甲醇設計參考

1、<p><b>　　2 煤制甲醇概述</b></p><p><b>　　2.2操作條件</b></p><p>　　（1）年產(chǎn)甲醇量：36萬t/a </p><p>　　（2）年操作時間：7200小時（本次請你330天計算）</p><p><b>　　2.3設計依據(jù)</

2、b></p><p>　?。?）.西安建筑科技大學化工教研室下發(fā)的“畢業(yè)論文設計任務書 ”；</p><p>　?。?）.中華人民共和國煤、甲醇行業(yè)標準；</p><p>　　（3）.中華人民共和國化工行業(yè)標準；</p><p>　　（4）.中華人民共和國國家鋼制壓力容器標準。</p><p><b>

3、　　2.4設計原則</b></p><p>　　（1）采用先進成熟的Lurgi低壓法甲醇合成工藝；</p><p>　?。?）依國內現(xiàn)有的技術、設備及條件的基礎上，對工藝流程及合成反應器進行改進</p><p>　?。?）采用一乙醇胺法脫硫工藝，加氫串氧化鋅工藝脫硫提高脫硫效果，保證合成氣總硫≤0.1×10-6；</p><

4、p>　?。?）甲醇精餾采用三塔流程，提高精餾效率，保證了精甲醇的質量，降低蒸汽消耗；</p><p>　　（5）回收甲醇合成弛放氣并返送至合成氨系統(tǒng)，降低原料消耗，減少污染。</p><p>　　2.5工藝原理及流程</p><p><b>　　2.5.1流程圖</b></p><p>　　圖2.1 甲醇合成工藝流

5、程</p><p><b>　　2.5.2流程介紹</b></p><p>　　首先制氣，將原料煤和水及蒸汽通入氣化爐進行加熱反應，其中的煤塵要降塵，灰通入循環(huán)水槽回收以防止污染環(huán)境。從氣化爐出來的氣體經(jīng)洗滌器通入廢熱鍋爐進行預熱，其后的氣體要凈化。先進行煤氣脫硫，因為出來的氣體含有大量的灰塵及硫化物，通入入口水封的水箱后進入煤氣脫硫塔進行脫硫，由于出來的氣體含有大量

6、的油霧，所以要先通入旋流板除霧器后進入氣柜。其中的氣體先進行CO變換，從氣柜出來的氣體通入活性炭過濾器，然后再進入第一、二煤氣換熱器換熱后通入變換爐變換后將變換氣冷卻至45℃進行分離，通入變換氣脫硫塔進行脫硫后，通入CO2吸收塔將CO2吸收，后通入凈化氣冷卻器將氣體冷卻，然后通入凈化器分離器進行分離后，凈化氣再進行干法脫硫.由于甲醇合成催化劑要求氣體總含硫量≤0.1×10-6,所以還要進行干法脫硫以達到要求。先后分別通入預脫塔

7、、預熱器、水解塔、精脫塔后才能進行甲醇合成。新鮮氣先壓縮通入甲醇合成塔進行合成，后經(jīng)中間換熱器換熱，再經(jīng)過甲醇分離器進行分離后通入粗甲醇儲罐，其中甲醇分離器分離的部分氣體有馳放氣去氨系統(tǒng)，一部分經(jīng)循環(huán)氣壓縮機再通入甲醇合成塔進行循環(huán)。</p><p>　　粗甲醇通入三塔精餾系統(tǒng)，由合成工段或粗甲醇儲罐在預熱器內預熱到65℃送入預塔。溶解在粗甲醇中的氣體及低沸點雜質均在該塔中除去。預塔有兩個冷凝器。塔頂蒸汽中所含大

8、部分甲醇在第一冷凝器器被冷凝下來送入預塔回流槽進行全回流。未冷凝的少部分甲醇蒸汽、低沸點輕組分及不凝氣進入第二冷凝器冷卻至40±2℃，將其中絕大部分甲醇回收，不凝氣體送入硫回收工段作燃料，冷凝液（預塔餾分）送入雜醇油槽。從預塔底來的甲醇經(jīng)泵加壓塔，塔頂甲醇蒸汽進入冷凝再沸器作為常壓塔的熱源。甲醇蒸汽被冷凝后進入回流槽。一部分經(jīng)泵加壓后回流，其余部分經(jīng)冷卻器冷卻后送往精甲醇槽。</p><p>　　2.5

9、.3主要設備表</p><p>　　表2.2 甲醇合成工藝主要設備</p><p>　　3 氣化過程計算[8][9]</p><p><b>　　3.1加壓氣化原理</b></p><p><b>　　3.1.1氣化原理</b></p><p>　　加壓下煤的氣化在高溫

10、下受氧、水蒸氣、二氧化碳的作用，各種反應如下：</p><p><b>　　碳與氧的反應：</b></p><p>　　（1） C + O2＝CO +408.8MJ</p><p>　?。?） 2C+ O2=2CO+246.4MJ</p><p>　?。?） CO2+C=2CO-162.4MJ</p>

11、<p>　?。?） 2CO+O2=2CO2+570.24MJ</p><p><b>　　碳與水蒸汽反應：</b></p><p>　　(5) C+H2O=CO+H2-118.8MJ</p><p>　　(6) C+2H2O=CO+2H-75.2MJ</p><p>　　(7) CO+H2O=C

12、O2+H2+42.9MJ</p><p><b>　　甲烷生成反應：</b></p><p>　　(8) C+2H2=CH4+87.38MJ</p><p>　　(9) CO+3 H2= CH4+ H2O +206.2MJ</p><p>　　(10) 2CO+4 H2= CH4+CO2+247.4MJ<

13、/p><p>　　(11) CO2+4 H2= CH4+2 H2O +162.9MJ</p><p>　　(12) 2C+2 H2O = CH4+CO2+125.6MJ</p><p>　　根據(jù)化學反應速度與化學反應平衡原則，提高反應壓力有利于化學反應向體積縮小的方向移動，化學反應則向吸熱方向移動，對加壓氣化可以得出以下結論：</p><p&

14、gt;　　(1) 提高壓力，有利于煤氣中甲烷的生成，可提高煤氣的熱值；</p><p>　　(2) 提高氣化反應溫度，有利于CO2+C=2CO向生成一氧化碳的方向進行，也有利于C+H2O=CO+H2反應，從而可提高煤氣中的有效成分。但提高溫度不利于生成甲烷的放熱反應。</p><p>　　3.1.2煤種及煤的性質對氣化過程的影響</p><p>　　原料煤是影響煤氣

