煤制甲醇合成工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-20 19:18本頁(yè)面
【正文】 8參考文獻(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1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，1995.1998，（3）:15～18.［4］李大尚. GSP技術(shù)是煤制合成氣(或H2)工藝的最佳選擇[J]. 煤化工, 2005，（3）:1～6.［8］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), 2004, 42(1):3～8.［9］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), 2003, 41(6):5～10.［11］唐志斌, 王小虎, 付超, 于新玲. , 第5期, 第23卷.［13］宋維端, 房鼎業(yè). , 1991.［18］宋維端, . 第1版. 化學(xué)工業(yè)出版社, 1991.［22］刁玉瑋, 王立業(yè)編著. 化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ). 第5版. 大連理工大學(xué)出版社, 2003. 甲醇合成工藝流程圖圖53 低壓法甲醇合成的工藝流程1－加熱爐；2－轉(zhuǎn)化爐；3－廢熱鍋爐；4－加熱器5－脫硫器；6，12，17，21，24－水冷器；7－氣液分離器；8－合成氣壓縮機(jī)；9－循環(huán)氣壓縮機(jī)；10－甲醇合成塔；11，15－熱交換器；13－甲醇分離器；14－粗甲醇中間槽；16－脫輕組分塔；18－分離塔；19，22－再沸塔；20－甲醇精餾塔；23－CO2吸收塔甲醇合成塔簡(jiǎn)圖 1—進(jìn)氣口；2—分布器；3—小封頭；4—小法蘭；5—測(cè)溫口；6—引氣管；7—大法蘭；8—上環(huán)管；9—上行管；10—下行管；11—外筒；12—下環(huán)管；13—支承板；14—卸料口；15—錐形帽；16—出氣口；17—觸媒；18—大封頭；19—隔板；20—填料函。致 謝本次設(shè)計(jì)能夠順利的完成，要特別感謝老師的認(rèn)真指導(dǎo)，也要感謝設(shè)計(jì)小組其他老師給予的指導(dǎo)和關(guān)心，在此我向各位指導(dǎo)老師表示衷心感謝。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。設(shè)計(jì)中的機(jī)械設(shè)備經(jīng)復(fù)核，符合標(biāo)準(zhǔn)。75%負(fù)荷時(shí)，使用XCN98型催化劑，當(dāng)入塔氣中CO2組分體積分?jǐn)?shù)高達(dá)5%時(shí)，生產(chǎn)運(yùn)行情況仍良好，收率和物耗都較低，催化劑仍能保持較高的活性，產(chǎn)品質(zhì)量符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。(5)可適用于含高濃度CO2的合成氣。(4)選擇性好。合成塔進(jìn)口溫度可調(diào)溫C型催化劑為14℃，而XCN98型則為30℃。75%負(fù)荷下的甲醇產(chǎn)量( t/h)接近裝置滿負(fù)荷設(shè)計(jì)甲醇量( t/h)。表4 XNC98型與C型催化劑的性能對(duì)比［11］催化劑型號(hào)合成塔進(jìn)口溫度加入量/（）甲烷單耗/()甲純收率/％甲純產(chǎn)率/()甲純產(chǎn)量/()初期末期C210224670210XCN98200230900229通過(guò)對(duì)比，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際可見(jiàn),XCN98型催化劑具有以下性能優(yōu)點(diǎn)：(1)易還原。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行證明，該機(jī)組主要技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。軸端密封采用德國(guó)西太平洋公司研制的干氣密封，嚴(yán)格防止其氣體外漏。壓縮機(jī)由二缸三段十三級(jí)葉輪組成，壓縮機(jī)缸體為垂直部分結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部與氣體接觸處均為不銹鋼。該離心壓縮機(jī)組已經(jīng)成功的運(yùn)用于青海石油管理局格爾木煉油廠的年產(chǎn)10萬(wàn)噸甲醇裝置中。 m3/h； MPa。 