甲醇制氢汽化塔设计

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甲醇制氢设计工艺

前言氢气是一种重要的工业产品,它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门,由于使用要求的不同,这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求,特别是改革开放以来,随着工业化的进程,大量高精产品的投产,对高纯度的需求量正逐步加大,等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求,同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。

依据原料及工艺路线的不同,目前氢气主要由以下几种方法获得:①电解水法;②氯碱工业中电解食盐水副产氢气;③烃类水蒸气转化法;④烃类部分氧化法;⑤煤气化和煤水蒸气转化法;⑥氨或甲醇催化裂解法;⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢;等等。

其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法,但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合,工艺路线复杂,流程长,投资大。

随着精细化工的行业的发展,当其氢气用量在200~3000m3/h时,甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标,受到许多国家的重视。

甲醇蒸气转化制氢具有以下特点:(1与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比,投资省,能耗低。

(2与电解水制氢相比,单位氢气成本较低。

(3所用原料甲醇易得,运输、贮存方便。

(4可以做成组装式或可移动式的装置,操作方便,搬运灵活。

对于中小规模的用氢场合,在没有工业含氢尾气的情况下,甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。

本设计采用甲醇裂解+吸收法脱二氧化碳+变压吸附工艺,增加吸收法的目的是为了提高氢气的回收率,同时在需要二氧化碳时,也可以方便的得到高纯度的二氧化碳。

目录1.设计任务书 (32.甲醇制氢工艺设计 (42.1 甲醇制氢工艺流程 (42.2 物料衡算 (42.3 热量衡算 (63.反应器设计 (93.1 工艺计算 (93.2 结构设计 (134.管道设计………………………………………....…5.自控设计………………………………………....…6.技术经济评价、环境评价………………………7.结束语………………………………………....……8.致谢………………………………………....………9.参考文献………………………………………....…附录:1.反应器装配图,零件图2.管道平面布置图3.设备平面布置图4.管道仪表流程图5.管道空视图6.单参数控制方案图1、设计任务书2、甲醇制氢工艺设计2.1 甲醇制氢工艺流程甲醇制氢的物料流程如图1-2。

甲醇制氢工艺技术流程图

甲醇
催化氧化反应器（为导热油提供热量，惰性气体（氮气）保护，反应器温度 450℃
经减压至 0.2MP-0.5MP
氢气
甲醇制氢工艺流程图
脱盐水（纯水）
原液储槽混合
甲醇
高温气（CO2、H2）
进行热回收
一级换热器
汽化过热器（甲醇和水的混合蒸汽）
催化转化器 CH3OH+H2O=CO2+3H2 副产物：甲烷和一氧化碳
回收后甲醇和水去到原液储槽，与新的甲醇进行混合配比。
冷凝器:将 CO2、H2 温度降到常温，
并冷凝回收部分甲醇和水
甲醇和水）
催化燃烧后的少部分尾气经换热后排放到大气中。
PSA 变压吸附杂质，提纯氢气。（低温高压吸附，高温、低压下再生；对杂质的吸附能力大于对氢气）
（5 台吸附塔、1 台氢气缓冲罐、1 台解吸气缓冲罐。解吸气（吸附塔再生产生的废气）
解吸气 H2、CO2、CO、H2O

甲醇制氢生产装置设计

机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业课程设计设计题目：生产能力为800N m³/h甲醇制氢生产装置设计设计人：指导教师：班级：组号：第一组设计时间： 2012年12月24日至2013年1月18日前言氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。

依据原料及工艺路线的不同，目前氢气主要由以下几种方法获得：①电解水法；②氯碱工业中电解食盐水副产氢气；③烃类水蒸气转化法；④烃类部分氧化法；⑤煤气化和煤水蒸气转化法；⑥氨或甲醇催化裂解法；⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢；等等。

其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。

随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。

甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：（1）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。

