甲醇制氢2500课程设计.doc
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。
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 (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 (13)4．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。
甲醇制氢制氢生产原理及流程
甲醇制氢制氢生产原理及流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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甲醇裂解法制氢气规程、教材(3)
甲醇裂解制氢装置操作规程................................................................................................... ③甲醇裂解—变压吸附制氢培训教材 (22) (23)甲醇裂解制氢含甲醇蒸汽转化和变压吸附制氢两部分 (33)甲醇裂解装置操作规程 (39)甲醇裂解制取氢气 (56)甲醇裂解制氢装置操作规程目录2.3.原料及转化的规格................................................................................................................... - 3 -3. 工艺.................................................................................................................................................... - 3 -3.1.反应原理................................................................................................................................... - 3 -3.2.工艺过程及化学反应原理....................................................................................................... - 4 -3.3化学反应原理........................................................................................................................... - 5 -3．4.工艺流程叙述........................................................................................................................ - 5 - 4.主要控制指标...................................................................................................................................... - 6 -4.1.原料汽化过热........................................................................................................................... - 6 -4.2.转化反应................................................................................................................................... - 6 -4.3.转化气指标............................................................................................................................... - 7 - 6．操作程序........................................................................................................................................... - 7 -6.1 开车前的准备工作.................................................................................................................. - 7 -6.2 系统置换.................................................................................................................................. - 8 -6.3 汽化过热器开车...................................................................................................................... - 9 -6.4 .转化器开车的条件：.............................................................................................................. - 9 -6.5 正常操作................................................................................................................................ - 10 -6.6 紧急停车操作........................................................................................................................ - 11 -6.7 催化剂的使用和保护............................................................................................................ - 11 - 7．环保和安全要点............................................................................................................................. - 14 - 8．PSA工艺 ........................................................................................................................................ - 14 - 8．1 PSA工作原理和基本工作步骤..................................................................................... - 15 - 8．2．PSA工作过程 .................................................................................................................. - 16 - 9．自动调节系统及工艺过程参数检测.. (20)９．１程序控制自动切换系统（KC-201） (20)9．2．自动调节系统功能说明 (20)9．3 产品气流量计量（FQI-201） (21)9．4．流量控制功能说明 (21)9．5．PLC仪表 (22)9．6．现场工艺参数检测点 (22)10．开车 (23)10．1初次开车前的准备工作 (23)10．2．投料启动 (25)11．停车和停车后再启动 (28)11．1正常停车 (28)11．2紧急停车 (29)11．3临时停车 (29)11．4长期停车 (29)11．5停车后再启动 (30)12．故障与处理方法 (31)13．安全技术 (32)13．1．氢气的性质 (33)13．2．装置的安全设施 (33)13．3．氢气系统运行安全要点 (33)13．4．消防 (34)13.5生产基本注意事项 (35)正文2.3.原料及转化的规格2.3.1原料规格甲醇：符合GB338—2004标准一等品要求。
甲醇裂解制氢工艺流程
甲醇裂解制氢工艺流程
1.原料准备：将纯度高于99%的甲醇作为原料。
由于甲醇的制备工艺
相对成熟，因此原料的准备相对简单。
2.增压处理：为了提高甲醇裂解反应的速率和效果，需要将甲醇经过
增压处理。
这样可以提供足够的反应压力，利于反应的进行。
增压处理常
用的方式是通过高压泵将甲醇送入反应器内。
3.热解反应：将增压处理后的甲醇注入到热解反应器中。
在反应器内，甲醇与催化剂发生作用，产生分解反应。
常见的催化剂包括钯、铑、铂等。
4.加热控制：为了使热解反应能够有效进行，需要对反应器进行加热
处理。
通常采用电加热的方式，提高反应体系的温度，以促进甲醇的分解
反应。
5.分离和收集氢气：在热解反应结束后，需要通过冷凝和分离的方式
将产生的氢气从反应体系中分离出来，并进行收集。
常用的分离方式是通
过冷却后，用水冷凝，将氢气收集进气体收集器中。
6.后处理：收集好的氢气需要进行后处理，以提高纯度和净化程度。
常见的方法是采用吸附剂来吸附气体中的杂质，从而净化氢气。
7.氢气储存：将净化后的氢气储存起来。
常用的方式是将氢气压缩并
从高压容器中储存起来，以便后续使用。
