甲醇气化能量平衡计算
制氢物料平衡计算
甲醇制氢物料平衡计算甲醇制氢的物料流程如图1－2。
流程包括以下步骤：甲醇与水按配比1：1.5进入原料液储罐，通过计算泵进入换热器（E0101）预热，然后在汽化塔（T0101）汽化，在经过换热器(E0102)过热到反应温度进入转化器(R0101)，转化反应生成H2、CO2的以及未反应的甲醇和水蒸气等首先与原料液换热(E0101)冷却，然后经水冷器(E0103)冷凝分离水和甲醇，这部分水和甲醇可以进入原料液储罐，水冷分离后的气体进入吸收塔，经碳酸丙烯脂吸收分离CO2，吸收饱和的吸收液进入解析塔降压解析后循环使用，最后进入PSA装置进一步脱除分离残余的CO2、CO及其它杂质，得到一定纯度要求的氢气。
图1－2 甲醇制氢的物料流程图及各节点物料量1 物料衡算1、依据甲醇蒸气转化反应方程式:CH3OH→CO↑+2H2↑（1-1）CO+H2O→CO2↑+ H2↑（1-2）CH3OH分解为CO转化率99%,反应温度280℃,反应压力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol).2、投料计算量代入转化率数据,式(1-3)和式(1-4)变为:CH 3OH →0.99CO ↑+1.98H 2↑+0.01 CH 3OHCO+0.99H 2O →0.99CO 2↑+ 1.99H 2+0.01CO合并式(1-5),式(1-6)得到:CH 3OH+0.981 H 2O →0.981 CO 2↑+0.961 H 2↑+0.01 CH 3OH+0.0099 CO ↑ 氢气产量为: 1200m 3/h=53.571 kmol/h甲醇投料量为: 53.571/2.9601ⅹ32=579.126 kg/h水投料量为: 579.126/32ⅹ1.5ⅹ18=488.638 kg/h3、原料液储槽(V0101)进: 甲醇 579.126 kg/h , 水 488.638 kg/h出: 甲醇 579.126 kg/h , 水 488.638 kg/h4、换热器 (E0101),汽化塔(T0101),过热器(E0103)没有物流变化.5、转化器 (R0101)进 : 甲醇 579.126kg/h , 水488.638 kg/h , 总计1067.764 kg/h出 : 生成 CO 2 579.126/32ⅹ0.9801ⅹ44 =780.452 kg/hH 2 579.126/32ⅹ2.9601ⅹ2 =107.142 kg/hCO 579.126/32ⅹ0.0099ⅹ28 =5.017 kg/h剩余甲醇 579.126/32ⅹ0.01ⅹ32 =5.791 kg/h剩余水 488.638-579.126/32ⅹ0.9801ⅹ18=169.362 kg/h总计 1067.764 kg/h6、吸收塔和解析塔吸收塔的总压为1．5MPa,其中CO 2的分压为0.38 MPa ,操作温度为常温(25℃). 此时,每m 3 吸收液可溶解CO 211.77 m 3.此数据可以在一般化工基础数据手册中找到，二氯 化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度数据见表1一l 及表1—2。
各种生产甲醇方法的计算
各种生产甲醇方法的计算近20年来，甲醇生产发展很快，技术不断提高，生产规模逐年扩大，生产工艺逐步成熟，各项技术指标不断完善，近10多年来，世界合成甲醇技术有了很大的发展，其趋势为原料路线多样化、生产规模大型化、合成催化剂高效化、气体净化精细化、过程控制自动化以及联合生产普遍化。
从而使合成技术更加优化。
一、天然气生产甲醇单耗及成本1.1天然气生产甲醇单耗及成本1.2天然气制甲醇成本估算公式天然气制甲醇成本估算公式：甲醇工厂成本 = 天然气单价 * 1000 + 300比如天然气单价 1.00元甲醇工厂成本为1300元另外，还要看是否用天然气自备电厂发电，有自备电厂的，甲醇单耗中，每吨甲醇多消耗天然气300~400方。
天然气便宜的时候，天然气制甲醇厂都有自备电厂，吐哈油田甲醇厂的自备电厂是后面为降低成本扩建的。
以天然气生产甲醇的成本主要取决于天然气的价格（同时也与天然气的成分及采用工艺关）：每立方米天然气在1.0元时甲醇成本在1500元左右。
每立方米天然气在1.2元时甲醇成本在1800元左右。
每立方米天然气在1.5元时甲醇成本在2000元左右。
二、煤生产甲醇单耗及成本2.1煤生产甲醇单耗及成本以煤制甲醇，原料（原料煤、燃料煤）及动力的成本一般占到甲醇总成本的80%以上，其中原料煤约占60%。
先进气化工艺（水煤浆，SHELL尚未有投运的业绩）目前的甲醇生产成本在1600元/吨左右（煤价480元/吨。
以无烟煤的原料生产甲醇（主要是联醇），目前的甲生产成本在2000元/吨以上（煤价700元/吨）。
2.2 20万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标23 投资回收期所得税前年 6.06 含建设期所得税后年 6.25 含建设期24 盈亏平衡点(BEP) % 35.55 备注：年用水量为382万立方米2.3 50万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标2.3.1 德士古煤气化工艺生产50万吨/年甲醇2.3.1.1基本要求(1)原料煤和燃料煤原料煤采用神华煤，燃料煤采用义马煤。
焦炉煤气制甲醇物料平衡计算