15、產(chǎn)量、質量及生產(chǎn)操作條件的重要因素，不同煤種對煤氣化會產(chǎn)生不同的影響，即使同種煤各性能參數(shù)不同也會對煤氣化產(chǎn)生不同影響。由于各煤種變質程度的不同，本身的物化性質不同，在加壓氣化反應中煤氣產(chǎn)率、煤氣組成均有所不同。</p><p>　?、?煤氣組分 煤種不同，經(jīng)加壓氣化后生成的煤氣質量是不一樣的，隨著煤碳化度的加深，煤的揮發(fā)分減少。揮發(fā)分越高的煤，干餾組分在煤氣中占的比例越大。</p><p

16、>　　由于干餾煤氣中的甲烷比氣化段生成的甲烷量要大，所以在相同氣化壓力下，越年輕的氣化后煤氣中的甲烷含量越高，煤氣的熱值就越高。用加壓氣化法制取煤氣時，劣質的褐煤或弱黏結煙煤作為氣化原料最佳。此外，年輕沒煤種的半焦活性高，氣化層反應溫度低，這樣有利于甲烷的生成。因此，煤種越年輕，產(chǎn)品煤氣中CH4和CO2呈上升趨勢，CO呈下降趨勢。</p><p>　?、?煤氣產(chǎn)率 煤氣的產(chǎn)率與煤中的碳的轉化方向有關，煤

17、種揮發(fā)分越高，轉變?yōu)榻褂偷挠袡C物就越多，轉入到焦油中的碳就越多，進入真正的氣化區(qū)生成煤氣的碳量減少，煤氣生產(chǎn)率就下降。</p><p>　　3.1.3煤的理化性質對氣化的影響</p><p>　?。?） 煤的粒度對加壓氣化的影響 在加壓氣化的過程中，煤的粒度對氣化爐的運行負載、煤氣和焦油的產(chǎn)率以及各項消耗指針影響很大。煤的粒度越小，其比表面積越大，在動力學控制區(qū)的吸附和擴散速度加快，有利

18、于氣化反應的進行。煤粒的大小也影響煤準備階段的加熱速度，很顯然粒度越大，傳熱速度越慢，煤粒內部與表面之間的溫差越大，使顆粒內焦油蒸汽擴散阻力和停留時間越長，焦油的熱分解增加。煤粒的大小也對汽化爐的生產(chǎn)能力影響也很大。</p><p>　?。?） 原料中水分對氣化過程的影響 煤中所含的水分隨煤變質程度的加深而減少，水分較多的煤，揮發(fā)分往往較高，則進入氣化層的半焦氣孔率也大，因而使反應速度加快，生成的煤氣質量較好

19、，另外在氣化一定的煤種時，其焦油和水分存在一定的關系，水分太低，會使焦油的產(chǎn)率下降。由于加壓氣化爐的生產(chǎn)能力較高，煤在爐內干燥/干餾層的加熱速度很快，一般在20～40之間，因此對一些穩(wěn)定性差的煤，為防止熱裂，要求煤中含有一定的水分，但煤中水分過高又會給氣化過程帶來不良影響。</p><p>　?。?） 煤中灰分及灰熔點對氣化過程的影響 煤中的灰分是煤燃燒后所剩余的礦物殘渣，煤中的灰分量對氣化反應而言影響不大，魯

20、奇甚至可氣化灰分高大50%的煤。但灰分較高時對氣化過程帶來一定的危害。</p><p>　?。?） 煤的黏結性對氣化過程的影響 煤的黏結性是指煤在高溫干餾時的黏結性能。黏結性煤在氣化爐內進入干餾層時會產(chǎn)生膠質體，這種膠質體的黏結性較高，它將較小的煤黏結成大塊，其機理與煉焦過程相同，這使得干餾層的透氣性變差，從而導致床層氣流層的分布不均和阻礙料層的下移，使氣化過程惡化。</p><p>　

21、?。?） 煤的機械強度和熱穩(wěn)定的影響 煤的機械強度是指煤的抗碎能力。易破碎的煤在篩分后的傳送及氣化爐加煤過程在中必然產(chǎn)生很多的煤屑，這樣會增加入爐煤的煤粉含量，使煤氣帶出物增加。故加壓氣化應選用抗碎能力較高的煤種。煤的熱穩(wěn)定性差在氣化爐內容易粉化，給氣化過程帶來不利的影響。</p><p>　?。?） 煤的化學活性的影響 煤種不同，其反應活性是不同的。一般的煤的炭化程度越淺，焦碳質氣孔率越大，即其內表面積越大

22、，反應性越高。煤的反應活性越高，則發(fā)生反應的其始反應溫度越低，氣化程度越低。氣化爐溫度低，有利于甲烷生成反應的進行，煤氣熱值相應提高。</p><p>　　綜上所述，有以上兩種影響，經(jīng)過選擇，本設計采用無煙煤作為氣化用煤。</p><p>　　氣化過程工藝流程簡圖：</p><p>　　圖3.1 氣化工藝流程圖</p><p><b&

23、gt;　　3.2氣化過程計算</b></p><p><b>　　計算假設：</b></p><p>　　在計算過程中，計算方法在一定理論和經(jīng)驗基礎上做以下假設：</p><p>　　水蒸氣 來源于原料煤中的水分和干餾生成的熱解水，原料煤中50％的氧與氫化合成熱解水。</p><p>　　CH4 C2H4

24、 來源于原料煤中的C和H，其生成量主要取決于原料煤化程度和干餾溫度。</p><p>　　CO2 來源于原料煤中的C和O，其生成量隨煤化程度加深而減少。</p><p>　　焦油 其性質和數(shù)量與原料煤的種類，氣化爐的結構和操作條件關系很大，生成量取決于煤中的H量，通常假定轉入焦油中的C量等于H量。</p><p>　　H2S 煤中的硫除少數(shù)轉入焦油，20％進入

25、灰渣，80％與氫化合成H2S轉入合成氣中。</p><p>　　N2 煤中的N，除少數(shù)轉入焦油外，幾乎全部以N2形式轉入煤氣。</p><p>　　H2 出生成熱解水，CH4, C2H4, 焦油，H2S以外，煤中剩余的H都以H2的形式轉入合成氣。</p><p>　　CO 煤中的O、除生成熱解水、CO2和焦油外，都以CO形式進入合成氣中。</p>

26、<p>　　帶出物 在計算時應考率到氣化爐中被煤氣流帶出的小顆粒原料，當原料煤中含粉末不多時（約10％），帶出物占原料重量的1～3％。</p><p>　　灰渣含量 灰渣含C為灰渣重量的5～15％。</p><p>　　氣化用碳 除了生成干餾產(chǎn)物以及在灰渣和帶出物中的損失以外，其余的C進入發(fā)生爐下部，參加氣化反應，生成氣化煤氣。</p><p>　

27、　表3.1 入爐無煙煤的元素分析（%）</p><p><b>　　操作條件：（假設）</b></p><p>　　氣化壓力：5.0MPa；</p><p>　　氣化溫度：1300℃；</p><p>　　爐頂溫度：500℃；</p><p>　　焦油產(chǎn)率：Vj=0；帶出物產(chǎn)率VT為工作原料的2.

