【正文】 ec 0 200 0 0 1 2 3 4 5 6 表 412 甲醇合成反應器內(nèi)組分分布表 管長/meter 一氧化碳 二氧化氮 氫氣 甲烷 氮氣 氬氣 甲醇 水 0 1 沈陽化工學院學士學位論文 第四章 設備計算 2 3 4 5 6 由表 411 可以做出甲醇合成反應器的溫度分布曲線， 由表 412 可以得到反應器內(nèi) 各組分的摩爾組成 分布曲線，如 圖所示。 沈陽化工學院學士學位論文 第四章 設備計算 圖 416 甲醇合成反應器的溫度分布曲線B l o c k B 1 ( R P l u g ) P r o f i l e s P r o ce s s S t r e a mR e a c t o r l e n g t h M I X E D m e t e rTEMPERATURE C0 . 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 0 1 . 2 5 1 . 5 1 . 7 5 2 . 0 2 . 2 5 2 . 5 2 . 7 5 3 . 0 3 . 2 5 3 . 5 3 . 7 5 4 . 0 4 . 2 5 4 . 5 4 . 7 5 5 . 0 5 . 2 5 5 . 5 5 . 7 5 6 . 0205.0210.0215.0220.0225.0230.0235.0240.0245.0250.0T e m p e r a t u r e M I X E D 沈陽化工學院學士學位論文 第四章 設備計算 B l o c k B 1 ( R P l u g ) P r o f i l e s P r o ce s s S t r e a mR e a c t o r l e n g t h M I X E D m e t e r 0 . 0 0 . 2 5 0 . 5 0 . 7 5 1 . 0 1 . 2 5 1 . 5 1 . 7 5 2 . 0 2 . 2 5 2 . 5 2 . 7 5 3 . 0 3 . 2 5 3 . 5 3 . 7 5 4 . 0 4 . 2 5 4 . 5 4 . 7 5 5 . 0 5 . 2 5 5 . 5 5 . 7 5 6 . 00.010.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.5750.580.5850.590.5950.60.6050.610.6150.620.6250.630.6350.640.6450.1250.1260.1270.1280.1290.130.1310.1320.1330.1340.1350.1360.1370.1380.0540.0560.0580.060.0620.0640.0660.0680.070.0720.0740.0760.078M o l e f r a c t i o n M I X E D C OM o l e f r a c t i o n M I X E D C O 2M o l e f r a c t i o n M I X E D H 2M o l e f r a c t i o n M I X E D C H 4 O 圖 417 甲醇合成反應器內(nèi)各組分的摩爾組成分布曲線 沈陽化工學院學士學位論文 第四章 設備計算 甲醇合成反應器的靈敏性校核 應用 Aspen plus 中 靈敏度分析對反應器管長進行靈敏度校核可以得到一氧化碳、二氧化碳、氫氣的轉化率以及反應器出口甲醇的含量隨反應器管長隨變化的關系曲線圖如下 : S e n s i t i v i t y S 1 R e s u l t s S u m m a r yV A R Y 1 B 1 P A R A M L E N G T H M E T E R 0 . 0 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 5 4 . 0 4 . 5 5 . 0 5 . 5 6 . 0 6 . 5 7 . 0 7 . 5 8 . 0 8 . 5 9 . 0 9 . 5 1 0 . 00.00:0.0150.020.0250.030.0350.040.0450.050.0550.060.0650.00.00:0.020.030.040.050.060.070.080.090.10.110.120.130.140.150.160.170.180.190.20.00:0.020.030.040.050.060.070.080.090.10.110.120.130.140.00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.51 S 2 / S 1 1 S 4 / S 3 1 S 6 / S 5 S 7 圖 421A 反應管長度靈敏性分析 從圖中可以得到 CH4O 的含量和 CO、 H2的轉化率是隨著管長的增加而增加的，但是 CO2的轉化率卻是出現(xiàn)了峰值后下降，我們設定反應管長度為 6m,從圖中來看 還是可以的。 表 413 C301 型催化劑的基礎數(shù)據(jù)表 溫度 壓力 形狀 高 直徑 當量直徑 顆粒密度 孔隙率 堆積密度 空速 ℃ Mpa mm mm m Kg/m3 Kg/m3 /h 220260 圓柱形 5 5 3630 04528 1600 10000 根據(jù) 322 13. 36 7m24556 ???????????? LNrV C ? 根據(jù) 21 5 7 2 . 5 7 5 m2 4 5 ?????? LNDA i? 根據(jù) 2 0 0 5 0 . 3 3 k g1 3 . 3 6 71 5 0 0 ???? CVm ? 殼體 直徑 通常按下式確定殼體直徑 ? ? 39。 所以 ? ? mD 6 9 5 4 ?????? 圓 整為 D= 由于甲醇合成反應器的殼體直徑過大，已經(jīng)超過了國內(nèi)最大公稱直徑 （ 2600mm,GB 1511999） ，國外最大公稱直徑（ 2540mm， TEMA1999） ，又考慮到安裝和運輸?shù)膯栴}，所以采用殼體直徑為 。 表 414 總傳熱系數(shù)核算基礎數(shù)據(jù)表 項目 單位 反應器入口 反應器出口 摩爾流量 kmol/hr 質量流量 kg/hr 體積流量 cum/hr 溫度 C 200 壓力 MPa 氣相分數(shù) 1 1 液相分數(shù) 0 0 摩爾焓 kJ/kmol 質量焓 kJ/kg 摩爾熵 J/kmolK 體積熵 J/kgK 密度（摩爾） kmol/cum 密度（質量） kg/cum 平均分子量 kg/kmol ① 管間傳熱系數(shù) 根據(jù)模擬結果可知反應器總放熱量 Q= 設蒸汽壓力 , 根據(jù)公式 : Kh l / m1 0 5 3 . 3 1 k c 5 7 2 . 5 7 53186400. 433????????????????? Wf PAQ? ② 管內(nèi)傳熱系數(shù) 根據(jù)下式可知： ???????? ????????? ?? tptreptfb dDLdPRd x p/ ?? 需要計算雷諾數(shù) Rep和普朗特數(shù) Pr 表 415 雷諾數(shù)計算表 催化劑當量直徑 Dp m 質量流量G kg/h kg/s 粘度η Nsec/sqm Nh/sqm 管截面積 m2 質量 流量G kg/m2h kg/m2s 064 . 6 9 E096 8 7 3 ?????? EGDR Pep ? 表 416 普朗特數(shù)計算表 恒壓熱容 Cp J/kmolK kJ/kmolK 粘度η Nsec/sqm Nh/sqm 導熱率λ f Watt/mK kcal/mhK 平均分子量 M kg/kmol 0 . 4 1 56 3 3 2 2 9 8 ????? EMCP fPr ?? 所以： 9 6 1 0 00 3 0 0 3 0 x p6/0 3 14 1 . 6 9 E60 3 1 2 3 4 x p/??????? ?????????????????????? ???????????tptreptfb dDLdPRd?? ③ 污垢熱阻 取經(jīng)驗值如下： 表 417 污垢熱阻數(shù)據(jù) 污垢系數(shù) Rc m2hK/kJ m2hk/kcal 管導熱系數(shù) λ s kJ/mhK kcal/mhk ④ 總傳熱系數(shù) 根據(jù)公式 : csfb RK ???? ???? 111 可以得到總傳熱系數(shù) : KhK c a l /m 29 4 7 0 0 0 0 5 9 6 1 0 01/1 ??????? ????K 所以 K=，與設定的 470 watt/m2K相差不大。汽包的體積根據(jù)熱量衡算確定。通過 A