筒體內(nèi)徑(mm)1000列管數(shù)目690壁厚(mm)28 管長(zhǎng)6000封頭（橢球型）半徑(mm)1000 尺寸(mm)Ф25厚度(mm)28拉桿尺寸(mm)Ф25折流板 間距(mm)1500數(shù)目5數(shù)目4高度(mm)750表36 水冷器設(shè)計(jì)匯總設(shè)計(jì)中選用的循環(huán)氣壓縮機(jī)為離心壓縮機(jī)，離心壓縮機(jī)具有以下的特點(diǎn)：流量大而均勻，體積小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，容易調(diào)節(jié)，維護(hù)方便。（10）開(kāi)空補(bǔ)強(qiáng) 換熱器封頭和殼體上的接管都需要補(bǔ)強(qiáng)，在開(kāi)空外面焊接上一塊與容器壁材料和厚度都相同的，即20mm厚的20R鋼板。 折流板為弓形，h=3/41000=750mm，折流板間距取400mm；最小厚度為10mm。（8）管子拉脫力的計(jì)算 a 在操作壓力下，每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的力qp=pf/（doL）式中：f=（）d02=322（）252=396 P=L=50表35項(xiàng)目管子殼體材質(zhì)ａ/（1/℃）E/MPa尺寸管子數(shù)管間距/mm管殼壁溫差/℃管子與管壁連接方式脹接長(zhǎng)度20鋼106106Ф2560006903218開(kāi)槽脹接L=5020R鋼106106Ф70020 qp=396/（2550）=b 溫差應(yīng)力導(dǎo)致的每平方米脹接周邊上的拉脫力qt qt=σt（do2di2）/（4doL ）式中：σt=a E（ttts）/（1+At/As）At=（do2di2）n=（252202）690=As=DSn=100020=62800 mm2σt=10610618/（1+）=qt=（252202）/（42550）=已知 Tt＞Ts，pt＞ps Tt、Ts分別為管壁溫度和殼壁溫度； Mpa； Mpa，所以可知qt與qp的作用力同向，則合拉力q=＜[q] =因此，拉脫力在許用范圍內(nèi)。材料選用20 R鋼。（3）管子的排列方式，管間距的確定 設(shè)計(jì)采用正三角形排列，取管間距為a=32mm 。（10） 支座的確定支座采用裙座，裙座座體厚度為50mm，基礎(chǔ)環(huán)內(nèi)徑4000mm，外徑4500mm，基地腳螺栓公稱(chēng)直徑M30，數(shù)量為6個(gè)。拉桿Ф12，共12根，材料Q235AF鋼；定距管Ф25。（7）管子拉脫力的計(jì)算 a 在操作壓力下，每平方米脹接周邊所產(chǎn)生的力qp=pf/（doL）式中：f=（）do2=402（）322= P=L=100mmδ表33項(xiàng)目管子殼體材質(zhì)ａ/（1/℃）E/MPa尺寸管子數(shù)管間距/mm管殼壁溫差/℃管子與管壁連接方式脹接長(zhǎng)度00Cr18Ni5Mo3Si2106106Ф32900083384010開(kāi)槽脹接L=10013MNiMoNbR106106Ф25430073 qp=（32100）=b 溫差應(yīng)力導(dǎo)致的每平方米脹接周邊上的拉脫力qt qt=σt（d02di2）/（4d0L ）式中：σt=a E（ttts）/（1+At/As）At=（do2di2）n=（322272）8338=As=DSn=430073= mm2σt=10610610/（1+）=qt=（322272）/（432100）=已知 Tt＞Ts，pt＞ps Tt、Ts分別為管壁溫度和殼壁溫度； Mpa；ps為殼程壓力 Mpa，所以可知qt與qp的作用力同向，則合拉力q=＜[q]，因此，拉脫力在許用范圍內(nèi)。（4）合成塔殼體直徑的確定合成塔內(nèi)管子分布采用正三角形排列，管間距a=40mm，殼體直徑： Di=a（b1）+2L式中：a = 40 b = = = L = 125mm所以 Di=40（）+2125= 圓整后取為4300 mm（5）合成塔殼體厚度的確定 殼體材料選用13MNiMoNbR鋼，計(jì)算壁后的公式為：S=PcDi/（2[σ] tФPc）式中：Pc—— ； Di=4300mm；Ф= [σ]t =190Mpa（取殼體溫度為50℃）S=4300（2190）=取C2=1mm ；C1=1mm，原整后取S=73mm（6）合成塔封頭的確定 上下封頭均采用半球形封頭，材質(zhì)選用和筒體相同。（3）傳熱管數(shù)的確定 傳熱管選用Ф32 ，長(zhǎng)度9000mm的鋼管，材質(zhì)為00Cr18Ni5Mo3Si2鋼。圖8 合成工藝
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