甲醇制氢生产装置设计

生产能力为2800m³/h甲醇制氢生产装置 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 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 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，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℃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------------------------------------------15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----------------------------21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。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。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2800m3/h甲醇制氢生产装置。二、设计参数：生产能为2800m3/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。四、图纸清单：1、物料流程图2、工艺流程图3、换热器总装图4、换热器零件图5、管道布置图6、管道空视图(PL0102-20L1B)第一章工艺设计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：　　2800m³/h=125kmol/h甲醇投料量为：　125/2.9601*32=1351.312kg/h水投料量为：　　1351.312/32*1.5*18=1140.168kg/h(3)原料储液槽(V0101)进：甲醇1351.312kg/h，水1140.168kg/h。出：甲醇1351.312kg/h，水1140.168kg/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1351.312kg/h，水1140.168kg/h，总计2491.48kg/h出：生成CO2　　1351.312/32*0.9801*44=1821.48kg/h　　　　H2　　　1351.312/32*2.9601*2=250kg/h　　　　CO　　1351.312/32*0.0099*28=11.704kg/h　　剩余甲醇　1351.312/32*0.01*32=13.512kg/h　　剩余水　　1140.168-1351.312/32*0.9801*18=/h总计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2491.48kg/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CO211.77m³.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=9.450.4MPa压力下ρCO2=pM/RT=4*44/[0.082*(273.15+25)]=7.20kg/m³252.98m³/h26.764m³/h考虑吸收塔效率以及操作弹性需要，取吸收液量为26.764*3=³/h系统压力降至0.1MPa时，析出CO2量为346.04m³/h=1821.48kg/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。1.2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+0.6p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49.66kj/mol,于是在转化器内需要共给热量为：Q反应=1351.312*0.99/32*1000*(-49.66)　　　=-2.076*106kj/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320℃，导热油温降设定为5℃，从 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 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：Cp320℃=4.1868*0.68=2.85kj/(kg．