第1页共31页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共31页设计类型：过程装备与控制工程专业课程设计设计题目：生产能力为700m³/h甲醇制氢生产装置设计设计人：指导教师：班级：学号：设计完成时间：2003年1月10日星期五前言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℃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。目录第2页共31页第1页共31页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共31页前言.2目录.3摘要.3设计任务书.4第一章工艺设计.5第二章设备设计计算和选型——换热设备.8第三章机器选型.13第四章设备布置图设计.15第五章管道布置设计.16第六章自动控制方案设计.21第七章工程项目的经济评价.24结束语：.28致谢：.29参考文献：.30第3页共31页第2页共31页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共31页摘要本次课程设计是设计生产能力为700m3/h甲醇制氢生产装置。在设计中要经过工艺设计计算，典型设备的工艺计算和结构设计，管道设计，单参数单回路的自动控制设计，机器选型和技术经济评价等各个环节的基本训练。在设计过程中综合应用所学的多种专业知识和专业基础知识，同时获得一次工程设计时间的实际训练。课程设计的知识领域包括化工原理、过程装备设计、过程机械、过程装备控制技术及应用、过程装备成套技术等课程。本课程设计是以甲醇制氢装置为模拟设计对象，进行过程装备成套技术的全面训练。设计包括以下内容和步骤：1、工艺计算。2、生产装置工艺设计。3、设备设计。分组进行。4、机器选型。5、设备不知设计。6、管道布置设计。7、绘制管道空视图。8、设计一个单参数、单回路的自动控制方案。第4页共31页第3页共31页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共31页9、对该装置进行技术经济评价。10、整理设计计算说明书。设计任务书一、题目：生产能力为700m3/h甲醇制氢生产装置二、设计参数：生产能为700m3/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)第5页共31页第4页共31页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共31页8、管道空视图(PL0105-15L1B)第一章工艺设计1.1.1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↑+H2CH3OHF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1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol)。(2)投料量计算代如转化率数据CH3OH—→0.99CO↑+1.982H2↑+0.01CH3OHCO+0.99H2O—→0.99CO2↑+0.99H2↑+0.01CO↑合并得到CH3OH+0.9801H2O—→0.9801CO2↑+2.9601H2↑+0.01CH3OH+0.0099CO氢气产量为：700m³/h=31.250kmol/h甲醇投料量为：31.250/2.9601*32=337.828kg/h水投...