28、0%；即VT=100×2.0%=2；</p><p>　　干灰渣的含碳量CF=15.0%；</p><p>　　帶出物（%）：CT=90，AT=10。</p><p>　　表3.2 發(fā)生爐煤氣組成（體積%）</p><p>　　3.2.1氣化過程的物料衡算</p><p>　　以100kg無煙煤為計算標準。&

29、lt;/p><p>　　1. 確定干灰渣的生成率 因原料中的灰分分配在帶出物和灰渣中，有；</p><p><b>　　則；</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b&

30、gt;　　式中：</b></p><p>　　—灰渣生成率，%；（占工業(yè)原料重量）</p><p>　　—帶出物產(chǎn)率，%；（占工業(yè)原料重量）</p><p><b>　　—灰渣中灰含量，；</b></p><p>　　—帶出物中灰含量，。</p><p>　　2. 確定干煤氣產(chǎn)量

31、按碳平衡計算：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—干煤氣產(chǎn)率，煤；</b></p><p>　　—原料煤含碳量

32、，煤；</p><p>　　—灰渣中含碳量，=10.00.15=1.5/100kg煤；</p><p>　　—焦油中含碳量，=0；</p><p>　　—帶出物中含碳量=20.9=1.8kg/kg煤；</p><p>　　—每標準立方米煤氣中各成分含量，。</p><p>　　3．按氨平衡確定空氣消耗量</p&g

33、t;<p><b>　　= </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—空氣消耗量，煤；</b></p><p>　　—每標準立方米干煤氣中氮含量，N2=0.0403，；</p><p><b>　　—干煤

34、氣產(chǎn)率，煤；</b></p><p><b>　　—煤中含氮量，煤。</b></p><p>　　4確定蒸汽消耗量 已知蒸汽飽和溫度為58℃，查得含濕量為0.175，故蒸汽消耗量為：</p><p><b>　　=0.175×</b></p><p><b>　　

35、= </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—空氣消耗量，煤；</b></p><p>　　—代表蒸汽消耗量，煤。</p><p>　　5．確定煤氣中含水分 由氫平衡得；</p><p><b>　　

36、H2Og=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=0.0395 </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—干煤氣中含水分，；</p><p>　　—煤中氫含量， 煤；</p><

37、;p>　　—煤中水分含量，煤；</p><p><b>　　—蒸汽消耗量，煤；</b></p><p><b>　　—干煤氣產(chǎn)率，煤；</b></p><p>　　—焦油中含氫量，=0。</p><p>　　確定濕煤氣的產(chǎn)率 濕煤氣產(chǎn)率為干煤氣的體積和煤氣中水分體積之</p>

38、<p><b>　　和。</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　—濕煤氣產(chǎn)率，煤；</b>&l

39、t;/p><p><b>　　—干煤氣產(chǎn)率，煤；</b></p><p><b>　　—干煤氣含水量，。</b></p><p>　　7．確定蒸汽分解率 </p><p>　　當氣化100kg煤時，在煤氣中有=0.0395×4.5=15.9kg水分，其中熱解水（一般考慮煤中50%的氧轉變?yōu)樗?/p>

40、，即0.5）0.5×1.98×18/16=1.11，因此，在煤氣中由送風中帶入的不分解蒸汽為：</p><p>　　15.9-3.79-1.11=11.09kg</p><p>　　故分解蒸汽為：46.2-11.09=35.1kg</p><p>　　蒸汽分解率為：35.1/46.2=75.9%</p><p>　　8．計

41、算煤氣的質量組成</p><p><b>　　碳：</b></p><p>　　C =12/22.4（H2S+CO+CH4+2C2H2）×0.01×Vg</p><p>　　=12/22.4×（5.9+28.2+0.9）×0.01×403</p><p><b>

42、;　　=75.56 kg</b></p><p><b>　　氫：</b></p><p>　　H =2.02/22.4（H2S+H2+2CH4+2C2H2）×0.01×Vg</p><p>　　=2.02/22.4×（0.18+12.9+0.9×2）×0.01×403&l

43、t;/p><p><b>　　=5.14 kg</b></p><p><b>　　氧：</b></p><p>　　O2 =32/22.4（CO2+O2+0.5CO）×0.01×Vg</p><p>　　=32/22.4×（5.9+0.22+28.2×0.5）&

44、#215;0.01×403</p><p><b>　　=116.4 kg</b></p><p><b>　　氮：</b></p><p>　　N2 =28.02/2×N2×0.01×Vg</p><p>　　=28.02/22.4×51.7

45、15;0.01×403</p><p>　　=264.62 kg</p><p><b>　　硫：</b></p><p>　　S =32/22.4×H2S×0.01×Vg</p><p>　　=32/22.4×0.18×0.01×403</p&

46、gt;<p><b>　　=1.04 kg</b></p><p>　　表3.3 氣化過程物料衡算</p><p>　　3.2.2氣化過程的熱量衡算</p><p>　　與物料衡算一樣，以100kg無煙煤為計算基準，按高熱值進行計算。</p><p><b>　　1．入方</b><

47、;/p><p>　　a. 煤的發(fā)熱量：</p><p><b>　　= </b></p><p>　　=28832×100</p><p>　　=2883200kJ </p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—

48、煤的高熱值，kJ/kg煤；</p><p>　　100kg煤的質量，kg</p><p>　　b. 煤的物理熱：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1.088×20×100</p><p>　　=2176kJ </p>

49、<p><b>　　式中:</b></p><p>　　—煤的比熱，煤?℃；</p><p><b>　　—煤的溫度，℃。</b></p><p>　　c. 氣化用蒸汽和拔火孔汽封用蒸汽的物理熱：</p><p><b>　　△</b></p><