焦炉煤气制甲醇物料平衡计算一、焦炉煤气制甲醇物料衡算：已知：按照甲醇产量395t/d ；甲醇驰放气驰放量15000m³/h焦炉煤气PSA提氢改造提供协议气体组分表：按照气体组分表可知：①1m³焦炉煤气中总碳的物质的量：n c3=v/v m=（94.2+14.8+209.4+63.8+41.4）/22.4=18.19 mol②1m³甲醇驰放气中总碳的物质的量：n c2=v/v m=（33.6+53.3+64.4+11.8+17.7）/22.4=8.1 mol③1t甲醇的物质的量：n c3=m/M=1 x 106 /22.4=31250 mol④甲醇驰放气每小时驰放15000m³时，驰放气中总碳的物质的量：n c4=15000 x n c2=15000 x 8.1 =121500 mol⑤理论计算：生产1t甲醇所需焦炉煤气量为：V1= n c3/ n c3=31250/18.19 = 1718 m³⑥理论计算：每小时生产16.46t甲醇所需焦炉煤气量为：V2=V1*16.46 =28277.9m³/h⑦甲醇驰放气每小时驰放15000m³时，所需焦炉煤气的量为：V3=15000 /n c3=15000/18.19 =6679 m³/h由①②③④⑤⑥⑦式可知：每小时生产16.64t甲醇所需要焦炉煤气总量为：V总= V2+ V3 = 28277.9 + 6679 =34957.4 m³/h二、焦炉煤气和甲醇驰放气混合提氢物料计算已知：按照相关技术协议使用甲醇驰放气为原料提氢收率为81%；使用焦炉煤气为原料提氢收率为75%；按照供给总氢气量为18000m³/h：甲醇驰放气量15000 m³/h时：氢气=8520 m³/h ；解吸气量=6480 m³/h；焦炉煤气量21714 m³/h时：氢气=9480 m³/h ；解吸气量=12234 m³/h；。
化工MMA项目 能量衡算一览表
AAA年产8万吨MMA项目能量衡算一览表目录1.概述 (3)2.能量衡算原理 (5)3.能量衡算任务 (5)4.能量衡算表 (6)4.1 异丁烯提纯工段 (7)4.2 MAL合成工段 (10)4.3 MMA合成工段 (14)4.4 MMA提纯工段 (17)1.概述本项目以总厂在AAA化工园区的AAA总厂的C4馏分粗品为原料，经反应精馏异构化、萃取精馏二段提纯得到纯异丁烯馏出液，再与水蒸气、氮气和氧气经一定混合进入列管式固定床反应器反应，经急冷喷淋、脱水和吸收，生成含有甲醇的MAL溶液，再进去MMA反应器（固定床反应器）反应，冷却后经气液分离、相分离、萃取精馏，获得高纯度MMA，设计过程中利用Aspen Plus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算，Aspen plus全模拟流程如图1-1所示。
图 1-1 全流程模拟流程图系统的能量衡算能量守恒为理论基础，研究某一系统内各类型的能量的变化， 即：输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量 对于连续系统，有：in H H W Q out ∑-∑=+注：Q —设备的热负荷； W —输入系统的机械能；out H ∑—离开设备的各物料焓之和；in H ∑—进入设备的各物料焓之和。
本项目的能量衡算以单元设备为对象，计算由机械能转换、化学反应释放能量和单纯的物理变化带来的热量变化。
（1）确定流程中机械所需的功率，为设备设计和选型提供依据。
（2）确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率，确定加热剂和冷剂的用量，为后续换热和公用工程的设计做准备。
（3）确定反应过程中的热交换量，指导反应器的设计和选型。
（4）最终计算出所需的能量和费用，判定工艺过程的经济性。
4.能量衡算表4.1 异丁烯提纯工段4.1.1 混合器M0101表 4-1 混合器(M101)物流焓变计算表4.1.2 换热器(E0101、E0110)4.1.3 塔设备(T0101~ T0104)表 4-11 解吸塔(T0103)物流焓变计算表4.2 MAL合成工段4.2.1混合器（M0201）表 4-15 混合器(M0201)物流焓变计算表。
低温甲醇洗净化天然气过程的气液平衡计算
010012 t2
即 : K = (812380 + 011929 t + 010012 t2) / p (1)
212 实测平衡数据
在文献 [ 2 - 7 ]中都引用了 Щендерей(苏) 和赖
实正弘 ( 日) 测得 的 CO2 平 衡 浓 度 xco2 ( mol %) 与
CO2 气相压力
p 的关系 。根据
第2期
牛刚等 :低温甲醇洗净化天然气过程的气液平衡计算
4 9
装置的设计即是使用该方程进行工艺模拟计算 。对 于低温甲醇洗的汽液平衡 ,气相为天然气组成 ,即
气体溶于甲醇后 CO2 在甲醇中的溶解量减少了 。 从设计角度来看 ,也就更保险 。在没有实测数据值
CH4 、C2 H6 、C3 H8 、N2 、CO2 、H2O 加上甲醇共 7 个组
出吸收塔后还有分子筛进一步吸附脱除 。所以在设
计中以 CO2 为关键组分 。
2 CO2 在甲醇中的平衡数据
甲醇合成的基础知识