K),Cp300℃=2.81kj/(kg．K)取平均值　　　　　Cp=2.83kj/(kg．K)则导热油的用量w=Q反应/(CpΔt)=2.076*106　/(2.83*5)=1.467*105kg/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=ΣCpmΔt=（1.90*1351.312+4.82*1140.168*(280-175)=*105kj/h导热油Cp=2.825kj/(kg．K),于是其温度降为Δt=Q/(Cpm)=2.117*105/（2.86*3.668*104）=℃导热油出口温度为：315-2.042=312.958(4)汽化塔(T0101)认为汽化塔仅有潜热变化。175℃　甲醇　H=727.2kj/kg水H=2031kj/kg　　　Q=1351.312*727.2+2031*1140.168=3.298*106kj/h以300℃导热油Cp计算Cp=2.76kj/(kg．K)　Δt=Q/(Cpm)=3.298*106/2.76*1.467*105)=℃则导热油出口温度t2=312.958-8.15=℃导热油系统温差为ΔT=320-304.808=℃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=(1351.312*3.14+1140.168*4.30)*(175-25)=*105kj/h管程：　　取各种气体的比定压热容为：　　　　　　　CpCO2≈10.47kj/(kg．K)　　　　　　　CPH2≈14.65kj/(kg．K)　　　　　　　CPH20≈4.19kj/(kg．K)则管程中反应后其体混合物的温度变化为：Δt=Q/(Cp*m)=*105/(10.47*+14.65*250+4.19*)=56.26℃换热器出口温度280-56.26=℃(6)冷凝器(E0103)　①CO2、CO、H2的冷却Q1=ΣcpmΔt=(10.47*+14.65*250+*)*(223.736-40)=*106kj/h②压力为1.5MPa时水的冷凝热为：H=2135kj/kg,总冷凝热Q2=H*m=2135*395.2=8.438*105kj/h水显热变化Q3=cpmΔt=4.19*395.2*(223.74-40)=3.0417*105kj/hQ=Q1+Q2+Q3=4.6594*106kj/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)=4.6594*106/(4.19*10)=1.112*105kg/h第二章设备设计计算和选型2.1．选择解析塔工艺计算和结构设计如下：工艺计算已知进入吸收塔的混合气体的质量流量为2082.8kg/h,操作压力为1.5Mpa,气体的入口温度为40℃，用碳酸丙烯酯吸收CO2，吸收率为99%。气体总体积吸收系数取9.875*10-5kmol/(m.s.kpa)。从工艺条件中可知，吸收剂碳酸丙烯酯的用量为/h.填料塔径的计算混合气体的密度p=0.76kg/m混合剂碳酸丙烯酯的密度p=1100kg/m。混合气体的质量流量m=20231.2kg/h。则选用金属鲍尔环散堆填料DN25,查埃克特通用关联图，其纵坐标为0.17，即u式中：—填料因子，查参考文献，对于DN25金属鲍尔环散堆填料得=160；—液体密度校正系数=——碳酸丙烯酯的动力系数，=1.897mpa.s。由此可求得泛点气速u=取空塔气体速的70%，得空塔气速u由此可求得填料塔的塔径D圆整至D=.(2)填料段压力降计算实际空塔气速度埃克特通用关联图的纵坐标可由下式计算埃克特通用关联图的压力降（3）填料高度计算采用对数平均推动力计算填料层高度Z，可表示为：Z=式中--按气相传质总系数K计算的传质单元高度。--气相传质单元数根据工艺参数，进入吸收塔的气体及排除吸收塔液相的组分摩尔浓度如下表组分摩尔浓度气相组分摩尔流率Kmol/h摩尔分数液相组分摩尔流率Kmol/h摩尔分数CO2碳酸丙烯酯COCO2H244645YX=0.0346X=0Y=0.0692,Y=0Ka=Kap=9.875*10*1.5*10=0.148Kmol/(m.s)V/*1000*3600586Kmol/(m.s)所以:Z==考虑一定的安全系数，确定填料的高度Z=2）.