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文本内容:
设计任务书
一、题目生产能力为甲醇制氢生产装置2500m3/h
二、设计参数生产能为2500m3/h
三、计算内容、工艺计算物料衡算和能量衡算
1、机器选型计算
2、设备部署设计计算
3、管道部署设计计算
4、技术经济评价计算5
四、图纸清单、甲醇制氢装置物流图、换热器设备图
12、管板零件图
3、管道仪表步骤图
4、设备部署图
5、管道部署图
6、管道空视图7PL0104-15L1B、管道空视图8PL0105-15L1B工艺设计甲醇制氢物料衡算.依据1甲醇蒸气转化反应方程式3CH OH--C0t+2H2t22CO+H O--CO2t+H分解为转化率变换转化率反应温度反应压力为CH3OHF CO,99%,CO99%,280℃,
1.5醇水投料比MPa,l:
1.5molo⑵投料量计算代入转化率数据3CH30H--
0.99CO t+
1.982H2t+
0.01CH OH22CO+
0.99H O--
0.99CO2f+
0.99H t+
0.01CO t合并得到3222CH OH+
0.9801H O-
0.9801CO t+
2.9601H t+
0.01CH3OH+
0.0099CO氢气产量为32500m/h=l
11.607kmol/h甲醇投料量为
111.607/
2.9601X32=
1206.528kg/h水投料量为义
1206.528/32L5X18=
1018.008kg/h⑶原料储液槽V0101进甲醇水
1206.528kg/h,
1018.008kg/ho出甲醇水
1206.528kg/h,
1018.008kg/h换热器汽化塔、过热器4E0101,T0101E0103没有物流改变转化器5R0101进:甲醇水总计出:生成
21206.528kg/h,
1018.008kg/h,
2224.536kg/h CO
1206.528/32X
0.9801X44=
1625.962kg/h2=2H
1206.528/32x
2.9601x
223.215kg/hCO
1206.528/32x
0.0099x28=
10.45Ikg/h剩下甲醇义
1206.528/
320.01X32=
12.065kg/h乘下水总计U
1018.008-
1206.528/32X
0.9801X18=
352.842kg/h
2224.536kg/h吸收和解析塔6吸收塔总压为其中分压为操作温度为常温此时每吸收液可L5Mpa,CO
20.38Mpa,25℃m3溶解2CO
11.77m
3.解吸塔操作压力为溶解度为
0.lMPa,CO
22.32,则此时吸收塔吸收能力为
11.77-
2.32=
9.45压力下
30.4MPa Pco2=pM/RT=4X44/[
0.082X
273.15+25]=
7.20kg/m体积重量3CO2V co2=
1625.962/
7.20=
225.828m/h据此，所需吸收液量为
3225.828/
9.45=
23.897m/h考虑吸收塔效率和操作弹性需要，取吸收液量为
323.897X3=
71.691m/h系统压力降至时，析出量为2O.IMPa CO
225.828m3/h=
1625.962kg/h系统7PSA略各节点物料量8综合上面工艺物料恒算结果，给出物料步骤图及各节点物料量热量恒算气化塔顶温度确定1要使甲醇完全汽化，则其气相分率肯定是甲醇水且已知操作压力为设温40%,60%mol,
1.5MPa,度为依据汽液平衡关系有T,甲醇
0.4p+
0.6pzl=
1.5MPa初设甲醇水总T=170℃p=
2.19MPa;p=
0.824MPap=
1.3704MPa
1.5MPa再设甲醇水T=175℃p=
2.4MPa;p
0.93MPa总p=
1.51MPa蒸气压和总压基础一致，能够认为操作压力为时，汽化塔塔顶温度为L5MPa175℃转化器2R0101两步反应总反应热为于是在转化器内需要共给热量为
49.66kj/mol,反应二Q
1206.528X
0.99/32X1000X-
49.666=-
1.854X10kJ/h此热量有导热油系统带来，反应温度为能够选择导热油温度为导热油温降280C,360C,设定为从手册中查到导热油物性参数，如肯定压热容和温度关系，可得25℃,Cp360℃=
2.93kJ/kg.K,Cp300℃=
2.81kJ/kg.K取平均值Cp=
2.93kJ/kg.K则导热油用量反应6w=Q/Cp A t
1.854X10/
2.93X55=
11504.8kg/h过热器3E0102甲醇和水饱和正气在过热器中过热到此热量由导热油供给175℃280℃,气体升温所需热量为Q=SCpmAt=
1.90X
1206.528+
4.82X
1018.008X280-175=
755916.2kJ/h导热油于是其温度降为Cp=
2.825kj/kg.K,=22A℃△t=Q/Cpm=
755916.2/
2.93X
11504.8导热油出口温度为295-
10.1=
282.5汽化塔4T0101认为汽化塔仅有潜热改变甲醇水175℃H=
727.2kJ/kg H=2031kJ/kg以导热油计算300℃Cp Cp=
2.76kj/kg.KA t=Q/Cp m=
2944961.4/
2.76X
11504.8=
92.7℃则导热油出口温度t2=
282.5-
92.7=
189.75℃导热油系统温差为基础适宜A T=360-
189.75=
170.25℃换热器5E0101壳程甲醇和水液体混合物由常温升至25℃175℃液体混合物升温所需热量5Q=ZcpmAt=
1206.528x
3.14+
1018.008x
4.30x175-25=
12.25X10kJ/h管程取多种气体比定压热容为Cpco2y
10.47kJ/kg.KHCp2x
14.65kJ/kg.K则管程中反应后其体混合物温度改变为PC H20=
4.19kJ/kg.K5At=Q/Cp xm=
12.25X10/
10.47x
1625.962+
14.65x
223.215+
4.19x
352.842=
56.3℃换热器出口温度280-
56.3=
223.7C冷凝器6E
0103、、冷却
①C02CO H26Ql=ZcpmAt=
10.47xl
625.962+
14.65x
223.215+
4.19X
352.842x
223.7-40=
4.0xl0kJ/h
②压力为时水冷凝热为L5MPa总冷凝热5H=2135kJ/kg,Q2=H Xm=2135X
352.842=
7.53X10kJ/h水显热改变5Q3=Cpm A1=
4.19X
352.8X
223.7-40=
2.72X10kJ/h冷却介质为循环水，才用中温型凉水塔，则温差AT=10C用水量6w=Q/Cp At=
5.025X10/
4.19X10=
119928.4kg/h。
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