50、;p>　　=（2490+58×1.883）×9.35+2745×2</p><p>　　=125573.68kJ </p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—水蒸汽的比熱，煤?℃；</p><p>　　△——氣封用表壓4 kg/cm3，水蒸汽的熱焓，；&l

51、t;/p><p>　　—水蒸汽的潛熱，kJ/kg</p><p>　　d. 氣化用空氣的物理熱：</p><p><b>　　cρ×58×274</b></p><p>　　=1.304×58×264</p><p>　　=19966.85 </

52、p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　c空——空氣的比熱， ℃。</p><p>　　總進入量：3030916.53 </p><p><b>　　2. 出方</b></p><p>　　a. 干煤氣發(fā)熱量 </p><p>

53、;　　=5519×403=2224157 </p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—干煤氣的發(fā)熱量，；</p><p>　　—干煤氣的高熱值，;</p><p>　　—干煤氣的產(chǎn)率，煤。</p><p>　　b. 干煤氣的物理熱：</p>

54、;<p>　　=1.374×500×403</p><p>　　= 276861 </p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—干煤氣的平均比熱，·℃；</p><p>　　—干煤氣的出口溫度，℃；</p><p>　　—

55、干煤氣的產(chǎn)率，煤；</p><p>　　c. 煤氣中水分的熱含量：</p><p>　　煤氣中蒸汽量==0.039×403+2=17.717kg</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=（2490+1.975×500）×17.717</p><p

56、>　　=61610.87 </p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—煤氣含水量，干煤氣；</p><p>　　—煤氣中蒸汽的潛熱，； </p><p>　　—煤氣中蒸汽的比熱，·℃。</p><p>　　d. 帶出物的化學熱：</p&g

57、t;<p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p><p><b>　　式中:</b></p><p><b>　　—碳的高熱值，；</b&

58、gt;</p><p>　　—帶出物的含碳量，%；</p><p><b>　　—帶出物產(chǎn)率，%。</b></p><p>　　e. 帶出物的物理熱：</p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　= </b></p>

59、;<p><b>　　= </b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—帶出物的比熱，·℃。</p><p>　　f. 灰渣中可燃碳的化學熱：</p><p><b>　　=</b></p>&l

60、t;p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　g. 灰渣的物理熱，取排出溫度400℃，其比熱值為0.875·℃。</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=400×0.875

61、5;12.96</p><p>　　=4536 </p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—灰渣排出溫度，℃；</p><p>　　—該溫度下灰渣的比熱，·℃；</p><p><b>　　—灰渣生成率，%。</b></p&g

62、t;<p>　　h. 發(fā)生爐水套生產(chǎn)蒸汽所消耗的熱量；</p><p>　　本設計采用直徑3.0mW-G發(fā)生爐時，水套受熱面積為，水套受熱產(chǎn)生的蒸汽全部被空氣飽和后帶入爐內，故發(fā)生爐水套生產(chǎn)的蒸汽量可假設與氣化用蒸汽量相一致，即：</p><p><b>　　=</b></p><p>　　=（2490×58

63、5;1.883）×12.96</p><p><b>　　=33685.81</b></p><p>　　i. 向四周散熱的熱損失—按熱量收支的差額計算。</p><p>　　=300457.84</p><p>　　表3.3 氣化過程熱量衡算</p><p><b>　

64、　3.2.3綜合計算</b></p><p><b>　　1．氣化效率：</b></p><p><b>　　2．熱效率：</b></p><p>　　4 原料氣凈化[9][25]</p><p>　　造氣工序生產(chǎn)的合成煤氣必須經(jīng)凈化和調節(jié)組成以后才可以送往下一個合成工序。具體使氫碳比符

65、合甲醇合成要求，并能保證甲醇合成階段催化劑的使用壽命。凈化部分有如下階段：</p><p><b>　　4.1煤氣除塵</b></p><p>　　由于從氣化爐出來的粗煤氣中含有大量的灰塵粒子，若其進入后繼合成工序，勢必引起堵塞管道、影響甲醇合成催化劑壽命等一系列危害，所以必須建立除塵設備，有效降低除灰塵粒子，保證后續(xù)工序的正常進行。</p><p

66、>　　4.1.1除塵設備的分類</p><p>　　工業(yè)上除塵設備有四大類。</p><p>　　a.機械力分離 b.電除塵 c.過濾分離 d.洗滌分離</p><p>　　4.1.2除塵器的主要性能指標</p><p><b>　　除塵效率</b></p><p><b>

67、;　　a．定義為：</b></p><p><b>　　b．粒級效率</b></p><p><b>　　定義為：</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—分別為除塵器進入氣體、排除氣體內含塵濃度g/m3</p>&l

68、t;p>　　—分別為除塵器進入氣體、排除氣體內所含粉塵以及捕集下的粉料中某個粒徑為的顆粒所占質量分率。</p><p>　　由于除塵效率與進入粉料的粒徑分布有密切關系，所以采用粒級效率更能確切的評價不同除塵器的性能高低。</p><p><b>　　壓降</b></p><p>　　除塵器進口與出口的全壓之差稱為該除塵器壓降，它不僅于除塵

69、器的結構形式和尺寸等有關，還與操作條件（氣體密度，氣流速度，入口粉料濃度等）有關，除塵器所需能耗為：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—處理氣量（按如口狀態(tài)計），m3/s </p><p><b>　　—除塵器壓降。</b></p><p>　　由于本次設計中氣化部分

70、出爐煤氣溫度高，所以本次設計工藝流程中選用氣化用高溫旋風除塵器，其除塵是上排氣，效率高。</p><p><b>　　其典型參數(shù)如下表：</b></p><p>　　表4.1 旋風除塵器典型參數(shù)</p><p><b>　　4.2煤氣脫硫</b></p><p>　　在氣化所制得的粗煤氣中，通常含有

71、數(shù)量不同的無機和有機硫化物，其含量和形態(tài)則取決于煤氣化所采用的煤種性質，以及加工方法和工藝條件，一般來說煤氣中的硫含量與其加工處理的煤種硫含量成正比，硫的無機化和物主要是H2S，有機化合物主要是CS2，COS，C2H5SH，C4H4S，有機硫化物在高溫下可完全轉變成H2S，所以脫硫主要指脫除煤氣中的H2S。</p><p>　　化工行業(yè)對用做合成原料的煤氣硫含量有比較嚴格的要求，合成甲醇生產(chǎn)中硫對以銅為主要活性組