填料塔结构设计由于该吸收塔的总高度在10m以下，因此在设计中按照GB150-1998设计《钢制压力容器》进行结构设计计算设计压力P设计温度取最高工作温度40℃设备 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 为16MnR焊接接头系数（双面对接焊，局部无损探伤）钢板厚度负偏差C=腐蚀裕量C=，厚度附加量C下部液体储存空间容积，一般比其所存储液体相当于该塔5-15m的处理量考虑。选取下部筒体的直径D=(1)下部筒体的计算厚度计算:=1.65*2/(2*153*0.85-1.65)=圆整得名义厚度计算为(2)下部筒体厚度计算：选用 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 椭圆形封头，其厚度为：圆整并取名义厚度与筒件厚度相同(3)上部筒体的厚度计算圆整得名义厚度计算为(4)上部设备封头厚度计算。选用标准椭圆形封头，气厚度为：圆整并取名义厚度与筒件厚度相同（5）开孔及开孔补强计算：：吸收塔上下塔连接部位的补强补强面积A=因此处的开孔的椭圆形封头中心80%封头内径直径的范围内所以A==(0.6+2*0.008)*0.0114=6.86*10：人孔补强的计算：同理有：所以A==（0.5+2*0.008）*0.0127=6.37*10:中心孔有效补强面积A=：人孔有效补强面积A=因为两孔的有效补强面积之和大于两孔所需的补强面积，因此开孔处可不进行补强。（6）.填料塔支承装置。采用栅板支承填料，为方便通过人孔装拆，栅板制成2块，栅板扁钢截面为10*6，扁钢之间的间距为15栅板强度计算按承受均布载荷的两端简支梁进行。作用在栅板上的总载荷为填料重力填料层液量:梁上的弯矩为：栅条上应力为：因为：所以所用栅条符合强度要求（7）.耳式支座选用及验算。支座安装尺寸为D为：所以可选用莲蓬头布液器，安装高度万为200.设计任务　　根据给定的工艺设计条件，此设计为无相变热、冷流体间换热的管壳式换热器设计任务。1.1.2.总体设计①确定结构形式。由于介质换热温差不大，在工艺和结构上均无特殊要求，因此选用固定管板式换热器。②合理安排流程。安排水和甲醇的混合液体走管程，混合气体走壳程。1.1.3.热工计算①原始数据计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注管程流体名称   甲醇和水混合液 壳程流体名称   混合气体 管程进、出口的温度Ti;T0℃已计算25;175 壳程进、出口的温度ti;t0℃已计算4 管程、壳程的工作压力pt;psMPa已计算 管程的质量流量Wtkg/s已计算 （表2-1）②物料与热量恒算计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注换热器效率η 取用0．98 负荷QW*105 壳程的质量流量wskg/s0．692 （表2-2）③有效平均温差计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注逆流对数平均温度Δtlog℃2 流程型式  初步确定1-2型管壳式换热器1壳程-2管程 参数R 0．375 参数P  温度校正系数Φ 查图4-2 有效平均温差ΔtM℃ΔtM=ΦΔtlog141.041 （表2-3）④初算传热面积计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注初选总传热系数K0W/(m2．℃)参考表4-1240 初算传热面积A0m2 （表2-4）⑤换热器结构设计计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注管程结构设计换热管材料  选用碳钢无缝钢管 换热管内径、外径di;dm  换热管管长Lm选用9m标准管长折半1．5 换热管根数n 24(圆整) 管程数Ni 根据管内流体流速范围选定2 管程进出口接管尺寸(外径*壁厚)djt*Sjtm按接管内流体流速<3m/s合理选取 管程结构设计壳程数Ns  1 换热管排列形式  分程隔板槽两侧正方形排列，其余正三角形排列正三角形排列 换热管中心距Sm 分程隔板槽两侧中心距Sn 按标准0．004 管束中心排管数nc 7 壳体内径Dim0．171 换热器长径比L/Di L/Di8．771合理实排热管根数n 作图36 折流板形式  选定弹弓形折流板 折流板外直径Dbm按GB151-1999 折流板缺口弦离hm取 折流板间距Bm取 折流板数Nb 16选取壳程进出口接管尺寸djs*Sjs 合理选取 （表2-5）⑥结构设计与强度设计1)换热流程设计：采用壳程为单程、管程为双程的结构型式.2)换热管及其排列方式:采用的无缝钢管，材料为20号钢。热管排列方式为三角形排列。