甲醇合成的基础知识一、合成甲醇的化学反应：（1）主反应：CO+2H2=CH3OH+102.5kJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q kJ/mol（2）副反应：2 CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 kJ/molCO+3H2=CH4+H2O+115.6 kJ/mol4CO+8H2=C4H9OH +3H2O+49.62 kJ/molCO+H2=CO+H2O－42.9 kJ/molnCO+2nH2=（CH2）n+nH2O+Q kJ/mol二、一氧化碳与氢气合成甲醇反应热的计算：一氧化碳与氢气合成甲醇是一个放热反应，在25℃时，反应热为90.8 kJ/mol。
反应热Q T（kJ/mol）与温度的关系式为：Q T=－74893.6－64.77T+47.78×10－3T2－112.926×10－3T3式中T为绝对温度（K）一氧化碳和氢气合成甲醇是一个气相可逆反应，压力对反应起着重要作用，用气体分压爱表示的平衡常数可用下面公式表示：k p=p CH3OH /p CO·p H22式中k p——甲醇的平衡常数p CH3OH、p CO、p H2——分别表示甲醇、一氧化碳、氢气的平衡分压。
反应温度也是影响平衡的一个重要因素，下面公式用温度来表示合成甲醇的平衡常数：lgKa=3921/T－7.9711lg T+0.002499 T－2.953×10－7T2+10.20式中Ka——用温度表示的平衡常数；T——反应温度，K。
四、温度对甲醇合成反应的影响：甲醇的合成反应是一个可逆放热反应。
从化学平衡考虑，随着温度的提高，甲醇平衡常数数值将为降低。
但从反应速度的观点来看，提高反应温度，反应速度加快。
因而，存在一个最佳温度范围。
对不同的催化剂，使用温度范围是不同的。
C307型合成甲醇催化剂的操作温度：190～300 ℃，而最佳温度：210～260 ℃。
实际生产中，为保证催化剂有较长的使用寿命和尽量减少副反应，应在确保甲醇产量的前提下，根据催化剂的性能，尽可能在较低温度下操作，（在催化剂使用初期，反应温度宜维持较低的数值，随着使用时间增长，逐步提高反应温度）。
各种生产甲醇方法的计算模板
各种生产甲醇方法的计算近20年来，甲醇生产发展很快，技术不断提高，生产规模逐年扩大，生产工艺逐步成熟，各项技术指标不断完善，近10多年来，世界合成甲醇技术有了很大的发展，其趋势为原料路线多样化、生产规模大型化、合成催化剂高效化、气体净化精细化、过程控制自动化以及联合生产普遍化。
从而使合成技术更加优化。
一、天然气生产甲醇单耗及成本1.1天然气生产甲醇单耗及成本表1-1 天然气生产甲醇单耗及成本1.2天然气制甲醇成本估算公式天然气制甲醇成本估算公式：甲醇工厂成本=天然气单价* 1000 + 300比如天然气单价 1.00元甲醇工厂成本为1300元另外，还要看是否用天然气自备电厂发电，有自备电厂的，甲醇单耗中，每吨甲醇多消耗天然气300~400方。
天然气便宜的时候，天然气制甲醇厂都有自备电厂，吐哈油田甲醇厂的自备电厂是后面为降低成本扩建的。
以天然气生产甲醇的成本主要取决于天然气的价格（同时也与天然气的成分及采用工艺关）：每立方米天然气在1.0元时甲醇成本在1500元左右。
每立方米天然气在1.2 元时甲醇成本在1800元左右。
每立方米天然气在1.5元时甲醇成本在2000元左右。
二、煤生产甲醇单耗及成本2.1煤生产甲醇单耗及成本表2-1 煤生产甲醇单耗及成本以煤制甲醇，原料（原料煤、燃料煤）及动力的成本一般占到甲醇总成本的80%以上，其中原料煤约占60%。
先进气化工艺（水煤浆，SHELL尚未有投运的业绩）目前的甲醇生产成本在1600元/吨左右（煤价480元/吨。
以无烟煤的原料生产甲醇（主要是联醇），目前的甲生产成本在2000元/吨以上（煤价700元/ 吨）。
2.220万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标2.3 50万吨/年煤制甲醇综合技术经济指标2.3.1 德士古煤气化工艺生产50万吨/年甲醇2.3.1.1基本要求(1)原料煤和燃料煤原料煤采用神华煤，燃料煤采用义马煤。
⑵装置能力根据2台0 3.2 mm气化炉在压力6.5 MPa下的产气能力，气化装置总有效气(CO+H2)为180000m3/h,由此可确定工厂产品能力为：精甲醇54 X 104t ／a(67.43 t／h)。
甲醇知识
一、合成甲醇的化学反应：主反应：CO+2H2=CH3OH+102.5kJ/molCO2+3H2=CH3OH+H2O+Q kJ/mol副反应：2 CO+4H2=CH3OCH3+H2O+200.2 kJ/molCO+3H2=CH4+H2O+115.6 kJ/mol4CO+8H2=C4H9OH +3H2O+49.62 kJ/molCO+H2=CO+H2O－42.9 kJ/molnCO+2nH2=（CH2）n+nH2O+Q kJ/mol二、一氧化碳与氢气合成甲醇反应热的计算：一氧化碳与氢气合成甲醇是一个放热反应，在25℃时，反应热为90.8 kJ/mol。
反应热QT（kJ/mol）与温度的关系式为：QT=－74893.6－64.77T+47.78×10－3T2－112.926×10－3T3式中T为绝对温度（K）不同温度下甲醇合成反应热见下表反应温度（℃）反应热（kJ/mol）反应温度（℃）反应热（kJ/mol）100200250 93303.297068.897926.52 300350 99370.0102298.8三、合成甲醇的平衡常数：一氧化碳和氢气合成甲醇是一个气相可逆反应，压力对反应起着重要作用，用气体分压表示的平衡常数可用下面公式表示：kp=p CH3OH /p CO· p H22式中kp——甲醇的平衡常数p CH3OH 、p CO、p H2——分别表示甲醇、一氧化碳、氢气的平衡分压。
