【正文】 （7）容器法蘭的選擇材料選用16MnR鋼，跟據(jù)JB47032000標準，DN1000mm的長頸對焊法蘭。（4） 殼體直徑的確定 殼體直徑；Di=a（b1）+2L式中：Di——換熱器內徑，mm； b——正六角形對角線上的管子數(shù)查有關表取為29； L——最外層管子的中心到殼壁邊緣的距離，取L=2do所以，Di=32（291）+2225=996mm ，取Di=1000mm （5）殼體厚度的計算殼體材料選用20R鋼，計算壁后的公式為：S=PcDi/（2[σ] tФPc）式中：Pc——計算壓力，=；Di=1000mm；Ф=[σ]t=132Mpa（取殼體溫度為50℃）S=1000（2132）=取 C2=1mm；C1=1mm，原整后取S=28mm（6）換熱器封頭的確定上下封頭均采用標準橢圓形封頭，封頭為DN100028。 水冷器的工藝設計（1）傳熱面積的確定 兩股流體的進出口溫度為：熱 →40℃ 冷 35 ← 20 ℃故傳熱推動力：△Tm=（（－35）－（40－20））/㏑（（－35）/（40－20））=℃總傳熱系數(shù)為K=（m2.℃）由公式Q=AK△Tm可得A=Q/（K△Tm）=（）=260m2 （2）管子數(shù)n的確定 設計選用Ф25，材質20號鋼，管長6m，由公式A=n=A/（）=260/（6）=690根，其中安排拉桿需要減少4根，實際管數(shù)為686根。管板的確定管板直徑4300，厚度100mm，管板通過焊接在筒體和封頭之間。折流板的確定折流板為弓形 h=3/4Di=3/44300=3225mm，折流板數(shù)量為5，間距取1500mm折流板最小厚度為22mm，材料為Q235A鋼。封頭內徑為4300+273=4446，原整后取4500由封頭厚度計算公式： S=PcDi/（2[σ] ）式中：Pc—— Di=4500mm Ф= [σ] t =190Mpa（取殼體溫度為50℃） S=4500（2190）=取C2=1mm ；C1=1mm，原整后取S=76mm，所以封頭為DN450076。由公式A=dLn得n=A/（dL）=6362/（9）=8338其中因要安排拉桿需要減少12根，實際管數(shù)為8326根。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12000h1，所以。水冷器入口氣體顯熱的確定水冷器入口氣體的顯熱=入塔氣換熱器出口加熱氣體的顯熱， kJ/h水冷器出口氣體顯熱的確定表19 水冷器出口氣體各組分熱容和熱量氣體 CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4熱容kJ/（） 氣量kmol /h 熱量kJ/（） 合計： kJ/（）；出口溫度40℃， 出口氣體顯熱== kJ/h出水冷器的粗甲醇液體熱量的確定表20 粗甲醇中液體組分氣化熱和液體熱容組分 （CH3O）2 C4H9OH C18H18 H2O CH3OH 氣化熱KJ/kg 液體比熱容KJ/(kg.℃) 表21 出塔氣在水冷器中冷凝放熱量組分 （CH3O）2 C4H9OH C18H18 H2O CH3OH 冷凝量kg /h 放熱量KJ/h 合計： KJ/h表22 粗甲醇中各組分液體顯熱組分 （CH3O）2 C4H9OH C18H18 H2O CH3OH 液體比熱容KJ/(kg.℃) 熱量KJ/（h .℃） 合計：粗甲醇中各組分液體顯熱= KJ/（h.℃），粗甲醇溫度40℃，Q3==水冷器冷卻水吸熱的確定由水冷器熱平衡方程可得 Q5 = Q1+Q2－Q3－Q4 即 Q5 =+－－=冷卻水用量的確定入口冷卻水溫度20℃，出口冷卻水溫度35℃， KJ/(kg.℃) /（（35－20））=。