以上就是甲醇裂解制氢工艺的流程，通过以上的步骤可以将甲醇转化
为高纯度的氢气。
甲醇裂解制氢是一种相对成熟的工艺，具有较高的氢气
产率和能源利用率，因此在氢能源领域有一定的应用前景。
但同时也需要
注意处理废气和废水方面的环保问题，以确保工艺的整体可持续性。
甲醇制氢
2.主要原料和公用工程
2.1主要原料
2.1.1.甲醇
甲醇质量应符合GB338--2004优等品要求，其外观无特殊异臭气味、无色透明的液体，无可见杂质。
禁含硫、磷、氯及宜春的有害杂质。
其技术指标条件如下：
项目指标优等品
色度（铂-钴）号等于小于 5
密度（20)g/cm3 0.791--0.792
沸程（0,101325pa,在
64.0-65.5范围内，包括
64.6
0.8
高锰酸钾试验/min 50
水溶性试验通过试验（1+3）
水分含量% 0.10
酸度（以HCOOH计）% 或碱度（以NH3)% 0.0015 0.0002
羧基化合物含量（以
CH2O计）%
0.002
蒸发残渣含量% 0.001
甲醇小号量--116Kg/h，全年以生产8000小时计，共消耗甲醇-928吨/年。
2.1.2脱盐水
质量要求：Cl 1ppm 电导率20s/cmk
90以下稳定，对碳钢、不锈钢无腐蚀
1。
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。
甲醇制氢
汽化过热 转化反应 变压吸附 （PSA-H2）-
产品氢气
脱盐水
循环液 冷却、吸收
解吸气
系统操作参数
• 氢气气量： 500--1000NM3/H（温度：常温， 纯度：99.99％，杂质CO≤10PPm、 CO2≤10PPm） • 操作压力：1.0 MPa • 操作温度：230～300℃
0.2%）系统保压0.4MPa。
紧急停车
• 当装置突然停电、停水、停气或装置突然 出现故障时，则需要紧急停车，步骤如下： 1、关闭产品出口阀，关闭裂解气至PSA切断 阀。PSA停止运行。 2、迅速将转化器切至副线，（只关闭转化器 入口阀以免转化器憋压）。 3、导热油开始降温。此时降温的幅度可加大 至20-30℃/h
催化剂保护
1、在任何情况下，催化剂层温度禁止超过300℃。
2、还原后的催化剂绝对禁止与氧气或空气接触。 3、催化剂使用中应尽量避免中途停车。每停一 次车，尽管采取了钝化或氮气保护操作，还是会影
响催化剂使用寿命。
催化剂保护
• 4、 催化剂的升温和降温都必须缓 慢进行，禁止急速升温和降温。 • 5、 在满足生产能力、产率的前提 下，催化剂应在低温下操作，有利 于延长催化剂使用寿命。
换热器
• 利用废热将原料加热。
• 使裂解气降温。
汽化过热器
• 汽化过热器用于将经过换热后的原料液汽 化并过热至接近于反应温度。 • 加热介质是导热油。
冷凝器
• 用循环冷却水将裂解气进一步降温。
• 冷却后的重整气温度小于40℃。
原料罐和脱盐水罐
• 用于储存原料，其材料选用1Cr18Ni9Ti。 （304不锈钢）。
4、停混合液原料泵。
5、联系各部门查明原因及恢复时间，若短时 间能够恢复不做处理，待正常后系统恢复生 产。若长时间不能恢复，则按系统停车处理。
【毕业论文】甲醇水蒸汽重整制氢微反应器结构设计
摘要燃料电池作为一种零污染、高效率的能源引起了世界各国的广泛关注，现阶段以纯氢为燃料的质子交换膜燃料电池技术已达到一定高度，在移动电源方面有着广阔的应用前景，但燃料电池的氢源问题一直是其发展的主要瓶颈。
甲醇蒸汽制氢已成为国内外普遍采用的主要制氢技术。
本论文分析了几种微反应器的类型和结构，并综合各种微反应器的优点和缺点，介绍了甲醇蒸汽制氢技术的基本原理及工艺，提出了一种新型的丝网填料式甲醇水蒸汽重整制氢微反应器。
对微反应器的主要零部件作了应力计算，强度校核。
并设计反应器外的加热层和电阻丝，对金属丝进行催化剂的涂敷。
最后反应做出实验，得出实验数据，评估实验结果。
关键词：微反应器，甲醇，水蒸气重整，制氢，丝网填料AbstractFuel cells as a kind of naught pollution, high and efficiency energy source have been taken widespread concern in the world. At this stage, the proton exchange membrane fuel cell technology taking the pure hydrogen as the fuel has reached a certain height, which has the broad application prospect in the motion power source aspect. But the source problem of hydrogen fuel cells has been the main bottle-neck of development. Hydrogen production of technology unit by methanol steam reforming conversion has been widely adopted at home and abroad.This paper analyzes the type structure of several micro-reactors