反应温度也是影响平衡的一个重要因素，下面公式用温度来表示合成甲醇的平衡常数：lgKa=3921/T－7.9711lg T+0.002499 T－2.953×10－7T2+10.20式中Ka——用温度表示的平衡常数；T——反应温度，K。
用公式计算的反应平衡常数见下表反应温度（℃）平衡常数（Ka）反应温度（℃）平衡常数（Ka）100200 667.3012.921.909×10－2 300400 2.42×10－41.079×10－5由表可知，平衡常数随着温度的上升而很快减小。
甲醇变换工段工艺计算
甲醇二期变换计算以1h为计算基准。
煤气进系统压力3.3MPa（表压），温度202℃。
1、1#废热锅炉计算1.1物料恒算1.1.1计算变换系统煤气的组分进系统的水煤气202℃，查表可知此条件下的汽气比为0.9。
进变换系统的湿水煤气的总量：69000m3水煤气中的水含量：V H2O=69000*(0.9/1.9) =32684m3=32684*1000/22.4mol=mol水煤气的干气量：V干=69000*(1/1.9)= 36316m3=36316*1000/22.4/1000kmol=1621.25kmol已知煤气中各组分的含量，计算各组分的摩尔数：CO% = 36316*43%*1000/22.4 = 697137molCO2% = 36316*20%*1000/22.4 = 324250molH2% = 36316*36.29%*1000/22.4 = 588351 molO2% = 36316*0.3%*1000/22.4 = 4863 molH2S% = 36316*0.29%*1000/22.4 = 4701 mol COS% = 36316*0.031%*1000/22.4 =502 mol Ar% = 36316*0.09%*1000/22.4 = 1459 mol表1.1 干基煤气的组分表1.2 湿基煤气的组分1.1.2计算经过废热锅炉后煤气的组分水煤气通过废热锅炉的进口温度202℃，出口温度174℃，则：出废热锅炉的水煤气的温度为174℃，此温度的饱与蒸汽压为900kPa（绝压），出气液分离器之后，干水煤气中与水蒸气含量比值为：0.9/（3.3+0.1-0.9）=0.36水煤气中H2O蒸汽含量为：1621.24* 0.36=607.97kmol液态水含量为：1459.11-607.97=851.14kmol=851.14*18kg=15320.52kg≈15.32t表1.3 经过废热锅炉的湿基煤气组分1.2、热量恒算水煤气放热量的计算水煤气通过废热锅炉的进口温度202℃，出口温度174℃，则：CO放出的热量：Q1=30.5*697.14*（202-174）= 591454KJ CO2放出的热量：Q2=46.8 * 324.25 *（202-174）= 424897KJH2放出的热量：Q3=29.2* 588.35 *（202-174）= 481035KJO2放出的热量：Q4=30.8* 4.86*（202-174）= 4191KJ H2S放出的热量：Q5= 36.5* 4.70*（202-174）= 4803KJ COS放出的热量：Q6= 30.5* 0.50 *（202-174）= 427KJ Ar放出的热量：Q7= 33* 1.46 *（202-174）= 1349KJH2O放出的热量：Q H2O= Ｑ8+Ｑ9+Ｑ10=Ｑ8为H2O蒸气的冷凝热，Ｑ9为H2O蒸气冷却放出的显热，Ｑ10为液态H2O冷却放出的显热。
煤层气制甲醇能耗标准
ICSF01 DB山西省地方标准DB XX/ XXXXX—200X煤层气制甲醇单位产品能源消耗限额点击此处添加标准英文译名点击此处添加与国际标准一致性程度的标识（报批稿）（本稿完成日期：）200X-XX-XX发布200X-XX-XX实施前言本标准第4.1 条和4.2 条为强制性的，其余为推荐性的。
本标准由山西省经济和信息化委员会提出并归口。
本标准主要起草单位：山西省化学工业行业管理办公室、山西焦化集团有限公司本标准起草人：姚卫东李三文张保华乔宏芳杨霞李爱珍张军煤层气制甲醇单位产品能源消耗限额1 范围本标准规定了以煤层气制甲醇单位产品能源消耗（以下简称能耗）限额的要求、统计范围和计算方法、节能管理与措施。
本标准适用于山西省辖区内以煤层气为原料，采用不同工艺技术生产甲醇产品的企业能耗的计算、考核，以及对新建项目的能耗控制。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB 338 工业用甲醇GB/T 3484 企业能量平衡通则GB/T 2589 综合能耗计算通则GB/T 11062 天然气发热量、密度、相对密度和沃泊指标的计算方法GB/T 12497 三相异步电动机经济运行GB/T 13462 电力变压器经济运行GB/T 13466 交流电气传动风机（泵类、压缩机）系统经济运行通则GB 17167 用能单位能源计量器具配备和管理通则DB14/T167 煤层气3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3.1 煤层气界定煤层气指达到山西省地方标准DB14/T167的一类煤层气。
3.2 煤层气制甲醇产量在报告期内，粗甲醇经过精馏工序脱除粗甲醇中水、杂醇、醚等杂质，生产出符合GB 338标准的产品总产量。
3.3 煤层气制甲醇综合能耗包括生产粗甲醇和粗甲醇精馏的能耗。