（2）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

（3）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。

（4）可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。

本设计采用甲醇裂解+吸收法脱二氧化碳+变压吸附工艺，增加吸收法的目的是为了提高氢气的回收率，同时在需要二氧化碳时，也可以方便的得到高纯度的二氧化碳。

目录前言 (2)设计任务书 (4)第一章甲醇制氢工艺设计 (5)1.1甲醇制氢工艺流程 (5)1.2物料衡算 (5)1.3热量衡算 (6)第二章反应器设计计算 (9)2.1工艺计算 (9)2.2结构设计 (12)2.3.SW6校核 (16)第三章管道设计 (35)3.1管子选型 (35)3.2阀门选型 (39)3.3管道法兰选型 (40)3.4仪表选型 (41)第四章泵的选型 (44)4.1计量泵的选择 (44)4.2离心泵的选型 (45)第五章反应器控制方案设计 (47)5.1被控参数选择 (47)5.2控制参数选择 (47)5.3过程检测仪表的选用 (48)5.4温度控制系统流程图及其控制系统方框图 (48)5.5调节器参数整定 (49)5.6如何实现控制过程的具体说明 (49)第六章技术经济评价 (49)6.1甲醇制氢装置的投资估算 (49)6.2总成本费用估算与分析 (51)6.3财务评价 (52)参考文献： (54)设计任务书一、题目：生产能力为800N m³/h甲醇制氢生产装置。

1800Nm3-h甲醇制氢装置设计依据

1800Nm3/h甲醇制氢装置设计依据甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术１前言氢气在工业上有着广泛的用途。

近年来，由于精细化工、蒽醌法制双氧水、粉末冶金、油脂加氢、林业品和农业品加氢、生物工程、石油炼制加氢及氢燃料清洁汽车等的迅速发展，对纯氢需求量急速增加。

对没有方便氢源的地区，如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资，“相当于半个合成氨”，只适用于大规模用户。

对中小用户电解水可方便制得氢气，但能耗很大，每立方米氢气耗电达～6度，且氢纯度不理想，杂质多，同时规模也受到限制，因此近年来许多原用电解水制氢的厂家纷纷进行技术改造，改用甲醇蒸汽转化制氢新的工艺路线。

西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。

第一套600Nm3/h制氢装置于1993年在广州金珠江化学有限公司首先投产开车，在得到纯度%氢气同时还得到食品级二氧化碳，该技术属国内首创，取得良好的经济效益。

此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖94年获广东省科技进步二等奖。

２工艺原理及其特点本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气，其原理如下：主反应：CH3OH＝CO＋2H2+ KJ/molCO＋H2O＝CO2＋H2KJ/mol总反应：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2+ KJ/mol副反应：2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O KJ/molCO＋3H2＝CH4＋H2O -+mol上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为H2 73～74％CO2 23～％CO ～％CH3OH 300ppmH2O 饱和该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢。

广州金珠江化学有限公司600Nm3/h制氢装置自93年7月投产后，因后续用户双氧水的扩产，于97年4月扩产1000Nm3/h 制氢装置投产，后又扩产至1800Nm3/h，于2000年3月投产。

甲醇制氢生产装置汽化塔设计方案 (一)

甲醇制氢生产装置汽化塔设计方案 (一)甲醇制氢生产装置的汽化塔是关键设备之一，它能够将甲醇和水加热并蒸发，产生的气体通过催化剂反应生成氢气和二氧化碳。

因此，汽化塔的设计方案应该十分严谨和科学，能够确保装置的性能和安全。

一、设计方案要遵照工艺流程，确定出压力、温度等工艺参数。

汽化塔的设计方案应该遵守甲醇制氢生产的工艺流程，根据不同甲醇配比、不同反应器产气量等参数，确定出汽化塔的操作压力、操作温度、气体流量等关键工艺参数，以确保产气量和气质的稳定性和符合要求。

二、汽化塔的尺寸应满足生产要求，同时考虑安全使用。

汽化塔的尺寸应根据生产要求和工艺参数，经过精心的计算和测试，确定出最合适的尺寸。

在设计方案中要考虑到塔高、内径、储气量等参数，同时保证塔的强度和稳定性，在设计方案中要进行多次模拟和实际测试，确保汽化塔的尺寸和结构可以承受正常运气和意外情况的影响，避免出现安全隐患。