and researches the strengths and weaknesses of all kinds of micro-reactors. Its basic principle, process flow and technological design about the equipment are described in this paper. So a new kind of wire or screen filled methanol steam reforming micro-reactor are designed. The next step is to calculate the stress and intensity of the main parts. Heating and the resistance of the reactor are designed and catalyst on the surface of the wire is coated. Finally taking the experiment, researching the experimental data and assessing the experimental results are my last several steps.Keywords: micro-reactor, methanol, steam reforming, hydrogen production, screen filled.目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景及研究意义 (1)1.2 文献综述 (2)1.3 本毕业设计研究的主要内容 (15)第二章装置的工艺流程 (17)2.1 概述 (17)2.2 甲醇重整制氢处理系统原理 (17)2.3 整体工艺流程 (19)2.4 各单元反应器内的工艺过程 (21)2.5 小结 (24)第三章甲醇蒸汽转化制氢催化剂制备 (25)3.1 概述 (25)3.2 催化剂的性能 (25)3.3 催化剂的涂敷 (26)3.4 小结 (28)第四章实验微反应器的设计 (29)4.1 概述 (29)4.2 设计参数 (29)4.3 圆筒的设计 (29)4.5 封头的设计 (31)4.6 加热保温系统的设计 (31)4.7 实验系统 (33)4.8 小结 (35)第五章实验 (36)5.1 概述 (36)5.2 实验药品和仪器 (36)5.3 实验过程和结果 (40)5.4 小结 (41)第六章结论与展望 (42)6.1 结论 (42)6.2 研究展望 (42)参考文献 (44)致谢 (47)声明 (48)第一章 绪论1.1 选题背景及研究意义目前，几乎所有的汽车都以汽油、柴油等为原料，消耗了大量的石油资源，同时汽车尾气造成了大气的严重污染。
甲醇重整制氢提纯_技术_解释说明以及概述
甲醇重整制氢提纯技术解释说明以及概述1. 引言1.1 概述在能源短缺和环境问题日益突出的背景下，寻找清洁高效的能源替代品已成为当今社会的迫切需求。
氢气作为一种理想的清洁能源，具有高效、环保、可再生等特点，在能源领域具有广阔的应用前景。
甲醇重整制氢提纯技术是一种常用且有效的产氢方法，其可以将甲醇与水蒸汽在催化剂的作用下反应生成氢气，并使用一系列的分离与纯化步骤将产出的混合气体中杂质去除，得到高纯度的氢气。
1.2 文章结构本文将围绕甲醇重整制氢提纯技术展开详细介绍和解释。
首先，在第2部分中我们将对甲醇重整制氢提纯技术进行详细解释，包括甲醇重整概述、制氢过程以及氢气提纯方法。
接着，在第3部分中我们将概述该技术，从原理介绍、工艺流程到设备配置和要求进行全面说明。
随后，在第4部分中我们将探讨甲醇重整制氢提纯技术在工业应用场景下的实际运用情况，以及对环境的影响与管理措施。
最后，在第5部分中，我们将对本文进行总结，并展望该技术的未来发展前景。
1.3 目的本文旨在全面阐述甲醇重整制氢提纯技术，包括其技术原理、工艺流程、设备要求及配置等方面的内容。
同时，通过介绍其应用领域和发展前景，希望能够进一步推动该技术在能源领域的广泛应用，并为相关研究和实践提供参考和指导。
2. 甲醇重整制氢提纯技术解释:2.1 甲醇重整概述:甲醇重整是一种能够将甲醇转化为氢气的化学过程。
这个过程通常在高温和高压下进行，利用催化剂作用下的反应来转换甲醇分子结构并释放出氢气。
2.2 制氢过程:甲醇通过催化反应，首先在重整反应器中转化为一系列中间产物。
然后，在低温水煤气变换（LTS）反应器中，通过进一步催化转换，生成含有较高浓度氢气的混合物。
首先，在重整反应器中，甲醇与水蒸汽在高温（约250-350摄氏度）和压力条件下经过催化剂的作用发生反应。
这个过程被称为甲醇重整。
结果是产生了一系列有机物和少量一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2) 的混合物。
其次，在低温水煤气变换（LTS）反应器中，产生的混合物通过进一步的催化反应被清除了CO，并且部分CO2也会被还原。
甲醇重整制氢反应
甲醇重整制氢反应引言：甲醇重整制氢反应是一种重要的氢气生产方法，具有高效、环保、可持续等优点。
本文将介绍甲醇重整制氢反应的基本原理、反应机制、影响因素以及应用前景。