是在统计报告期内，企业生产甲醇产品所消耗的各种能源总量。
能量平衡计算书
浙江大学怦然心动团队李盛巧、喻虹羽、王挺、王啸、蓝佳龙目录能量平衡计算书.................... - 1 -1.1 总述.............................. - 1 -1.2热量衡算的原理和准则 .............. - 1 -1.3热量衡算任务 ...................... - 2 -1.4热量衡算 .......................... - 3 -1.4.1 三苯分离工段热量衡算......... - 3 -1.4.2甲苯歧化及烷基转移工段热量衡算- 5 -1.4.3甲苯甲醇烷基化工段热量衡算... - 12 -1.4.4异构化工段热量衡算........... - 19 -1.5总结 ............................. - 26 -能量平衡计算书1.1 总述拟建一套年产值55万吨的对二甲苯装置，在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。
其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，对于新设计的车间，可以由此确定设备的热负荷。
再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。
总之，通过下述能量衡算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。
1.2热量衡算的原理和准则工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求，遵循基本规范与实际工艺相结合的原则，进行热量衡算书的编制。
其中一个主要依据是能量平衡方程：∑∑∑+=loutinQ QQ其中，∑inQ ——表示输入设备热量的总和； ∑outQ——表示输出设备热量的总和；∑lQ ——表示损失热量的总和。
对于连续系统：Q + W = ∑Hout - ∑Hin其中，Q——设备的热负荷。
W——输入系统的机械能。
∑Hout——离开设备的各物料焓之和。
∑Hin——进入设备的各物料焓之和。
浅析天然气制甲醇装置能耗分析与节能途径
浅析天然气制甲醇装置能耗分析与节能途径天然气制甲醇是一种重要的化工生产过程，而能耗分析与节能途径则是在这一过程中必不可少的一环。
本文将从能耗分析与节能途径两个方面对天然气制甲醇装置进行浅析，以期为相关领域的研究和实践提供一些参考。
一、能耗分析1.1 能耗分析的意义能耗分析是指对甲醇装置生产过程中的能源消耗情况进行系统、全面地分析和研究。
通过能耗分析，可以深入了解甲醇装置生产过程中的能源消耗情况，找出能源消耗的主要原因和分布规律，为制定节能措施提供科学依据。
能耗分析的方法主要包括能源流程分析、能源平衡分析和能源利用效率分析。
能源流程分析主要是对能源在整个生产过程中的流动情况进行跟踪和分析，找出能源消耗的主要环节；能源平衡分析主要是通过物料平衡和能量平衡的方法，计算各个环节的能源耗费情况，找出能源消耗的主要因素；能源利用效率分析主要是通过对能源利用情况的评价和分析，找出能源利用中存在的问题和不足。
二、节能途径2.1 设备更新设备更新是节能的重要途径之一。
对于老化的设备，通过设备更新可以降低能源消耗，提高生产效率，减少对环境的影响。
在天然气制甲醇装置中，通过更新蒸汽锅炉、换热器等设备，可以提高设备的能效，减少能源消耗。
2.2 工艺优化2.3 节能技术应用节能技术的应用是节能的有效途径之一。
对于天然气制甲醇装置，可以通过采用新型的节能设备、节能工艺和节能技术，来降低能源消耗，提高生产效率。
比如采用高效换热器、蒸汽再生器等设备，采用低温脱硫、高效分离等工艺，采用能源回收、余热利用等技术。
管理优化是节能的重要途径之一。
通过对生产过程进行管理优化，可以降低能源消耗，提高生产效率。
比如加强能源管理，优化能源结构，提高能源利用效率，降低能源浪费。
三、结语通过能耗分析与节能途径的浅析，可以清晰地了解到天然气制甲醇装置的能源消耗情况和节能的途径。
在当前能源紧张的形势下，加强能源管理，提高能源利用效率，是制定节能措施的重要方向。
甲醇汽化热表
甲醇汽化热表
甲醇汽化热是指甲醇在温度和压力变化时所释放的热量。
甲醇汽化热是一种重要的物理参数，它可以用来衡量物质的汽化能力。
甲醇汽化热的大小取决于温度和压力，因此，甲醇汽化热表是一种用来表示甲醇汽化热随温度和压力变化的表格。
甲醇汽化热表是一种重要的工具，它可以用来计算甲醇在不同温度和压力下的汽化热量。
它可以帮助我们了解甲醇在不同温度和压力下的汽化能力，从而更好地控制甲醇的汽化过程。
甲醇汽化热表也可以用来计算甲醇的汽化温度。
甲醇汽化温度是指甲醇在某一压力下汽化所需要的温度。
甲醇汽化热表可以帮助我们计算出甲醇在不同压力下的汽化温度，从而更好地控制甲醇的汽化过程。
甲醇汽化热表也可以用来计算甲醇的汽化压力。
甲醇汽化压力是指甲醇在某一温度下汽化所需要的压力。
甲醇汽化热表可以帮助我们计算出甲醇在不同温度下的汽化压力，从而更好地控制甲醇的汽化过程。
总之，甲醇汽化热表是一种重要的工具，它可以帮助我们更好地控制甲醇的汽化过程。
它可以用来计算甲醇的汽化热量、汽化温度和汽化压力，从而更好地控制甲醇的汽化过程。
化工物料能量平衡计算公式
化工物料能量平衡计算公式在化工生产过程中，能量平衡是一个非常重要的概念。