如图所示，共排列36根。3)折流板：采用通用的单弓形折流板，材料为Q235-B钢，板厚6mm,板数16块。4)拉杆：采用Q235-B,mm,共6根。5)筒体：材料采用16MnR钢，采用钢管，取Dn=219mm6)封头：采用标准椭圆形封头，材料采用16MnR钢。取Dn=219mm采用标准封头，长径是短径的2倍，即54.75取55筒体厚度，=考虑到内部压力较大，有腐蚀性等因素，取δ=4mm封头h2=25mm　h1=55mm（图2-1）7)法兰：甲型。垫片种类。非金属轻垫片，石棉橡胶板法兰材料：板材16MnR螺栓材料：35螺母材料：Q235-B　筒体法兰 选用甲型平焊法兰JB4701-92，密封面选用平密封面JB4701-92法兰PⅡ219-16MDN=300D=430,D1=390,D2=355,D3=345,D4=345,δ=342,螺柱：M20,16个管程和壳程进出口接管法兰选用带颈平焊钢制管法兰尺寸分别为：管程：D=140,K=100,L=18,n=4,Th=M16,C=18,B1=39,N=60,R=5,H=30,质量=壳程：D=185,K=145,L=18,n=4,Th=M16,C=2-,B1=78,N=104,R=6,H=32,质量=3.66（图2-2）8)管板：采用固定式管板，其厚度可以按照GB151《管壳式换热器》标准进行设计,取40mm。9)支座：型式：重型安装形式，固定式，代号F材料：Q235-A．F结构特征，包角，弯制，单筋，不带垫板标记：JB/T4712-92鞍座BV219-F2.3.反应器的设计与选型(相管式感应器的设计).计算反应物的流量：对于甲醇其摩尔质量为32kg/kmol,其摩尔流量为：÷对于水，其摩尔质量为18kg/kmol,其摩尔流量为：÷对于氢气，其摩尔质量为2kg/kmol,其摩尔流量为：250÷2=125kmol/h对于一氧化碳，其摩尔质量为28kg/kmol,其摩尔流量为：÷进料器中甲醇的摩尔分辨率yA为:yA=÷对于甲醇和水，由于其温度不太高（280℃），压力不太高，（1.5Mpa），故可将其近似视为理想气体考虑，由理想气体状态方程PV=nRT，可分别计算出进料器中甲醇和水的体积流量。甲醇的体积流量vA为vA××（273.15+280）÷×106）=3/h水的体积流量vB为vB××（273.15+280）÷×106）进料气的总质量流量为m0=1351.312+1140.168=/h：计算反应的转化率：进入反应器的甲醇流量为/h，出反应器的甲醇流量为/h,则甲醇的转化率为XAfXAf=（1351.312-13.512）÷×100%=99%即反应过程中消耗甲醇的物质的量为：×:计算反应体系的膨胀因子:由体系的化学反应方程式可知，在过程中气体的总物质的量发生了变化，可求出膨胀因子δA,对于甲醇有：δA=（3+1-1-1）÷1=2：计算空间时间：τ=1/KRT∫0Xaf(1+δAyAXA)/(1-XA)dXA:计算所需反应器的容积:vR=τv0进料器的总体积流量为：v0=129.476+194.298=3/h=0.0899m3/s则可得所需反应器的容积为：vR=τv0×3600×0.0899=1.23m3：计算管长：由文献可知，气体在反应器内的空塔流速为/s考虑催化剂填层的空隙率的气密塔速度的影响，取流动速度为v=/s,则反应器的长度为：L=τ×3600×0.2=根据GB151推荐的换热管长度，取管长l=3m，反应器内的实际气速为：V=L/τ×3600)=/s:计算反应热：甲醇制氢的反应实际为两个反应的叠合，即：CH3OHCO+2H2CO+H2OCO2+H2反应过程中的一氧化碳全部由甲醇分解而得，由化学反应式可得，每转化1kmol的甲醇就少1.3生成1kmol的一氧化碳，则反应过程中产生的一氧化碳物质的量为41.807kmol/h,反应器出口处的一氧化碳的物质的量为0.418kmol/h,转化的一氧化碳的物质的量为：一氧化碳的转化率为：Xco×100%=99%则反应过程中需向反应器内供给的热量为：×103××103××103KJ/h：确定所需的换热面积：假定采用的管子内径为d，壁厚为t，则其外径为d+2t，管子的数量为n根。反应过程中所需的热量由导热油供给，反应器同时作为换热器使用，根据GB151，320℃的钢的导热系数为λ=44。9w/（m2.℃）管外油测的对流给热系数为λ0=300w/(m2.℃),管内气测的对流给热系数为λi=80w/(m2.℃),反应管内外的污垢系数分别为2.℃/w和2.℃/w，总污垢系数为Rf=0.0002+0.0008=2.℃/w根据传热学，反应器的传热系数为：K=1÷[1/λi.