一、甲醇重整制氢的基本原理甲醇重整制氢是一种通过甲醇在高温下催化分解产生氢气的反应。
该反应是一个复杂的化学过程，主要包括甲醇脱氢、甲醇蒸汽重整和水气变换等步骤。
其中，甲醇脱氢是甲醇分子中的氢原子被脱除形成甲醛，而甲醇蒸汽重整则是通过甲醛和水蒸气在催化剂的作用下生成氢气和二氧化碳。
最后，水气变换反应将剩余的一氧化碳和水蒸气转化为二氧化碳和氢气。
二、甲醇重整制氢的反应机制甲醇重整制氢反应的机制主要涉及甲醇脱氢、甲醇蒸汽重整和水气变换三个步骤。
在甲醇脱氢过程中，甲醇分子中的氢原子被催化剂吸附，然后通过断裂甲醇分子和催化剂的键，形成甲醛和被脱氢的氢。
甲醛进一步参与甲醇蒸汽重整反应，通过与水蒸气反应生成氢气和二氧化碳。
最后，水气变换反应将剩余的一氧化碳和水蒸气转化为二氧化碳和氢气。
三、影响甲醇重整制氢反应的因素1. 温度：甲醇重整制氢反应需要在较高的温度下进行，一般在200-300摄氏度之间。
温度的提高可以提高反应速率，但过高的温度会导致催化剂失活。
2. 压力：反应压力对甲醇重整制氢反应的平衡和产氢速率有重要影响。
适当的压力可以提高产氢速率，但过高的压力会增加设备成本。
3. 催化剂选择：催化剂是甲醇重整制氢反应的关键，常用的催化剂包括镍基、铜基、铂基等。
不同催化剂具有不同的催化活性和选择性，选择合适的催化剂可以提高反应效率。
四、甲醇重整制氢的应用前景甲醇重整制氢是一种广泛应用于氢能源领域的方法。
由于甲醇是一种易得、易储、易运输的化合物，因此甲醇重整制氢成为大规模生产氢气的重要手段。
甲醇重整制氢还可以与燃料电池等技术相结合，用于汽车、船舶等领域的动力系统，实现清洁能源的利用。
结论：甲醇重整制氢反应是一种重要的氢气生产方法，具有高效、环保、可持续等优点。
甲醇制氢工艺说明
工艺流程简述一、总述本装置采用的是甲醇水蒸汽转化制氢技术，通过变压吸附分离（PSA ）的工艺方法生产纯氢，产品氢气的含量可达到99.99%。
流程主要分为甲醇蒸汽裂解转化和变压吸附分离两部分。
二、甲醇水蒸汽转化甲醇水蒸气转化过程分为配料、汽化、反应、脱酸、水冷以及水洗等过程组成，分述如下：1.配料甲醇经流量计输送到配料罐(V01)中层容器中(配料罐由上，中，下层三个不同的容器组成)，去离子水经流量计输送到去离子水罐(V02)中，配料由来自配料罐(V01)上层容器的洗涤液(来自水洗塔)和纯甲醇在配料罐(V01)的中层容器中进行，为保证反应的顺利进行，配料罐中层容器的甲醇质量浓度必须保持在50%左右。
配好的甲醇溶液由配料罐(V01)中层容器自流进入配料罐(V01)的下层容器中(使甲醇与去离子水能混合均匀)。
2.汽化原料液由配料罐(V01)下层容器经隔膜计量泵(P01)加压至约 1.1MPa(g)输送到螺旋板式换热器(E02)用脱酸反应器(R02)出口气体热量对其预热。
预热后的原料进入螺旋板式汽化器(E01)汽化成反应所需的原料气体(质量浓度为50%的甲醇-水蒸汽)。
汽化所需的热量由1.0MPa(g)的饱和蒸汽提供。
3.反应由汽化器(E01)汽化产生的原料气体进入反应器(R01)，反应器中填装有双功能催化剂，甲醇-水蒸汽通过催化剂在约230℃-280℃下一次完成裂解和转化二个反应，生成氢气和二氧化碳。
反应方程式如下：()()2/5.431/8.90222223mol KJ H CO O H CO mol KJ H CO OH CH ++→+-+→ 总的反应式为：mol KJ H CO O H OH CH /3.4732223-+→+整个反应过程是吸热的。
反应器(R01)催化裂解所需的热量由导热油提供。
4.脱酸及水冷从反应器(R01)出来的反应产物进入脱酸罐(R02)。
脱酸罐中的填料可脱除裂解气中的腐蚀性物质(主要为甲酸)。
甲醇裂解制氢 凌逸群
甲醇裂解制氢凌逸群
甲醇裂解制氢是一种通过加热甲醇分子并在催化剂的作用
下使其分解为氢气和一氧化碳的化学反应。
下面是该过程
的详细步骤：
1. 准备催化剂：常用的催化剂包括金属氧化物（如氧化铜、氧化锌、氧化镍等）或金属（如镍、钯等）。
这些催化剂
具有高活性和选择性，可以促进甲醇的分解反应。
2. 加热反应器：将甲醇与催化剂一起放入反应器中，并加
热至适当的温度。
通常，反应温度在200-400摄氏度之间，以确保反应能够进行，并获得较高的产氢率。
3. 分解反应：在加热的条件下，甲醇分子开始裂解成氢气
和一氧化碳。
该反应可用以下化学方程式表示：
CH3OH -> H2 + CO
4. 分离和收集产物：反应结束后，将反应器中的气体产物
进行分离和收集。
由于氢气和一氧化碳的物理性质不同，
可以通过物理方法（如压力摩尔分数差异）将两种气体分离。
需要注意的是，甲醇裂解制氢是一种可逆反应，产生的一
氧化碳还可以通过进一步反应转化为二氧化碳。
因此，在
实际应用中，通常需要采取措施来提高氢气的产率和纯度，并减少一氧化碳的生成。
以上是甲醇裂解制氢的详细步骤。
希望对你有所帮助！。
甲醇分解制氢-自热式甲醇制氢
近年来，以风力和太阳能发电为主的新能源发展势头强劲，以化石能源为主的能源开发利用方式面临挑战，一场历史性的能源变革正在全球范围内孕育。
与人类历史上的前两次能源变革不同，中国有能力成为这轮能源革命的主要推动者。
甲醇蒸汽重整是吸热反应，可以认为是甲醇分解和一氧化碳变换反应的综合结果。
甲醇蒸汽重整制氢工艺工业化多年，经历了多次技术改进，已相当成熟。