能量平衡是指在一个系统中能量的输入和输出之间的平衡关系。
在化工生产中，能量平衡的计算对于确定生产过程中的能量流动和能量利用效率非常重要。
本文将介绍化工物料能量平衡的计算公式，并通过一个实际案例来说明其应用。
化工物料能量平衡计算公式可以表示为：ΣEin ΣEout = ΔEsystem。
其中，ΣEin表示系统中的能量输入总和，ΣEout表示系统中的能量输出总和，ΔEsystem表示系统内能量的变化。
这个公式表明了在一个系统中，能量的输入和输出之间必须保持平衡，否则系统的能量状态将发生变化。
在化工生产中，能量的输入通常来自于原料的燃烧、电能的输入、化学反应释放的热能等。
而能量的输出则包括产品的产出、废热的排放等。
通过对这些能量的输入和输出进行计算，可以得到系统内能量的平衡状态，从而确定生产过程中的能量利用效率。
下面我们通过一个实际案例来说明化工物料能量平衡的计算方法。
假设在一个化工生产过程中，原料A和原料B通过化学反应生成产品C，同时释放出热量。
我们需要计算这个生产过程中的能量平衡状态。
首先，我们需要确定系统中的能量输入和输出。
原料A和原料B的化学反应释放的热量是能量的输入，而产品C的产出和废热的排放是能量的输出。
我们可以通过化学反应的热值和产物的产量来计算能量的输入和输出。
其次，我们需要计算系统内能量的变化。
这可以通过测量系统的温度变化来得到。
如果系统内能量发生了变化，那么就意味着系统的能量平衡状态发生了变化，我们需要对生产过程进行调整，以确保能量平衡。
最后，我们可以将能量输入和输出以及系统内能量的变化代入能量平衡计算公式中，来确定系统的能量平衡状态。
如果ΣEin ΣEout = ΔEsystem，那么系统就是能量平衡的；如果ΣEin ΣEout ≠ΔEsystem，那么系统就是能量不平衡的，我们需要对生产过程进行调整。
通过这个案例，我们可以看到化工物料能量平衡计算公式的应用。
甲醇气化能量平衡计算
甲醇气化水平衡计算：计算依据：1.物料守恒和能量守恒定律： 物料守恒：m a +m b =m c +m d能量守恒：m a H a +m b H b =m c H c +m d H d 其中，Ha 即焓值，可根据温度查表得到。
a,b 为进入系统的物质，c,d 为从系统出去的物质。
2.Q=cm △t其中Q ：热量， c ：液体的比热，m ：质量，△t ：温差 3.与空气进行热交换过程中蒸汽冷凝液的计算Q *PP -P Q 21冷凝液其中Q 冷凝液：冷凝液的质量流量，P1：饱和蒸汽最初的饱和蒸汽压， P2：饱和蒸汽最终的饱和蒸汽压， P ：出气系统压力， Q ：饱和蒸汽最初的流量1.高压闪蒸系统备注：①24小时平均值②现场实测值③按水的密度计算④通过温度查表计算得到⑤根据流量乘以体积算得到根据物料守恒和能量守恒定律可得m a+m b=m c+m d即65.4+39.6= m c+m d ①m a H a+m b H b=m c H c+m d H d即65.4*867.02+39.6*815.15=m c*661.68+m d*667.75 ②由①和②可得：m c=9 t/hm d2.高压闪蒸分离罐系统（产蒸汽去精馏段）备注：①③24小时平均值②根据温度查表得到④根据高压闪蒸罐计算得到h t /1.679*0.70.439-0.569Q *PP -PQ 21===冷凝液则Q 蒸汽=9-1.67=7.33t/h备注：①24小时平均值②⑤现场实测值③通过温度查表计算得到 ④通过高闪罐系统计算得到⑤通过蒸汽冷凝液的计算方法计算得到根据能量守恒定律可得m a *H a =m b *H b +m c *H c +Q d 即9*2759=7.33*2746.8+1.67*619.27+Q d Q d =3662775.1KJ3.备注：①24小时平均值②现场实测值③通过温度查表计算得到④通过高压闪蒸系统计算得到⑤通过高压闪蒸分离罐系统得到根据物料守恒和能量守恒定律可得m a+m b=m c+m d即96+1.67= m c+m d ①m a H a+m b H b=m c H c+m d H d即96*667.91+1.67*619.27=m c*290.03+m d*2624.3 ②由①和②可得：m c= 81.89 t/hm d= 15.78 t/h4.1）从真闪出气口到真闪冷凝器进气口的之间管道中会有一部分蒸汽冷凝，未冷凝的蒸汽备注：①③24小时平均值②根据温度查表得到④根据高压闪蒸罐计算得到h t/3.2615.78*0.030.025-0.0312Q *PP -P Q 21===冷凝液则Q 蒸汽=15.78-3.26=12.52t/h2备注：①24小时的平均值 ②现场实测值③通过温度查表计算得到④通过蒸汽冷凝液的计算方法计算得到根据质量守恒和能量守恒定律可得m a=m b 即m b=12.52①m a H a= m b H b + Q d 即2615.5*12.52=272.14*m b+Q d②通过①和②可得m b=12.52 t/hQ d=29336055.17KJ根据Q= cm△T其中c为循环水的比热，即4.2*103焦/千克·摄氏度,△T为循环水的温差，理论状态下循环水温差为10度。
【最新版】年产15万吨甲醇合成工艺设计毕业论文