三、汽化塔的催化剂材料和分布应优化设计。

汽化塔内的催化剂是制氢反应不可或缺的重要部件，催化剂的优化设计可以增强制氢反应的速度和效率，提高碳氢化合物的转化率和产气质量。

在设计方案中需要考虑到催化剂选择、催化剂料层分布、催化剂生命周期等参数因素，以确保催化剂在汽化塔内的最优工作状态。

四、汽化塔的散热和防腐设计应符合国家标准。

汽化塔的设计方案中还应该包括散热和防腐处理方案，散热方案包括集气系统、冷却系统等部分的设计，以确保塔内气体在反应过程中不过热，保证反应性能和安全性。

防腐设计则涉及内部材料和涂层的选择，以应对化学物质的腐蚀和氧化等现象，达到降低设备损耗和提高设备寿命的目的。

总之，在设计甲醇制氢生产装置汽化塔的方案时，应尽可能考虑到所有可能影响装置性能和安全的因素，设计出最合理有效的方案，以确保设计方案实际被成功实施。

甲醇制氢生产装置设计

生产能力为2800 m3/h 甲醇制氢生产装置设计、八氢气是一种重要的工业用品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量也有着不同的要求。

近年来随着中国改革开放的进程，随着大量高精产品的投产，对高纯氢气的需求量正在逐渐扩大。

烃类水蒸气转化制氢气是目前世界上应用最普遍的制氢方法，是由巴登苯胺公司发明并加以利用，英国ICI 公司首先实现工业化。

这种制氢方法工作压力为2.0-4.0MPa, 原料适用范围为天然气至干点小于215.6 C的石脑油。

近年来，由于转化制氢炉型的不断改进。

转化气提纯工艺的不断更新，烃类水蒸气转化制氢工艺成为目前生产氢气最经济可靠的途径。

甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。

它具有以下的特点：1 、与大规模天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢比较，投资省，能耗低。

2、与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

3、所用原料甲醇易得，运输储存方便。

而且由于所用的原料甲醇纯度高，不需要在净化处理，反应条件温和，流程简单，故易于操作。

4、可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

目录前言--------------------------------- 2目录--------------------------------- 3摘要--------------------------------- 3设计任务书----------------------------- 4第一章工艺设计--------------------------- 51.1.甲醇制氢物料衡算--------------------------------1.2.热量恒算------------------------------------第二章设备设计计算和选型：塔、换热设备、反应器--------- 82.1.解析塔的选择---------------------------------2.2.换热设备的计算与选型-----------------------------2.3.反应器的设计与选型------------------------------第三章机器选型--------------------------- 133.1.计量泵的选择--------------------------------- 153.2.离心泵的选型第四章设备布置图设计------------------------ 154.1.管子选型------------------------------------ 174.2.主要管道工艺参数汇总一览表-------------------------- 84.3.各部件的选择及管道图-----------------------------第五章管道布置设计------------------------- 165.1.选择一个单参数自动控制方案-------------------------- 215.2.换热器温度控制系统及方块图课设总结------------------------------- 28摘要本次课程设计是设计生产能力为2800m3/h 甲醇制氢生产装置。

1800Nm3-h甲醇制氢装置设计依据

1800Nm3/h甲醇制氢装置设计依据甲醇蒸汽转化制氢和二氧化碳技术１前言氢气在工业上有着广泛的用途。

对没有方便氢源的地区，如果采用传统的以石油类、天然气或煤为原料造气来分离制氢需庞大投资，“相当于半个合成氨”，只适用于大规模用户。

西南化工研究设计院研究开发的甲醇蒸汽转化配变压吸附分离制氢技术为中小用户提供了一条经济实用的新工艺路线。

第一套600Nm3/h制氢装置于1993年在广州金珠江化学有限公司首先投产开车，在得到纯度99.99%氢气同时还得到食品级二氧化碳，该技术属国内首创，取得良好的经济效益。