72、分的合成甲醇催化劑和低溫變換催化劑，都是危害性極大的毒物，硫中毒會造成催化劑喪失活性，直接危害生產(chǎn)裝置的正常運行，大型甲醇廠要求合成氣中硫含量控制在0.1～0.2mg/m3（標）以下。</p><p><b>　　4.2.1濕法脫硫</b></p><p>　　在本設計中以煤為原料生產(chǎn)的合成氣中含硫量高達1000 mg/m3（標），不可以直接變換，所以設計采用一乙醇胺

73、法（MEA法）進行脫硫。</p><p>　　MEA法是脘基醇胺類中堿性最強的，它與H2S等酸性氣體反應速度最快，其相對分子質量也是有機胺中最小的，用于脫除酸性氣體，一乙醇胺具有最大吸收能力，且一乙醇胺具有穩(wěn)定性好、熱降解少、價格低廉及容易從被污染溶液中進行回收等優(yōu)點，其水溶液是工業(yè)上吸收H2S和CO2的優(yōu)選溶劑。</p><p><b>　　反應機理</b><

74、/p><p>　　一乙醇胺與H2S反應生成一乙醇胺的絡合胺鹽。</p><p><b>　　+</b></p><p>　　當有CO2存在時，一乙醇胺則與CO2反應生成碳酸胺和碳酸氫胺。</p><p><b>　　工藝流程圖：</b></p><p>　　1－分離器 2－分液器

75、 3－吸收塔 4－分離器 5－中間閃蒸罐 6－乙 醇胺儲罐7－再生塔 8－回流槽 9－煮沸器 10－冷凝器 11－熱交換器 12－冷卻器 13－循環(huán)泵 14－回流泵</p><p>　　圖4.1 合成氣濕法脫硫工藝流程</p><p>　　含硫原料氣通過分離器1和2，進入吸收塔3底部，與從塔頂噴射下來的一乙醇胺溶液逆流接觸而被凈化，凈化氣自塔頂經(jīng)過分

76、離器4回收所夾帶的一乙醇胺霧沫，從吸收塔底部流出的富液經(jīng)液位調節(jié)閥減壓后進入中間閃蒸罐5，從閃蒸罐放出的氣體可用做燃燒，而從中流出的溶液經(jīng)過一組熱交換器11后，進入再生塔7頂部的塔板處，而酸性氣體進入冷凝器10經(jīng)回流槽8放出，再生塔7底部出來的再生后的貧液到熱交換器11中進行換熱，并在冷卻器12種進一步冷卻，隨后送入一乙醇胺儲槽6，再由循環(huán)泵13將溶液打入吸收塔頂部噴淋。</p><p>　　表4.2 一乙醇胺

77、法脫硫工藝參數(shù)</p><p>　　此法可將原料氣中的H2S含量降低到1×10-6，CO2含量降低到0.1%以下。</p><p><b>　　4.2.2干法脫硫</b></p><p>　　在粗煤氣進行試法脫硫后，未取得更好的凈化氣，必須進行精細凈化的干法脫硫。主要脫除有機硫，本設計采用加氫串氧化鋅脫硫工藝。</p>

78、<p><b>　　工藝流程：</b></p><p>　　圖4.2 合成氣干法脫硫工藝流程圖</p><p>　　含有機硫的煤氣井壓縮機升壓至4.0～4.5MPa與氮氫混和氣混合，使混和氣中含H215%，再經(jīng)加熱爐加熱至400℃左右進入加氫轉化爐，將有機硫轉化為H2S，然后進入氧化鋅脫硫槽，使原料氣腫瘤脫除至0.5×10-6以下，脫出后的氣體送出

79、轉化。 </p><p><b>　　4.3 CO轉化</b></p><p>　　以煤為原料生產(chǎn)的煤氣中CO含量約為30～35%，不能滿足甲醇合成對碳氫比（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.00～2.15的要求，因此需要設置CO變換工序調整組成。</p><p><b>　　4.3.1變換工藝</b><

80、/p><p>　　CO部分變換式變換后氣體中CO含量控制在25%左右，運行指標按地變換率設計。</p><p>　　要求選擇低溫高活性催化劑，設計選用C302。</p><p>　　變換爐入口溫度不能過高，床層溫度要適當?shù)停乐笴O變換過渡。</p><p>　　采用低水氣比（0.3以下）。</p><p>　　4.3.2

81、工藝流程圖</p><p>　　圖4.3 合成氣CO變換工藝流程圖 </p><p><b>　　4.4變換氣脫碳</b></p><p>　　原料氣經(jīng)CO變換后，CO2含量較高，為滿足甲醇合成工藝對CO2含量的要求，必須進行脫除變換氣中的CO2。本設計選用碳酸丙烯酯法脫碳。</p><p><b>　　4.4

82、.1工藝流程</b></p><p><b>　　操作條件：</b></p><p>　　操作壓：碳酸丙烯酯脫碳吸收壓力范圍在1.2～7.0MPa。</p><p>　　操作溫度：碳酸丙烯酯貧液溫度保持在16～40℃范圍。</p><p>　　溶液的貧度：掌握在0.2m3（標）/m3溶劑以下。</p&g

83、t;<p>　　氣提氣液比：控制在9～12之間。</p><p><b>　　4.4.2流程介紹</b></p><p>　　圖4.4 變換氣脫碳工藝流程</p><p>　　原料氣從吸收塔底部進入塔內，在填料塔中與碳酸丙烯酯逆流接觸，原料氣中的CO2被吸收。含（<1%）CO2凈化氣從吸收塔頂離開。吸收了CO2的碳酸丙烯酯

84、富液從塔底引出，減壓進入閃蒸槽，碳酸丙烯酯富液中溶解的H2、N2幾乎全被閃蒸出，閃蒸氣返回到氮氫氣壓縮機予以回收，重新進入吸收塔，閃蒸液依自身壓力，進入氣提塔上部的常壓解吸段，釋放出所溶的大部分CO2，常解氣含CO2〉97%，常解氣的碳酸丙烯酯溶液溢流進入氣提塔氣提短，與鼓風機送入塔內的空氣逆流接觸，進一步氣提出殘留在溶液中的CO2，氣提氣放空。除氣提塔的碳酸丙烯酯貧液經(jīng)泵加壓，經(jīng)冷卻，送入吸收塔循環(huán)使用。</p><