人们希望找到将电能储存起来的办法，即在电力富余的时候将其存储，在电力短缺的时候再释放出来，以满足供需之间实时平衡的需要。
甲醇是最佳的战略储能方式之一首先，甲醇可以通过传统化石能源清洁化生产制得，也可以通过太阳能、风能等间歇式可再生能源转换获得，还可以利用农作物秸秆、动物粪便和有机物发酵获得，是可再生以及重复利用，转换氢能的最佳媒介，也是实现国家中长期储能的大宗化工原料。
未来可以直接用空气中的二氧化碳或工厂排放的二氧化碳生产甲醇。
其次，甲醇对石油的替代使用功能也是足够强大的。
甲醇可以以不同成分混入汽油使用，或者经过简单脱水反应生成二甲醚及甲醇与植物油进行酯交换反应合成生物柴油，两者都是清洁的柴油代用燃料。
所以甲醇基本上可替代石油加工成为车、船、飞机的动力燃料的补充，而且成本更低。
另外，甲醇可以替代石油，加工成为多种石油化工产品，通过甲醇裂解工艺（MTO工艺）可以生产混合低碳烯烃（乙烯、丙烯、丁烯等），也可以通过MTP工艺单独合成丙烯，而低碳烯烃是石油化工的龙头产品，甚至用于生产芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）的MTA技术也在研发中，满足现有石油化工的需求。
而且甲醇可以直接加工成多种产品，如可以直接作为燃料电池的燃料或氢的中间储存燃料，它也是传统用来加工甲醛、醋酸、碳酸二甲酯、1,4-丁二醇、乙炔二醇等大宗化学品的原料，是制造氯甲烷、有机硅产品的中间化合物，作为溶剂、黏合剂等也有重要作用。
第三，从安全性考虑，甲醇从本质上将对人体是安全可控的。
在毒理学中，半数致死量简称LD50,指引起一群实验对象50%个体死亡所需的剂量。
甲醇制氢设计课程设计
甲醇制氢设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过甲醇制氢的设计，使学生掌握甲醇制氢的基本原理、工艺流程和设计方法，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.掌握甲醇制氢的基本原理和工艺流程。
2.了解甲醇制氢技术的应用和发展前景。
3.能够运用甲醇制氢的基本原理，分析和解决实际问题。
4.能够根据实际情况，设计出合理的甲醇制氢工艺流程。
情感态度价值观目标：1.培养学生对化学知识的兴趣和热情，提高学生对化学学科的认同感。
2.培养学生运用化学知识服务社会、造福人类的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括甲醇制氢的基本原理、工艺流程和设计方法。
具体安排如下：1.第一课时：甲醇制氢的基本原理，介绍甲醇制氢的反应机理和反应条件。
2.第二课时：甲醇制氢的工艺流程，介绍常用的高压液相催化转化和低压气相催化转化工艺。
3.第三课时：甲醇制氢的设计方法，介绍甲醇制氢工艺设计的基本原则和方法。
4.第四课时：甲醇制氢技术的应用和发展前景，介绍甲醇制氢技术在能源、环保等领域的应用及发展趋势。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法如下：1.讲授法：教师通过讲解甲醇制氢的基本原理、工艺流程和设计方法，使学生掌握相关知识。
2.案例分析法：教师通过分析实际案例，使学生更好地理解甲醇制氢的设计方法和应用。
3.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行甲醇制氢实验，提高学生的实践能力。
四、教学资源为了保证教学质量，我们将准备以下教学资源：1.教材：《化学反应工程》、《氢能技术与应用》等。
2.参考书：相关学术论文、报告、专利等。
3.多媒体资料：制作甲醇制氢工艺流程的动画演示，帮助学生更好地理解。
4.实验设备：甲醇制氢实验装置，供学生进行实验操作。
五、教学评估为全面评估学生在本课程的学习成果，我们将采用多元化的评估方式，包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，评估学生的学习态度和课堂表现。
甲醇制氢
开车前期的工作
三、气密性试验 1.用压缩空气或水检验系统是否密封 2.液压1.25倍最高操作压力 气压1.15倍最高操作压力 3.达到压力后30分钟降压至原压力80% 4.测定泄漏率（见表）
泄漏率测定
测试设备的名称 1. 试验压力MPa
T6101.E6101.E6102.E6103 R6101.E6104.T6102.V6104 P6101.P6102 (主系统)
工艺技术2
② 抽真空解吸： 抽真空解吸可使吸附剂再生更为彻底， 提高吸附剂的动态吸附容量，从而大幅提 高了氢气的回收率，特别是针对组份为H2、 CO和CO2的气体。在原料气压力为 0.8~1.2Ma时，不抽真空PSA工艺，氢气回 收率约80%；抽真空PSA工艺，氢气回收率 可达87%，而多增电耗仅2~3度/时。
工艺技术1
在确定了吸附剂后，氢气的回收率取决于 装置的操作工艺，如均压次数、解吸工艺 等。 ① 均压次数的确定： 均压次数越多，氢气的回收率越高， 投资也越高。原料气压力越高，均压次数 可增多，但能耗、投资也越高。因此，选 取适当的均压次数是很重要的，原料气压 力可根据氢气用户的压力而确定。
变压吸附
变压吸附气体分离技术有3个主要要素， 即： 1. 吸附剂 2. 程序控制阀 3. 操作工艺
吸附剂