年产15万吨甲醇合成工艺设计The Design of Methanol Synthesis Process of 150kt/a目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第一章概述 (2)1.1甲醇的设计背景 (2)1.1.1甲醇的性质 (2)1.1.2甲醇的用途 (2)1.2 甲醇生产的发展 (3)1.2.1甲醇工业的发展 (4)1.2.2甲醇生产相关技术的发展 (4)1.3 甲醇合成工艺原理 (5)1.4甲醇的合成方法 (5)1.4.1.常用的合成方法 (5)1.4.2 合成方法的选择 (5)第二章工艺流程设计 (6)2.1 合成工艺流程介绍 (6)2.2工艺条件的选择 (7)第三章合成工艺设计计算 (9)3.1物料衡算 (10)3.1.1合成塔物料衡算 (10)3.1.2分离器物料衡算 (13)3.2 甲醇生产的能量平衡计算 (14)3.2.1合成塔热量衡算 (14)3.2.2水冷器热量衡算 (17)第四章设备计算及选型 (19)4.1 甲醇合成塔设备工艺计算 (19)4.1.1确定流体流量 (19)4.2 传热面积的确定 (20)4.3催化剂用量的确定 (20)4.4设备参数计算 (20)4.4.1传热管数的确定 (20)4.4.2合成塔壳体直径的确定 (20)4.4.3 合成塔壳体厚度的确定 (20)4.4.4合成塔封头的确定 (21)4.4.5管子拉脱力的计算 (21)4.5折流板的确定 (22)4.6塔体工艺设计参数验算 (22)4.6.1热流量核算 (22)4.6.2传热面积核算 (23)结论 (24)致谢 ........................................................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 (24)附录 (33)附录A工艺流程图 (33)附录B 设备图 (33).年产15万吨甲醇合成工艺的设计摘要:甲醇（Methanol）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇，化学式为CHO。
甲醇平衡表
甲醇平衡表
甲醇（甲基醇）是一种无色、有毒、有酒精味的液体，化学式为CH3OH。
甲醇在化工、能源和其他领域有广泛的用途。
甲醇的生产和使用涉及到许多过程和平衡。
以下是涉及甲醇生产的典型平衡表的一些方面：
1.甲醇的生产反应：
•甲醇通常是通过一系列化学反应制备的。
其中一种主要的制备方法是合成气法，即氢气和一氧化碳在催化剂的存在
下反应生成甲醇。
•化学反应方程式：CO + 2H2 → CH3OH
2.反应平衡：
•在实际生产中，反应通常不是完全进行的，因此需要考虑反应平衡。
平衡常数（Kc）是一个衡量反应达到平衡状态
的指标。
3.原料和产物的物质平衡：
•原料通常是一氧化碳和氢气。
需要确保反应中原料的摩尔比符合理论要求。
•产物是甲醇，需要考虑产物的纯度和产量。
4.能量平衡：
•甲醇生产是一个放热反应，因此需要考虑反应过程中产生的热量。
•考虑反应器中的温度和压力，以及需要的加热或冷却。
5.反应器选择和设计：
•根据反应平衡、热力学和经济因素，选择合适的反应器类型和设计参数。
6.废物处理：
•在甲醇生产过程中可能会产生一些废物或副产物，需要考虑如何处理这些废物以符合环保标准。
甲醇生产的平衡表需要考虑多个因素，包括化学反应、能量平衡、原料和产物的物质平衡等。
这些平衡表对于优化生产过程、提高产率和确保产品质量都是关键的工具。
具体的平衡表内容会因生产过程和设备而异。
在实际应用中，化工工程师和生产团队会根据具体情况进行详细的平衡表计算和分析。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
甲醇气化水平衡计算：
计算依据：
1.物料守恒和能量守恒定律： 物料守恒：m a +m b =m c +m d
能量守恒：m a H a +m b H b =m c H c +m d H d 其中，Ha 即焓值，可根据温度查表得到。
a,b 为进入系统的物质，c,d 为从系统出去的物质。
2.Q=cm △t
其中Q ：热量， c ：液体的比热，m ：质量，△t ：温差 3.与空气进行热交换过程中蒸汽冷凝液的计算
Q *P
P -P Q 2
1
冷凝液
其中Q 冷凝液：冷凝液的质量流量，
P1：饱和蒸汽最初的饱和蒸汽压， P2：饱和蒸汽最终的饱和蒸汽压， P ：出气系统压力， Q ：饱和蒸汽最初的流量
1.高压闪蒸系统
备注：①24小时平均值
②现场实测值
③按水的密度计算
④通过温度查表计算得到
⑤根据流量乘以体积算得到
根据物料守恒和能量守恒定律可得
m a+m b=m c+m d即65.4+39.6= m c+m d ①
m a H a+m b H b=m c H c+m d H d
即65.4*867.02+39.6*815.15=m c*661.68+m d*667.75 ②由①和②可得：
m c=9 t/h
m d
2.高压闪蒸分离罐系统（产蒸汽去精馏段）
备注：①③24小时平均值
②根据温度查表得到
④根据高压闪蒸罐计算得到
h t /1.679*0.7
0.439
-0.569Q *P
P -P
Q 2
1==
=
冷凝液
则Q 蒸汽=9-1.67=7.33t/h
备注：①24小时平均值
②⑤现场实测值
③通过温度查表计算得到 ④通过高闪罐系统计算得到
⑤通过蒸汽冷凝液的计算方法计算得到
根据能量守恒定律可得
m a *H a =m b *H b +m c *H c +Q d 即9*2759=7.33*2746.8+1.67*619.27+Q d Q d =3662775.1KJ
3.