85、;p><b>　　5 合成甲醇及精餾</b></p><p>　　5.1甲醇的合成步驟[20]</p><p>　　甲醇合成是一個多相催化反應，將制得的（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.06的新鮮合成氣，送聯(lián)合壓縮機加壓到5.0MPa，與從循環(huán)段的循環(huán)氣共同進入甲醇合成器，其反應共分五個步驟[10]：</p><p>　　1．合成氣

86、自氣相擴散到氣體—催化劑表面</p><p>　　2．合成氣在催化劑活性表面被化學吸附</p><p>　　3．被吸附的合成氣在催化劑表面進行化學反應形成產(chǎn)物</p><p>　　4．反應產(chǎn)物在催化劑表面脫附</p><p>　　5．反應物自催化劑接口擴散到氣相中</p><p>　　全過程反應速度取決于較慢步驟地完成

87、速度，其中第三步警醒的較慢，因此，整個反應決定于該反應的進行速度。</p><p>　　5.2甲醇合成的反應機理</p><p>　　1．由合成器合成甲醇，是一個可逆反應：</p><p>　　CO+2H2=CH3OH(g) △H=－100.4 KJ/mol</p><p>　　當反應中有CO2存在時，還可以發(fā)生下述反應：<

88、/p><p>　　CO2+H2=CO+H2O △H=41.8 KJ/mol</p><p>　　CO+2H2=CH3OH(g) △H=－100.4 KJ/mol</p><p><b>　　兩步反應總反應式：</b></p><p>　　CO2+3H2=CH3OH+H2O △H=－58.6 KJ/

89、mol</p><p><b>　　2．典型的副反應 </b></p><p>　　CO+3H2=CH4+H20 △H=－15.6 KJ/mol</p><p>　　2CO+4H2=CH3OCH3+H2O △H=－200.2 KJ/mol</p><p>　　4CO+8H2=C4H9OH+3H2O △H=－

90、49.62 KJ/mol</p><p>　　3．甲醇合成反應熱效應</p><p>　　CO和H2反應生成甲醇是一個放熱反應，再25℃時，反應熱為△H=90.8 KJ/mol，常壓下不同溫度的反應熱可按下式計算：</p><p>　　△HT0=4.186×（－17920－15.84T＋1.142×10-2T2－2.699×10-6T

91、3）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　△HT0——常壓下合成甲醇的反應熱，J/mol；</p><p>　　T——開氏溫度，K；</p><p>　　根據(jù)上式可以求得不同溫度下的反應熱如表5.1。</p><p>　　表5.1 不同溫度下合成甲醇反應熱</p&

92、gt;<p>　　在合成甲醇反應中，反應熱不僅與溫度有關，而且與壓力也有關系。加壓下反應熱的計算式：</p><p>　　△HP=△HT －6.5411 P－3.255×106 T-2 P （5-1）</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　△HP —

93、壓力為P，溫度為T時的反應熱，kJ·mol-1; </p><p>　　△HT — 壓力為101.33 Kpa，溫度為T時的反應熱，kJ/mol；</p><p>　　P — 反應壓力，KPa； </p><p>　　T — 反應時的開氏熱力學溫度，K。</p><p>　　5.3合成甲醇反應的化學平衡</p><

94、;p>　　CO加H2合成甲醇反應是氣相可逆應，壓力對反應有著重要的影響，用氣體分壓表示的平衡常數(shù)如下：</p><p><b>　　（5-2）</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　——甲醇的平衡常數(shù)；</p><p>　　，，——分別表示甲醇，一氧化碳，氫氣

95、的平衡分壓。</p><p>　　反應溫度也是影響平衡常數(shù)的重要因素，用平衡常數(shù)與溫度關系式，可直接進行計算平衡常數(shù)，其關系式為：</p><p>　　LgKa=3921T－7.971LgT＋2.499×10-3T－2.953×10-7 T2＋10.20 （5-3）</p><p><b>　　式中:</b><

96、/p><p>　　Ka——用溫度表示的平衡常數(shù)；</p><p>　　T——合成反應溫度，K。</p><p>　　用式5-3計算常壓下，甲醇合成反應平衡常數(shù)值如表5.2所示。</p><p>　　表5.2 不同溫度下甲醇合成反應平衡常數(shù)值</p><p>　　由表5.2可以看出，平衡常數(shù)隨溫度的上升而減小，由此可以看出，

97、甲醇的合成不能在高溫下進行，但溫度不可太低，否則反應速度太慢，所以，甲醇合成必須采用高活性的銅基催化劑，使反應維持在230～280℃，以獲得較高的轉化率。</p><p>　　用5-2、5-3兩式計算的平衡常數(shù)，在壓力接近大氣壓時，其值是正確的，在壓力下，必須考慮反應混合物的可壓溶性，此時應用逸度代替分壓，因此，</p><p><b>　　有：</b></p&

98、gt;<p>　　Kf= Kp·KP= Kp·KN·P-2 （5-4）</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　Kf——用逸度表示的平衡常數(shù)；</p><p>　　Kp

99、—用逸度系數(shù)表示的平衡常數(shù)；</p><p>　　KN——以CH3OH、CO和H2濃度分率表示的平衡常數(shù)；</p><p><b>　　P—合成反應壓力。</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　式中:</b></p>

100、<p>　　，，分別為CH3OH，CO及H2的分壓。</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　，，分別表示CH3OH，CO及H2的摩爾分率。</p><p><b>　?。?-7）</b><

101、/p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　，CO，分別為CH3OH，CO及H2的逸度系數(shù)。</p><p>　　根據(jù)5-5～5-7三個公式計算結果如表5.3所示。</p><p>　　表5.3 不同溫度、壓力下反應平衡參數(shù)</p><p>　　由表5.3可以看出，相同溫度下，壓力越

102、大，KN值越大，即平衡產(chǎn)率越高，而在同一壓力下，溫度越高，KN值越小，所以從熱力學角度來分析，低溫高壓對表中所給出的不同溫度和不同壓力下的平衡系數(shù)而言，在由表中KN數(shù)據(jù)可以看出對很誠實有利的[16]。很誠甲醇的反應溫度與催化劑的活性有關，由于高活性的銅基催化劑隊中抵押甲醇合成十分有利，所以，本設計采用銅基催化劑。</p><p>　　5.4合成氣用量比與平衡濃度的關系</p><p>　　

