C= k2B= =(萬 元 ) 管道工程費 =CB==(萬元 ) 電氣工程費率 D= k3C= =(萬元 ) 電氣工程費 =DC==(萬元 ) 儀表工程費率 E= k4D= =(萬元 ) 儀表工程費 =ED==(萬元 ) 建筑工程費率 F= k5E= =(萬元 ) 建筑工程費 =FE==(萬元 ) 裝置工程建設費率 G= k6F= =(萬元 ) 費用定額規(guī)定得費用 =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： 萬元 ? 固定資產折舊費： 18 萬元 ? 修理費： 9 萬元 ? 攤銷費： 2 萬元 ? 財務費用： 6 萬元（不計復利） ? 稅金： 萬元（不計其他稅） ? 其他費用： 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 3 外購動力 3 固定資產折舊費 18 4 周轉資金借款利息凈支出 6 4 修理費 9 5 匯兌損失凈支出 5 攤銷費 2 6 金融機構手續(xù)費 6 長期負債利息凈支出 6 7 其他費用 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系的一種方法。 盈虧平衡點通常用生產能力利用率或產量表示。其計算式為： BEP（生產能力利用率） = %1 0 0??? 年銷售稅金年可變總成本年產品銷售收入 年固定總成本 = %1 0 1 4 5 9 7 0 ??? =% BEP（產量） =單位產品銷售稅金單位產品可變成本單位產品價格 年固定總成本 ?? = ??? 5 2 5 0/ 2 5 0/ 4 5 45 2 5 0/ 9 7 0 648t 該值小，說明項目適應市場需求變化的能力大，抗風險能力強。 經上述計算可知，當本項目達到盈虧平衡點時，兩種產品總產量為 648t，即甲醇 74t,食品二氧化碳 574t。若產量小于此值，將出現虧損。 參考文獻 黃振仁，魏新利 . 過程裝備成套技術設計指南 . 北京：化學工業(yè)出版社， 20xx 黃振仁，魏新利 . 過程裝備成套技術 . 北京：化學工業(yè)出版社， 20xx 王毅，張早校 . 過程裝備控制技術及應用 . 北京：化學工業(yè)出版社， 20xx 桑之富，化工設備設計 .