此项目于93年获得化工部优秀设计二等奖94年获广东省科技进步二等奖。

２工艺原理及其特点本工艺以来源方便的甲醇和脱盐水为原料，在220～280℃下，专用催化剂上催化转化为组成为主要含氢和二氧化碳转化气，其原理如下：主反应：CH3OH＝CO＋2H2+90.7 KJ/molCO＋H2O＝CO2＋H2-41.2 KJ/mol总反应：CH3OH＋H2O＝CO2＋3H2+49.5 KJ/mol副反应：2CH3OH＝CH3OCH3＋H2O -24.9 KJ/molCO＋3H2＝CH4＋H2O -+206.3KJ/mol上述反应生成的转化气经冷却、冷凝后其组成为H2 73～74％CO2 23～24.5％CO ～1.0％CH3OH 300ppmH2O 饱和该转化气很容易用变压吸附等技术分离提取纯氢。

甲醇制氢汽化塔设计

甲醇制氢生产装置计算书姓名：丁仕勇单位：机械学院控制0704氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。

其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。

随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。

甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：（1）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。

（2）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

（3）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。

（4）可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。

1. 前言2. 设计任务书3. 甲醇制氢工艺设计3.1 甲醇制氢工艺流程3.2 物料衡算3.3 热量衡算4. 汽化塔设计4.1 工艺计算4.1.1 填料段工艺计算4.2 结构设计1．管道设计2．自控设计3．技术经济评价、环境评价4．结束语5．致谢6．参考文献附录：1.汽化塔装配图2.管道平面布置图3.管道空视图3甲醇制氢工艺设计3.1 甲醇制氢工艺流程甲醇制氢的物料流程如图1－2。

10万吨年甲醇裂解-变压吸附制氢

10万吨年甲醇裂解－变压吸附制氢课程设计设计题目: 10万吨/年甲醇裂解,变压吸附制氢一、设计要求:1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关技术资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。

(字数不小于8000字)2、设计说明书内容:封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述、参考资料等。

3、图纸要求:工艺流程图1张(图幅2号);设备平面或立面布置图1张(图幅3号))。

二、进度安排:教学内容学时地点备注查资料、说明书提纲、流程论证、工艺流程图第一周设计室设备布置图、说明书整理、答辩。

第二周设计室三、指定参考文献与资料《过程装备成套技术设计指南》(兼用本课程设计指导书)、《过程装备成套技术》、《化工单元过程及设备课程设计》摘要目前国内加氢所需的氢气大多数采用传统的电解水制氢工艺,该工艺设备投资相对较小,工艺流程短,操作容易,没有环境污染问题,是许多中小型厂建厂初期乐于选用的制氢方案。

但是,电解水制氢的致命不足是耗电大所带来的操作费用太高,尤其是随着电力价格的不断上涨,使得制氢工艺生产成本越来越高。

为降低生产成本,使企业在激烈的市场竞争中发挥优势,寻找一种新的制氢工艺已经还有煤造气和甲醇裂解制取氢气。

煤是各厂势在必行之路。

除电解水制氢以外,造气提取纯氢技术,虽然投资比甲醇裂解制氢技术省,但占地面积大,更重要的是煤气制氢技术环境污染大,三废难以解决,随着世人对环境保护日趋重视,煤造气制氢技术逐渐被淘汰。

甲醇裂解-变压吸附制氢技术,是近几年被逐渐推广的新技术,其工艺简单,技术成熟,投资省,建设期短,无环境污染,且具有所需原料甲醇价格日渐下降,制氢成本低等优势被广大制氢厂家所看好,成为制氢工艺技改的首选方案。