103、當H2/CO=2：1，合成氣體中無惰性氣體存在時，不同壓力和不同溫度下的甲醇平衡濃度計算公式如下：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　—混合氣體中甲醇平衡濃度，分子分數(shù)；</p><p>　　—混合氣體總壓力，大氣壓。&l

104、t;/p><p>　　當CO/H2=n時，合成氣惰性氣體含量為i時，合成甲醇的平衡濃度計算公式為：</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　n —混合氣體中氫氣與一氧化碳的比值；</p><p>　　—混合氣

105、體中惰性氣體含量，%（摩爾分數(shù)）。</p><p>　　5-9式中可由式5-5求得，n、、P為已知條件，故利用5-9式可以求出甲醇平衡濃度。當n=2，=0.10時，在不同溫度和不同壓力下計算得到的平衡濃度見表5.4。</p><p>　　表5.4 在不同溫度和不同壓力下平衡濃度</p><p>　　由表5.4可以看出，當壓力相同時，溫度越低，甲醇平衡濃度越大，當溫度

106、相同時，壓力越高甲醇平衡濃度越大，所以，設計采用低壓法合成甲醇，甲醇合成采用較低溫度，能提高合成反應轉化率，從而抵消因低壓使KN值變小的不利因素。</p><p>　　5.5合成甲醇過程的物料橫算</p><p>　　5.5.1基本輸入條件</p><p>　　表5.5 甲醇合成基本輸入?yún)?shù)</p><p><b>　　5.5.2計

107、算假設</b></p><p>　?。?）根據(jù)實際經(jīng)驗取反應溫度240℃，CO的總轉化率為85%，生成甲醇濃度為93%～94%的粗醇。</p><p>　?。?）從氣化爐出來的合成氣要經(jīng)過廢熱鍋爐、活性炭過濾器、合成氣換熱器、變換爐、脫硫塔、CO2吸收塔和凈化氣分離器，合成塔等。</p><p>　　（3）上述一系列凈化裝置的機械效率，經(jīng)查化工手冊均可以

108、取η=0.98。</p><p>　　（4）粗甲醇的三塔精餾的整個工藝過程的機械效率為0.98。</p><p><b>　　5.5.3計算</b></p><p>　　按年產(chǎn)36萬噸的生產(chǎn)任務，即每小時生產(chǎn)精甲醇為50噸。</p><p>　　經(jīng)計算，噸甲醇的原料消耗如下表：</p><p>　

109、　表5.6 甲醇合成計算結果</p><p>　　5.6甲醇合成的工藝及流程</p><p>　　由于化學平衡的限制，合成氣通過甲醇反應器不可能全部轉化為甲醇，反應器出口氣體中甲醇的摩爾分數(shù)僅為3%～6%，大量未反應氣體必須循環(huán)反應[11]。</p><p>　　5.6.1操作條件及技術指標</p><p>　　表5.7 甲醇合成操作條件及技

110、術指標</p><p>　　5.6.2工藝技術特點</p><p><b>　　1．介紹：</b></p><p>　　適宜氫/碳比的新鮮氣與循環(huán)氣經(jīng)壓縮機加壓到約5.0MPa，與合成塔出塔氣換熱到約215℃后進入合成塔，在管殼式合成塔中裝有銅基催化劑的列管內進行CO、CO與H2反應生成CH3OH反應,反應在約250℃的溫度下進行。</p

111、><p>　　反應熱通過管間的鍋爐水的蒸發(fā)帶走，以維持整個反應器內的恒溫反應條件。出塔氣含有甲醇蒸汽、水蒸汽和少量的反應副產(chǎn)物如二甲醚等生成物，以及未反應的H2、CO、CO2和惰性氣如CH4、N2。</p><p>　　出塔氣經(jīng)過與入塔氣和循環(huán)水換熱冷卻后，甲醇與水冷凝下來，在分離器中進行氣液分離。分離下來的粗甲醇入閃蒸槽閃蒸掉溶解氣后,送后序精餾工段。</p><p>

112、;　　分離器頂部出來的氣體，一部分加以排放,除去原料氣帶入的惰性氣以維持整個系統(tǒng)的壓力，其余的氣體循環(huán)返回，與新鮮氣加壓混合后再次入塔進行反應[25]。</p><p>　　合成反應器采用管殼型，催化劑裝在管內，水在管間沸騰，反應熱以高壓蒸汽形式被帶走，用以驅動透平壓縮機。催化劑溫度分布均勻[15]。有利于提高甲醇產(chǎn)率，抑制副反應的發(fā)生和延長催化劑使用壽命。合成反應器在低負荷或短時間局部超負荷時也能安全操作，催化

113、劑不會發(fā)生過熱現(xiàn)象。</p><p>　　原料氣由頂部進入合成反應器，當原料氣中有S、Cl等有毒物質未除干凈時，只有頂部催化劑層受到污染，影響催化劑使用和活性，而其余部分不受污染。</p><p>　　2．工藝流程圖如下圖所示</p><p>　　圖5.1 甲醇合成工藝流程圖</p><p>　　5.7 C302甲醇合成催化劑的使用情況[2

114、4]</p><p>　　5.7.1 C302甲醇合成催化劑的主要特性</p><p>　　a.催化劑的主要化學組成：CuO≥50%，ZnO≥25%，Al2O3≥24%，還添少量助劑，雜質Na2O<0.2%；催化劑外形尺寸Φ5mm×5mm；對密度1.2～1.5Kg/L；機械破碎強度>100N/cm。</p><p>　　b.還原條件：還原氣量

115、控制在2000m3/（m3·h）以上，不得小于1000m3/（m3·h）；還原壓力0.5Mpa；最高還原溫度230℃。</p><p>　　c．升溫還原氣質量：O2<0.05%，S<0.1×10-6，Cl-1<0.01×10-6，NH3<50×10-6。</p><p>　　d.催化劑使用條件：反應壓力3.5～5.2

116、MPa，反應溫度220～270℃。</p><p>　　5.7.2催化劑的裝填情況</p><p>　　甲醇合成塔實裝C302催化劑104t，反應管內裝體積80m3。合成塔下球部裝Φ25mm及Φ10mm耐火球53.4t。</p><p>　　5.7.3催化劑的壽命</p><p>　　經(jīng)分析C302催化劑在20萬t/a甲醇裝置中的運行結果可知