备注：①24小时平均值
②现场实测值
③通过温度查表计算得到
④通过高压闪蒸系统计算得到
⑤通过高压闪蒸分离罐系统得到
根据物料守恒和能量守恒定律可得
m a+m b=m c+m d即96+1.67= m c+m d ①
m a H a+m b H b=m c H c+m d H d
即96*667.91+1.67*619.27=m c*290.03+m d*2624.3 ②由①和②可得：
m c= 81.89 t/h
m d= 15.78 t/h
4.
1）从真闪出气口到真闪冷凝器进气口的之间管道中会有一部分蒸汽冷凝，未冷凝的蒸汽
备注：①③24小时平均值
②根据温度查表得到
④根据高压闪蒸罐计算得到
h t
/3.2615.78*0.03
0.025
-0.0312Q *P
P -P Q 2
1==
=
冷凝液
则Q 蒸汽=15.78-3.26=12.52t/h
2备注：①24小时的平均值 ②现场实测值
③通过温度查表计算得到
④通过蒸汽冷凝液的计算方法计算得到
根据质量守恒和能量守恒定律可得
m a=m b 即m b=12.52①
m a H a= m b H b + Q d 即2615.5*12.52=272.14*m b+Q d②
通过①和②可得
m b=12.52 t/h
Q d=29336055.17KJ
根据Q= cm△T
其中c为循环水的比热，即4.2*103焦/千克·摄氏度,△T为循环水的温差，理论状态下循环水温差为10度。
则m=Q/c△T=29336055.17/(4.2*10)=698477.504kg=698t
因此此系统中需要的循环水量为698t/h.
真闪冷凝器的下液的量为管道中冷凝液的量与真闪冷凝器中因循环水冷却的冷凝液的量
5.
备注：①24小时平均值
②根据温度查表计算得到
③根据锁斗冲洗水罐的80%计算得到
根据能量守恒定律可得
m a H a=m b H b+Qc 即262.6*25=245.3*25+Qc 即Qc=432500KJ
根据Q= cm△T
其中c为循环水的比热，即4.2*103焦/千克·摄氏度,△T为循环水的温差，理论状态下循环水温差为8度。
则m=Q/c△T=432500/(4.2*8)=12872.02kg≈12.9t
6.
(1)去污水处理厂的废水：1.912t/h（根据真空带式过滤机的冲洗水的管径计算得到）
(2)被过滤的废渣的含水量：
根据实际情况每8小时产生17.4t的废渣，而废渣的含水量为50%，则每8小时产生的废水量为17.4*50%=8.7t，而每小时产生的废水量为8.7/8=1.088t/h
则从沉降槽到真空袋式过滤机的水量为1.912+1.088=3t/h
7.沉降槽系统
备注：①现场实测值
②通过温度查表计算得到
③通过真空闪蒸罐系统计算得到
④通过真闪冷凝器计算得到
根据物料守恒可得
m a +m b =m c +m d 即81.89+15.78=m c +m d ① m a H a +m b H b =m c H c +m d H d
即81.89*290.03+15.78*272.14=2614.05*m c +263.71*m d ② 根据①和②可得： m c=0.97 t/h m d =96.7 t/h
沉降槽下液一部分去真空带式过滤机，一部分去灰水槽，通过对真空带式过滤机的计算，
8.
备注：①24小时平均值
②理论值
③质量流量=体积流量*
密度
煤浆中的水量=质量流量*含水量=34.375*0.4= 13.75t/h 9.气化炉
备注：①通过煤浆计算得到
②现场实测值
根据质量守恒定律可得：
ma+mb=mc+md 即13.75+270=mc+65.4则mc=218.35t/h
10.洗涤塔
1）变换冷凝液
塔盘上加水：20m3/h，塔盘下加水：0m3/h，支撑加水：10m3/h，共计30m3/h，即30t/h。
2）去变换工段合成气含水量
根据设计院的设计气量为10114Nm3/h，汽气比为1.4，则合成气中的水的体积含量为101144*[1.4/(1.4+1)]=59000.6Nm3/h，则含水量为：59000.6/22.4*18=47411.25kg≈47.41t 3）洗涤塔系统水平衡计算
备注：①通过气化炉计算得到
②根据实际情况计算得到
③⑤现场实测值
④根据化工设计院的数据计算得到
根据质量守恒定律可得：
ma+mb+mc=md+me+mf 即218.35+30+mc=270+47.71+39.6 则mc=108.66t/h
11.除氧器系统
d
备注：①根据实际情况计算得到
②根据洗涤塔水平衡计算得到
根据质量守恒定律可得：
ma+mb=mc即
12.灰水槽系统
备注：①通过沉降槽计算得到
②灰水槽的下液包括两部分，一部分去锁斗冲洗水罐，另一部分去除氧器，锁斗冲洗水罐的水量为25t/h ，去除氧器的水量为107.66 t/h ，则灰水槽下液的总水量为132.66t/h 。
根据物料守恒可得
m a +m b =m c ，即93.7+m b =132.66,则m b =38.96t/h
由于在灰水槽中会有一部分脱盐水作为仪器冲洗水，其含量为
13.3t/h ，因此灰水槽中加
13
m a H a=m b H b+Qc 即123.09*38.74=108.02*38.74+Qc
则Qc=583811.8KJ
根据Q= cm△T
其中c为循环水的比热，即4.2*103焦/千克·摄氏度，△T为循环水的温差，理论状态下循环水温差为8度。
则m=Q/c△T=583811.8/(4.2*8)=17375.35kg≈17.4t
因此此系统中需要的循环水量为17.4t/h。