关键字:甲醇裂解，变压吸附制氢目录1 前言 (I)第1章甲醇裂解-变压吸附制氢技术工艺流程论证.................. 5 1概述 (6)1.2 甲醇裂解制氢化学反应原理及工艺过程 (6)11.2. 1 甲醇、水蒸气混合物在转化器的裂解和转化反应.................61.2. 2 甲醇裂解制氢工艺流程简图 (6)1.2. 3 工艺过程简述 (6)1.3 甲醇裂解制氢在生产中应用情况 (7)1.3. 1 甲醇裂解制氢气产品质量 (7)1.3. 2 经济指标 (7)1.4 甲醇裂解制氢安全性能与环保性能 (8)1.4. 1 安全性 (8)1.4. 2 甲醇裂解制氢的环保性 (8)1.5 总结................................................ 8 第二章物料衡算与能量衡算. (8)2.1 物料衡算概念 (8)2.2 甲醇制氢物料衡算 (9)2.3 热量衡算.............................................. 10 第三章典型机器设备选型与论证. (13)3.1 设备选型的基本要求 (13)3.1.1 技术经济指标 (14)3.1.2 设备结构要求......................................... . 143.2 定型设备的选择 (14)3.2.1 泵的选择 (14)3.2.2 换热器的选择 (15)3.2.3 汽化器的选型....................................... 16 第四章总结 (17)第五章参考文献 (17)前言(1) 甲醇裂解-变压吸附制氢技术工艺原理1甲醇裂解原理 ?甲醇与水蒸气在一定的温度、压力条件下,通过催化剂作用,同时发生催化裂解反应以及一氧化碳变换反应,最终生成氢、二氧化碳及少量的一氧化碳,同时由2于副反应的作用将生成少量的甲烷、二甲醚等副产物。

甲醇合成塔的设计(最新整理)

规格（mm） δ=46(包括冲压减薄量)
δ=42 δ=60+5
φ38X2 δ=90+7
1
补强管锻件法兰锻件
20MnMoⅢ 20MnMoⅢ
4.3 筒体与管板的焊接结构的设计根据甲醇合成塔工作程序，在操作反应前
先要将催化剂颗粒装填在每根换热管内，催化剂需要定期更换，从操作工艺条件上讲管，箱筒体与管板之间采用法兰连接比较合理，但是由于其直径较大，如果采用法兰连接将存在以下不利因素：1）大直径法兰的密封性较难保证，若操作失误易造成严重泄漏且，大直径法兰的成本造价2；高）大直径法兰的密封垫片加工困难。为了防止设备工作过程中的密封泄漏，减少法兰力矩对管板的影响，降低制造成本，采用不兼做法兰的管板结构最为合理。 4.4 在设计时将管箱封头处开设人孔并适当增大管箱空间结构形式, 为了方便安装维修人员进入合成塔内进行催化剂的装填和对合成塔的检查与维修，同时也节省了设备制造费用。 4.5 为使壳程进入时均匀且稳定地分布，脱盐水入口采用了环形管路和圆扁管入口设计；同时，在反应管的指定位置上设置安装了防膜弹性挡圈以破坏沸腾液膜，提高传热膜系数以利于传热。 4.6 反应管与管板的连接结构设计
高不会很高。
6.结束语甲醇合成塔自设备投产后，运行情况一直良好，说明其选材、设计强度和结构完
全满足产品的工艺要求和生产能力，为同类产品设计提供了参考经验。
参考文献
1 GB150-1998 《钢制压力容器》国家技术监督局 1998-03-20 发布 2 GB151-1999 《管壳式换热器》国家技术监督局中国标准出版社
头合成气入口处设置气体分布器，在管板的上部装填一层 200mm 高的绝热层催化剂，绝热层催化剂上部填装耐火球φ8mm。下管板下面装填耐火球φ25mm。

生产能力为每小时3100立方甲醇制氢生产装置设计

南京工业大学Array机械学院2.过程装备与控制工程专业综合课程设计任务书设计题目：生产能力为3100 m³/h 甲醇制氢生产装置设计设计人：班级：控制1105 学号：设计时间： 2014年12月29日—2011年1月24日1.前言氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。

其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。

随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3500m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。

甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：（1）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。

（2）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

（3）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。

（4）可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。

甲醇制氢工艺设计

甲醇制氢工艺设计前言氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。

其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。

随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。

甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：（1）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。