用于甲醇裂解气变压吸附分离的吸附剂， 经多次研制改进、筛选，强度、寿命、对 杂质的动态吸附量、分离效率等各方面性 能达到世界先进水平，氢气回收率可达 90%。
程控阀
变压吸附装置中使用的程序控制阀现采用 的是防冲刷、阀杆密封自补偿型的第四代 气动程序控制阀，具有密封性好、外泄漏 量小、使用寿命长等特点
废液
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。
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。
甲醇制氢工艺包
甲醇制氢工艺包《甲醇制氢工艺包》1. 甲醇制氢工艺的历史1.1 早期探索其实啊，甲醇制氢工艺并不是一下子就出现的。
在早期，人们为了获取氢气，想了很多办法。
氢气那可是个好东西，就像汽车里的优质汽油一样重要。
最开始的时候，人们主要是从水的电解等方式来制取氢气。
可是呢，这些方法有的成本高，有的效率低。
后来啊，科学家们就开始研究有没有其他的原料可以用来制氢。
甲醇就进入了他们的视线。
甲醇是一种比较常见的化工原料，就像我们生活中能见到的酒精一样，比较容易获取。
1.2 发展历程随着化学工业的发展，对氢气的需求越来越大。
在这个过程中，甲醇制氢工艺逐渐被重视起来。
就像是一棵小树苗慢慢成长为大树。
科学家们不断地进行试验和改进，从最开始的简单的化学反应尝试，到后来形成一套比较完整的工艺包。
在这个过程中，克服了很多困难，比如怎样让反应更高效、更稳定，如何降低成本等等。
就好比我们做饭，最开始可能只是简单地把食材放在一起煮，后来经过不断地调整火候、调料，才能做出美味的菜肴。
经过多年的研究和发展，甲醇制氢工艺现在已经成为一种比较成熟的制氢方法了。
2. 甲醇制氢的制作过程2.1 反应原理简单说说白了就是，甲醇和水在一定的条件下发生反应，就像两个人在特定的环境里合作干活一样。
这个反应会产生氢气和二氧化碳。
这个反应式看起来可能有点复杂，不过我们可以想象成是一种神奇的魔法，甲醇和水这两种原料进去，然后氢气和二氧化碳就像变魔术一样变出来了。
反应过程中需要合适的温度、压力和催化剂，就像我们做面包，需要合适的温度、面粉（原料）、酵母（催化剂）才能做出好吃的面包。
2.2 具体流程首先呢，甲醇和水要按照一定的比例混合好，这个比例就像是做菜时盐和糖的比例一样重要。
如果比例不对，可能反应就不会很好地进行。
混合好之后，把它们送到专门的反应装置里面。
这个反应装置就像一个大工厂，里面有各种各样的设备来保证反应的顺利进行。
在反应装置里，温度要加热到合适的值，压力也要调整好。
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甲醇制氢2500课程设计
设计任务书
一、题目：生产能力为2500m3/h甲醇制氢生产装置
二、设计参数：生产能为2500m3/h
三、计算内容：
1、工艺计算：物料衡算和能量衡算。
2、机器选型计算。
3、设备布置设计计算。
4、管道布置设计计算。
5、技术经济评价计算。
四、图纸清单：
1、甲醇制氢装置物流图
2、换热器设备图
3、管板零件图
4、管道仪表流程图
5、设备布置图
6、管道布置图
7、管道空视图(PL0104-15L1B)
8、管道空视图(PL0105-15L1B)
工艺设计
甲醇制氢物料衡算.
(1)依据
甲醇蒸气转化反应方程式：
CH3OH—→CO↑+ 2H2↑
CO + H2O —→CO2↑+ H2
CH3OHF分解为CO,转化率99%,CO变换转化率99%,反应温度280℃,反应压力为1. 5 MPa,醇水投料比1:1.5(mol)。
(2)投料量计算
代入转化率数据
CH3OH —→0.99 CO↑+ 1.98 2H2↑+0.01
CH3OH
CO + 0.99 H2O —→0.99 CO2↑+ 0.99 H2↑+ 0.01 CO↑
合并得到
CH3OH + 0.9801 H2O →0.9801 CO2↑+
2.9601 H2↑+ 0.01 CH3OH+ 0.0099 CO
氢气产量为：2500m3/h=111.607 kmol/h
甲醇投料量为：111.607/2.9601×32=1206.528kg/h
水投料量为：1206.528/32×1.5×18=1018.008 kg/h
(3)原料储液槽(V0101)
进：甲醇1206.528kg/h，水1018.008kg/h。
出：甲醇1206.528kg/h，水1018.008 kg/h。
(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1206.528kg/h，水1018.008kg/h，总计2224.536kg/h
出：生成CO21206.528 /32×0.9801×44=1625.962kg/h
H21206.528/32 ×
2.9601 × 2= 22
3.215kg/h
CO 1206.528 /32 ×0.0099 × 28=10.451kg/h
剩余甲醇1206.528/32×0.01×32=12.065kg/h
剩余水1018.008- 1206.528/32×
0.9801×18 =352.842kg/h
总计2224.536 kg/h
(6)吸收和解析塔
吸收塔总压为1.5Mpa,其中CO2分压为0.38Mpa,操作温度为常温(25℃)。
此时每m3吸收液可溶解CO2 11.77 m3.