表14 分離器出口氣體組成氣體 CH3OH H 2 CO CO2 N2 Ar CH4組成 % % % % % % %氣m3/h 量 kmol/h 能量衡算 煤發(fā)電量每噸煤發(fā)電1200 1200=（）/h 合成工段（1） 合成塔的熱平衡計算計算公式全塔熱平衡方程式為：∑Q1+∑Qr=∑Q2 +∑Q3+Q（1）式中： Q1——入塔氣各氣體組分焓，kJ/h； Qr——合成反應和副反應的反應熱，kJ/h； Q2——出塔氣各氣體組分焓，kJ/h； Q3——合成塔熱損失，kJ/h； Q——沸騰水吸收熱量，kJ/h。（6） 新鮮氣和弛放氣氣量的確定CO的各項消耗總和=新鮮氣中CO的量，即++++－+++%G+%G=+%G同理，原料氣中其他各氣體的量=該氣體的各項消耗總和，由此可得新鮮氣體中各氣體流量，如下表：表8 新鮮氣組成組分單位COCO2H2N2ArCH4氣量m3/h+%G+%G+%G+%G+%G+%G新鮮氣m3/h+新鮮氣中惰性氣體（N2 +Ar）%，反應過程中惰性氣體的量保持不變，（N2 +Ar）=+%G，則+=（+%G）/%解得G=，由弛放氣的組成可得出下表表9 弛放氣組成氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成%%%%%%%氣量m3/h表10 新鮮氣組成氣體CH4H2COCO2N2Ar組成%%%%%%氣量m3/h（7） 循環(huán)氣氣量的確定G1=G3+G4+G5+G6－G7－G8式中：G1為出塔氣氣量；G3新鮮氣氣量；G4循環(huán)氣氣量；G5主反應生成氣量；G6副反應生成氣量；G7主反應消耗氣量；G8副反應消耗氣量；G5=++%=G6=+++++++++=G7=++++%3=G8=+++++++++=%，則（G4%+%++）/G1=解得G4=表11 循環(huán)氣組成氣體 CH3OH H2 CO CO2 N2 Ar CH4組成 % % % % % % %氣量m3/h （8） 循環(huán)比，CO及CO2單程轉化率的確定循環(huán)比R=G4/G3=CO單程轉化率：(+)/(+)= %CO2單程轉化率：(+)= %（9） 入塔氣和出塔氣組成G1=G3+G4+G5+G6－G7－G8=G2=G3+G4=表12 入塔氣組成氣體 CH3OH H2 CO CO2 N2 Ar CH4組成 % % % % % % %氣m3/h 量kmol/h 表13 出塔氣組成氣體組成氣m3/h量kmol/hH2%CO%CO2%N2%CH3OH%CH4%Ar%H2O%計算過程:入塔氣CO=循環(huán)氣中CO+新鮮氣中CO+=同理可得其他氣體氣量。則反應（7）。由于甲醇入塔氣中水含量很少，忽略入塔氣帶入的水。精餾工段通過三塔高效精餾工藝，%，三塔精餾工藝中甲醇的收率達97%。來自合成、凈化的循環(huán)水裝置的循環(huán)冷卻水，分別進入吸收器，冷凝器，塔頂回流冷卻器，分別移出氨的反應熱和冷凝熱。稀氨水由塔底出來進入溶液熱交換器。來自NHD脫硫工段的變換氣（182℃），進入本工段再沸器（E2501A，B）后，再經(jīng)冷凝液分離器（V2504A，B）后返回到變換甲烷工段，為精餾氨水提供熱源。濃氨水由氨水泵（P2501A、B）加壓，經(jīng)溶液熱換熱器，與來自精餾塔塔釜稀氨水（140℃）換熱，升到114℃，進入精餾塔（T2501A、B）中部進行精餾。圖8 精餾工藝流程 氨吸收制冷流程由凈化裝置（NHD脫硫脫碳工段）及醋酸裝置來的氣氨（15℃，），進入本裝置，經(jīng)過冷器（E2503）與出工段的液氨換熱，℃進入吸收器（R2501AB、R2502AB），被由溶液熱交換器（E2502A，B）來的稀氨水（47℃）吸收為濃氨水（37℃）。