（2）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

（3）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。

（4）可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。

目录1．设计任务书 (3)2．甲醇制氢工艺设计 (4)2.1 甲醇制氢工艺流程 (4)2.2 物料衡算 (4)2.3 热量衡算 (6)3．反应器设计 (9)3.1 工艺计算 (9)3.2 结构设计………………………………………....134．管道设计………………………………………....…5．自控设计………………………………………....…6．技术经济评价、环境评价………………………7．结束语………………………………………....……8．致谢………………………………………....………9．参考文献………………………………………....…附录：1.反应器装配图，零件图2.管道平面布置图3.设备平面布置图4.管道仪表流程图5.管道空视图6.单参数控制方案图1、设计任务书2、甲醇制氢工艺设计2.1 甲醇制氢工艺流程甲醇制氢的物料流程如图1－2。

甲醇制氢装置填料塔的设计

物料衡算1、依据甲醇蒸气转化反应方程式:CH3OH→CO↑+2H2↑(1-3)CO+H2O→CO2↑+ H2(1-4)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:CH3OH→0.99CO↑+1.98H2↑+0.01 CH3OH (1-5)CO+0.99H2O→0.99CO2↑+ 1.99H2+0.01CO (1-6)合并式(1-5),式(1-6)得到:CH3OH+0.981 H2O→0.981 CO2↑+0.961 H2↑+0.01 CH3OH+0.0099 CO↑氢气产量为: 1900m3/h=84.821 kmol/h甲醇投料量为: 84.821/2.9601ⅹ32=916.953 kg/h水投料量为: 916.953/32ⅹ1.5ⅹ18=773.679 kg/h3、原料液储槽(V0101)进: 甲醇 916.953 kg/h , 水 773.679 kg/h出: 甲醇 916.953 kg/h , 水 773.679 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 916.953kg/h , 水 773.679 kg/h , 总计1690.632kg/h出 : 生成CO2916.953/32ⅹ0.9801ⅹ44 =1235.720kg/hH2916.953/32ⅹ2.9601ⅹ2 =169.642 kg/hCO 916.953/32ⅹ0.0099ⅹ28 =7.943 kg/h剩余甲醇 916.953/32ⅹ0.01ⅹ32 =9.170 kg/h剩余水 773.679-916.953/32ⅹ0.9801ⅹ18=268.157 kg/h总计 1690.632 kg/h6、吸收塔和解析塔吸收塔的总压为1．5MPa,其中CO2的分压为0.38 MPa ,操作温度为常温(25℃). 此时,每m3吸收液可溶解CO211.77 m3.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。

甲醇制氢工艺设计

c =4.1868 0.68=2.85kJ/(kg·K), c =2.81kJ/(kg·K)
取平均值 c =2.83kJ/(kg·K)
则导热油用量 w=Q /(c t)=8.90 10 /(2.83 5)=62898 kg/h
3、过热器(E0102)
甲醇和水的饱和蒸气在过热器中175℃过热到280℃,此热量由导热油供给.从手册中可以方便地得到甲醇和水蒸气的部分比定压热容数据,见表1-4.
依据原料及工艺路线的不同，目前氢气主要由以下几种方法获得：①电解水法；②氯碱工业中电解食盐水副产氢气；③烃类水蒸气转化法；④烃类部分氧化法；⑤煤气化和煤水蒸气转化法；⑥氨或甲醇催化裂解法；⑦石油炼制与石油化工过程中的各种副产氢；等等。其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：
则导热油出口温度 t =313.0-8.1=304.9℃
导热油系统温差为 T=320-304.9=15.1℃基本合适.
5、换热器（EO101)
壳程：甲醇和水液体混合物由常温（25 ℃）升至175 ℃，其比热容数据也可以从手册中得到，表1 一5 列出了甲醇和水液体的部分比定压热容数据。
液体混合物升温所需热量
4、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488.638kg/h , 总计1067.764 kg/h
出 : 生成CO 579.126/32ⅹ0.9801ⅹ44 =780.452 kg/h