117、：C302催化劑每立方米可生產(chǎn)精甲醇5253t，因本次設計反應管內實裝C302催化劑80m3，則該80m3催化劑可實際生產(chǎn)精甲醇420240t，且本次設計的生產(chǎn)能力為40萬t/a，故該催化劑的實際壽命為1.1年，大于1年，所以設計符合工程標準。</p><p><b>　　5.8三塔精餾</b></p><p><b>　　5.8.1工藝流程</b&g

118、t;</p><p>　　由于粗甲醇中甲醇含量為93%～94%，另外還有酮類、高級醇類、酸類、醛類以及水等雜質。甲醇精餾的主要任務是將來自合成工段的粗甲醇精餾為純度達99.996%的精甲醇產(chǎn)品[18]。</p><p>　　粗甲醇經(jīng)甲醇閃蒸罐液位調節(jié)減壓后，送往精餾系統(tǒng)粗甲醇儲罐。粗甲醇與堿液槽中流出的5%的NaOH溶液中和調節(jié)pH值后，經(jīng)粗醇泵送往預餾塔預熱器，加熱至60～65℃后進入預

119、餾塔。下部的循環(huán)蒸發(fā)器用經(jīng)穩(wěn)壓的0.3MPa蒸汽加熱塔釜液，保持溫度在80℃左右。塔頂溫度用回流液控制在68℃左右。餾塔的作用是通過精餾將粗甲醇中的低沸點組分除去。</p><p>　　1.由于這些低沸點組分（甲醚、甲胺、丙酮等）與甲醇的沸點較接近，用普通的精餾方法很難與甲醇分離，因此采用萃取精餾，加入萃取水，以增加其與甲醇的相對揮發(fā)度，并控制預餾塔底的甲醇密度在0.86～0.87g/ml，從而有利于分離。甲醇與

120、二甲醚蒸汽進入預塔冷凝器，甲醇首先被冷凝下來，經(jīng)預塔回流液收集槽和回流泵進入預塔頂，作為預塔回流。未冷凝氣體在上方的預餾冷凝器中進一步冷凝，冷凝下來的低沸點雜物通稱初餾物，進入初餾物儲罐，未冷凝的二甲醚氣體經(jīng)水封后放空。</p><p>　　2.脫醚后的甲醇混合液，用預后泵直接壓入加壓精餾塔——主塔，塔下部有兩個主塔循環(huán)蒸發(fā)器，用0.3MPa的穩(wěn)壓蒸汽加熱釜液，控制釜液溫度在110℃左右。塔頂用冷凝器中的冷卻水控

121、制回流溫度，并用回流比控制塔頂溫度在65℃左右。主塔頂蒸汽經(jīng)過冷凝器為液體[21]，經(jīng)主塔回流液收集槽用回流泵壓入主塔作為主塔回流。精甲醇產(chǎn)品經(jīng)泵送往常壓蒸餾工段。主塔中還有一部分沸點介于甲醇與水之間的異丁酸物質，統(tǒng)稱異丁基油，一般富集在塔下部，塔釜殘液由塔底連續(xù)排出，以維持塔內一定的液面，并排出加入的萃取水，以保持水平衡。從主塔底排出的殘液送往殘液儲罐，進行生化處理或送到造氣車間在造氣爐中燒掉。</p><p>

122、;　　3．精甲醇在常壓蒸餾塔中蒸出乙醇等輕餾分，從常壓塔出來的精品甲醇，純度達99.996%，經(jīng)冷卻后送往精甲醇儲罐。</p><p>　　5.8.2工藝流程圖[21]</p><p>　　圖5.2 三塔精餾工藝流程圖</p><p>　　5.8.3精餾塔技術特點[19]</p><p>　　塔板效率高　采用甲醇精餾專用不銹鋼絲網(wǎng)波紋填料,空

123、隙率0.85ｍ2/ｍ3,理論塔板數(shù)8～10塊/ｍ,經(jīng)特殊工藝處理后,具有優(yōu)良的傳質、傳熱性能和液體均布能力強等優(yōu)點。這樣可減少理論塔板數(shù),降低精餾塔的高度,單位生產(chǎn)能力大。生產(chǎn)控制中采用的較小回流比,提高了精甲醇質量,降低了泵的揚程,節(jié)省了電耗。</p><p>　　結構簡單,易于維修和安裝　精餾塔內填料分層安裝,結構簡單,設備體積小,物料在系統(tǒng)中停留時間縮短,產(chǎn)品質量提高。</p><p&g

124、t;　　操作彈性大　由于絲網(wǎng)填料具有的優(yōu)良傳質、傳熱性能,能迅速適應物料各種工藝參數(shù)的變化,易于操作,控制手段簡單,穩(wěn)定區(qū)域大,可保證系統(tǒng)有較大的彈性,產(chǎn)品質量穩(wěn)定。</p><p>　　6 甲醇合成反應器的結構設計[26][27][29]</p><p>　　6.1 36萬噸/年甲醇合成技術特性</p><p>　　采用國內材料制造的最大合成塔，設備規(guī)格3400

125、mm，主體材料：16MnR,反應器換熱管材料00Cr18Ni5MoSi2,規(guī)格32×3mm，數(shù)量4741根，其技術特性見表6.1。</p><p>　　表6.1 合成塔技術特性</p><p>　　6.2 反應器的結構設計</p><p>　　圖6.1 甲醇合成反應器結構圖</p><p>　　6.2.1 初選反應器規(guī)格&l

126、t;/p><p>　?。?）確定流體通入的空間： 因釜流體為腐蝕性介質，適于走管內，將水蒸氣、水通入殼程空間，以迅速帶走熱量。</p><p>　　（2）確定流體的定性溫度，物性資料，并選擇反應器的形式：</p><p>　　合成氣的定性溫度：Tm=275℃</p><p>　　水蒸氣的定性溫度：tm=265℃</p><p&

127、gt;　　兩流體的溫差：Tm- tm=275-265=10℃</p><p>　　由于兩流體溫差不大于50℃，故選用固定式。</p><p>　?。?）每年按300天計，每天24小時連續(xù)運行。</p><p>　　6.2.2 管徑的確定[23]</p><p>　　依據(jù)GB151—1999選用標準反應器換熱管：規(guī)格為ф32×3mm，

128、其材料為00Cr18Ni5Mo3Si2，本設計選用換熱管為光管，長度L=6m。</p><p>　　6.2.3 筒體內徑的確定</p><p>　　由于采用單管程結構，筒體內徑可按Di=t（b-1）+（2～3）d0估算</p><p>　　Di= t（b-1）+ 3d0=40×（76-1）+ 3×32=3090mm</p><