當甲醇外運時，啟動精甲醇泵（P9101A,B），將甲醇輸送到甲醇裝卸棧臺，通過火車鶴管進入火車槽車，通過汽車鶴管進入汽車槽車。由甲醇精餾來的精甲醇貯存到精甲醇貯槽（V9101A，B）中。甲醇精餾系統(tǒng)各塔排出的不凝氣去燃料氣系統(tǒng)。產(chǎn)品精甲醇由精甲醇泵（P8008A，B）從精甲醇計量槽（V8007A，B）送至甲醇罐區(qū)裝置。常壓塔再沸器（E8007A，B）以加壓精餾塔（T8002）塔頂出來的甲醇氣作為熱源。預精餾塔（T8001）底部粗甲醇液經(jīng)加壓塔進料泵（P8004A，B）進入加壓精餾塔（T8002），加壓塔再沸器（E8005），加壓塔塔頂餾出甲醇氣體（，122℃）經(jīng)常壓塔再沸器（E8007A，B）后，甲醇氣被冷凝，精甲醇回到加壓塔回流槽（V8004），一部分精甲醇經(jīng)加壓塔回流泵（P8005A，B），回到加壓精餾塔（T8002）作為回流液，另一部分經(jīng)加壓塔甲醇冷卻器（E8006）冷卻后進入精甲醇計量槽（V8007A，B）中。汽包（V7001）排污，經(jīng)排污膨脹槽（V7006）膨脹減壓后就地排放。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)。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。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。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（），減壓后送至蒸汽管網(wǎng)。本裝置接收到從變換工段送來的中壓鍋爐給水在廢熱鍋爐（E6004）（G）蒸汽送入管網(wǎng)；從變換過來的低壓鍋爐給水在各級冷凝器（E6005，E6006，E6007）、蒸汽發(fā)生器（E6008）和尾氣廢鍋（E6009）（G）低壓蒸汽供本裝置設備夾套及管道伴熱使用。從再生塔頂出來的溫度約為107℃的再生氣經(jīng)再生氣水冷器（E6014）冷卻至40℃，再經(jīng)再生氣分離器（V6014）除去水，然后返回酸性氣燃燒爐再次進行Claus轉化；分離出來的水則經(jīng)回流水泵（P6014A，B）打回再生塔。吸收了H2S和部分CO2的NHD富液自吸收塔底由富液泵（P6012A，B）泵出，與再生塔來的NHD貧液經(jīng)過貧富液換熱器Ⅰ（E6012）和貧富液換熱器Ⅱ（E6013）換熱后升溫到135℃進入再生塔（T6003）再生。經(jīng)急冷塔（T6001）急冷后的氣體去吸收塔（T6002）與從塔頂下來的NHD貧液逆向接觸，氣體中所含的大部分H2S和部分CO2被貧液吸收下來，從吸收塔（T6002）頂出來的尾氣進入尾氣焚燒爐（F6002），與配入的稍過量的空氣和燃料氣進行高溫焚燒，使H2S全部轉化為SO2，焚燒氣經(jīng)尾氣廢鍋（E6009）冷卻至300℃，通過煙囪（X6001）高空排放。從一、二、三級冷凝器（E6005，E6006，E6007）和尾氣分液罐（V6005）中冷凝下來的液硫都進入液硫封（V6004A，B）,然后由液硫封（V6004A，B）自流流入液硫貯罐（V6007A，B），再用液硫泵（P6002A，B）將液硫輸送到液硫高位罐（V6009），由液硫高位罐（V6009）經(jīng)過過慮輸送到硫磺尖嘴滴落成型造粒機去造粒成型包裝出售。轉化氣同樣與酸性氣燃燒爐出口的二級高溫摻合閥（TV6002）熱口進來的高溫氣體摻合提溫到220℃進入二級Claus轉化器（R6001）發(fā)生催化轉化反應，然后進入三級冷凝器（E6007）冷卻到150℃分離出液硫，（G）的低壓蒸汽。從一級冷凝器（E6005）出來被冷卻至15