生产能力为800Nm3h甲醇制氢生产装置设计

生产能力为800Nm3h甲醇制氢生产装置设计机械与动力工程学院过程装备与控制工程专业课程设计设计题目：生产能力为800N m³/h 甲醇制氢生产装置设计设计人：指导教师：班级：组号：第一组设计时间： 2012年12月24日至2013年1月18日前言氢气是一种重要的工业产品，它广泛用于石油、化工、建材、冶金、电子、医药、电力、轻工、气象、交通等工业部门和服务部门，由于使用要求的不同，这些部门对氢气的纯度、对所含杂质的种类和含量都有不相同的要求，特别是改革开放以来，随着工业化的进程，大量高精产品的投产，对高纯度的需求量正逐步加大，等等对制氢工艺和装置的效率、经济性、灵活性、安全都提出了更高的要求，同时也促进了新型工艺、高效率装置的开发和投产。

其中烃类水蒸气转化法是世界上应用最普遍的方法，但该方法适用于化肥及石油化工工业上大规模用氢的场合，工艺路线复杂，流程长，投资大。

随着精细化工的行业的发展，当其氢气用量在200～3000m3/h时，甲醇蒸气转化制氢技术表现出很好的技术经济指标，受到许多国家的重视。

甲醇蒸气转化制氢具有以下特点：（1）与大规模的天然气、轻油蒸气转化制氢或水煤气制氢相比，投资省，能耗低。

（2）与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。

（3）所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。

（4）可以做成组装式或可移动式的装置，操作方便，搬运灵活。

对于中小规模的用氢场合，在没有工业含氢尾气的情况下，甲醇蒸气转化及变压吸附的制氢路线是一较好的选择。

甲醇合成塔设计说明书

甲醇合成塔设计说明书目录第一章：设计方案的确定与说明- 3一、设计方案的确定 (3)二、方案说明 (3)第二章：设计计算与校核 (4)一、工艺计算 (4)二、主要接管尺寸计算 (6)三、合成塔的总体结构 (7)第三章：设计计算结果 (9)第一章：设计方案的确定与说明一、设计方案的确定传统的甲醇合成塔主要有一下几种：①三管并流合成塔②单管并流合成塔③ I.C.I 四段冷激式合成塔④三菱瓦斯的四段冷激式合成塔⑤多段径向甲醇合成塔⑥Lurgi 式甲醇合成⑦轴径向甲醇合成塔三管并流合成塔,内件结构简单、操作稳定，但从气体并流换热的特点出发，能起到冷管作用的仅是外管，而内管只是担负了输送气体的任务。

单管并流合成塔，冷管的输气管和冷管的端部都连接在环管上，而冷管与输气管的气量和传热情况都不相同，前者的温度要高得多，如不考虑膨胀，当受热后，冷管与环管的连接部位会因热应力而断裂，使合成塔操作恶化甚至无法生产。

Lurgi 式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，合成甲醇所产生的反应热由管外的沸腾水带走，管外沸腾水与汽包维持自然循环，汽包是那个装有压力的控制器，以维持恒定的压力，因此管外沸腾水的温度是恒定的，于是管内催化剂的温度也几乎是恒定的，因此当操作条件发生变化时（如循环机故障等），催化剂也没有超温的危险，仍然可以安全运转。

综合以上各甲醇合成塔的优缺点，选择Lurgi 式合成塔作为甲醇合成的设备。

二、方案说明Lurgi 式合成塔，合成塔既是反应器也是废热锅炉，列管中装填C306 型催化剂，合成气在列管中反应，合成甲醇所产生的反应热由管外的215℃，25 bar 的沸腾水带走。

冷却水的流量通过流量调节阀进行调整，以精确控制反应器的温度，使其符合工艺要求。

第二章：设计计算与校核一、工艺计算甲醇合成塔各物流流量和摩尔分率由前期采用Aspen Plus 软件进行的流程模拟计算得到。

1、合成塔主要工艺参数根据Aspen 模拟，进出甲醇合成塔的反应物和所生成物的物流表如下：上述反应所释放的反应热5167773kJ/h。