解吸塔的操作压力为0.1MPa, CO2溶解度为2.32 ，
则此时吸收塔的吸收能力为:
11．77-2．32=9.45
0.4MPa压力下ρCO2 = pM /RT =4×44/[0.082×(273.15 + 25)] =7.20 kg/m3
CO2体积重量V CO2=1625.962/7.20 =225.828m3/h
据此，所需吸收液的量为225.828/9.45 =23.897 m3/h
考虑吸收塔效率以及操作弹性需要，取吸收液量为23.897×3=71.691m3/h
系统压力降至0.1MPa时，析出CO2 量为225.828m3/h =1625.962 kg/h
(7)PSA系统
略。
(8)各节点的物料量
综合上面的工艺物料恒算结果，给出物料流程图及各节点的物料量。
热量恒算
(1) 气化塔顶温度确定
要使甲醇完全汽化，则其气相分率必然是甲醇40%,水60%(mol),且已知操作压力为1.5MPa,设温度为T,根据汽液平衡关系有：
0.4p甲醇+ 0.6 p水=1.5MPa 初设T=170℃p甲醇=2.19MPa; p水=0.824MPa
p总=1.3704MPa < 1.5MPa 再设T=175℃p甲醇=2.4MPa; p水0.93MPa
p总=1.51MPa
蒸气压与总压基本一致，可以认为操作压力为1.5MPa时，汽化塔塔顶温度为175℃
(2) 转化器(R0101)
两步反应的总反应热为49.66 kj/mol,于是在转化器内需要共给热量为：
Q反应=1206.528×0.99/32×1000×(-49.66)
= －1.854×10 6 kJ/h
此热量有导热油系统带来，反应温度为280℃，可以选用导热油温度为360℃，导热油温降设定为25℃，从手册中查到导热油的物性参数，如必定压热容与温度的关系，可得：
Cp360℃=2.93 kJ/(kg．K),Cp300℃=2.81 kJ/(kg．K)
取平均值Cp=2.93 kJ/(kg．K)
/(CpΔt)= 1.854×10 6/ 则导热油的用量w=Q
反应
(2.93×55)=11504.8 kg/h
(3) 过热器(E0102)
甲醇和水的饱和正气在过热器中175℃过热到280℃，此热量由导热油供给。
气体升温所需热量为
Q=ΣCp mΔt=（1.90×1206.528+4.82×1018.008）×(280-175)=755916.2 kJ/h
导热油Cp=2.825 kj/(kg．K),于是其温度降为
Δt=Q/(Cp m)=755916.2 /（2.93 ×11504.8）=22.4℃
导热油出口温度为：295-10.1= 282.5
(4) 汽化塔(T0101)
认为汽化塔仅有潜热变化。
175℃甲醇H=727.2 kJ/kg 水H=2031 kJ/kg
Q=1206.528 ×727.2 +2031×1018.008=2944961.4 kJ/h
以300℃导热油Cp计算Cp=2.76 kj/(kg．K) Δt=Q/(Cp m)=2944961.4 /（ 2.76×11504.8)=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ΔT=360-189.75=170.25℃基本合适
(5) 换热器(E0101)
壳程：甲醇和水液体混合物由常温(25℃)升至175℃
液体混合物升温所需的热量
Q=ΣcpmΔt=(1206.528×3.14 + 1018.008 ×4.30)×(175-25)=12.25×105 kJ/h
管程：取各种气体的比定压热容为：
Cp CO2≈10.47 kJ/(kg．K)
Cp H2≈14.65 kJ/(kg．K)
Cp H20≈4.19 kJ/(kg．K) 则管程中反应后其体混合物的温度变化为：
Δt=Q/(Cp ×m)= 12.25×105 /(10.47×1625.962+14.65×223.215+4.19×352.842)
= 56.3℃
换热器出口温度280-56.3=223.7℃
(6) 冷凝器(E0103)
①CO2 、CO 、H2的冷却
Q1=ΣcpmΔt=(10.47×1625.962+14.65×223.215+4. 19×352.842)×(223.7-40)=4.0×10 6 kJ/h
②压力为1.5MPa时水的冷凝热为：
H=2135kJ/kg,总冷凝热Q2 =H ×m=2135 ×352.842=7.53×105 kJ/h
水显热变化Q3 =CpmΔt=4.19×352.8×(223.7-40)=2.72×105 kJ/h
Q= Q1+ Q2+ Q3=5.025×106 kJ/h
冷却介质为循环水，才用中温型凉水塔，则温差ΔT=10℃
用水量w=Q/(CpΔt)= 5.025×106/(4.19×10)=119928.4 kg/h。