(d+2t)/d+1/λ0+t/λ+Rf]由于(d+2t)/d的值接近1，对K带来的误差小于1%；钢管的传热很快，对K的影响也很小，故可将上式简化为：K=1÷(1/λ0+1/λi+Rf）=1÷（1/300+1/80+1/1000)=59.4w/(m2.℃)2.℃)反应器所需的换热面积为：F=Q/K.△×103×(320-280)]=2：计算管子的内径：反应器需要的换热面积为：F=nлdL反应器内的气体的体积流量为：v0=n.(Лd2/4)v联立上述量式：并将L=3mv=/sF=2v0=3/s代入，即可得所需管子的内径为d=.根据计算所得的管子直径，按前述换热设备设计选择合适的管子型号和所需管束布管方式。第三章机器选型3.1计量泵的选择往复泵是容积式泵。在高压力小流量，输送粘度大的液体，要求精确计量即要求流量随压力变化小的情况下宜选用各种类型式的往复泵。要求精确计量时，应用计量泵。 往复泵的流量可采用各种调节机构达到精确计量，即计量泵。计量泵用于生产中需要精确计量，所输送介质的场合：如注缓蚀剂，输送酸，碱等。流量可在0-100%范围内调节，但一般应在30%-100%范围内使用，计量泵有柱塞式和隔膜式，柱塞式计量流量的精度高玉隔膜式。J型计量泵适用于输送各种不含固体颗粒的腐蚀性和非腐蚀性介质。 甲醇制氢工艺需要精确的投料比，故应选用计量泵。现工艺设计要求甲醇的投料量为kg/h,水为kg/h,现按工艺要求分别选择一台甲醇计量泵，一台纯水计量泵，一台原料计量泵。　已知条件：1、甲醇正常投料量为kg/h,温度为25℃,密度为/h，操作情况为泵从甲醇储槽中吸入甲醇，送入与原料液储槽，与水混合。2、水的正常投料量为kg/h，温度为25℃,密度为/h,操作情况为泵从纯水储槽中吸入水，送入原料液储槽，与甲醇混合。3、 原料液储槽出来的量为甲醇kg/h,水kg/h,温度为25℃，操作情况为泵从原料液储槽中吸入原料液，送入换热器。 .1甲醇计量泵选型工艺所需正常的体积流量为：/0.807=L/h泵的流量Q=1.05*=L/h工艺估算所需扬程30M,泵的扬程H=1.1*30=33M。6=0.261Mpa泵的选型，查文献一，JZ-1000/0.32型计量泵的流量为1000L/h,压力为0.32Mpa,转速为126r/min,进出口管径为24mm,电机功率为1.1KW,两个并联，满足需要。纯水计量泵的选型工艺所需正常的体积流量为：/0.997=L/h泵的流量Q=1.05*=L/h.工艺估算所需扬程30M,泵的扬程：H=1.1*30=33M6=0.323Mpa泵的选型：查文献一，JZ-630/型计量泵的流量为630L/h,压力为0.5Mpa,转速为126r/min,进出口管径为24mm,电机功率为1.1KW,两个并联，满足要求。原料计量泵的选型原料液密度：ρ=807*1/（1+1.5）+997*1.5/(1+1.5)=921kg/m3工艺所需正常的体积流量为：(+)/(0.921)=/0.921=L/h泵的流量Q=1.05*=L/h工艺估算所需的扬程80M,泵的扬程H=1.1*80=88M6=0.795MPa泵的选型查文献一，JD-1000/1.5型计量泵的流量为1000L/h,压力为1.3MPa,转速为115r/min,电机功率为2.2KW,三个并联，满足要求。吸收剂循环泵 已知条件：碳酸丙烯酯吸收剂的用量为m3/h,温度为40℃,密度为1100kg/m3,由吸收塔出口出来经泵送到吸收塔，选择离心泵作为吸收剂的输送泵。工艺所需正常的体积流量为:m3/h。泵的流量Q=1.05*=m3/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M泵的选型：查文献一，选用IS型单级离心泵，IS100-65-200型离心泵，流量为100m3/h,扬程为50m,转速为2900r/min,电机功率KW,满足要求。冷却水泵。已知条件：冷凝水为循环水，采用中温型冷水塔,温差ΔT=10℃,用水量3.19*kg/h,温度为常温25℃，密度为997kg/m3,在冷凝器中进行换热，采用B型单级离心泵。工艺上所需正常体积流量为3.19*/997=32m3/h泵的流量：Q=1.05*32=3/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M泵的选型：查文献一，选用B型单级离心泵BJ(B)50-40型离心泵,流量50m3/h，扬程42m,转速2950r/min,电机功率10KW,满足要求。第四章管道布置设计4.1管子选型（确定几种主要管道尺寸的方法如下）4.1.1脱盐水管径确定脱盐水流量为kg/h,密度为997kg/m3,流速取2m/s由V=4*d2u得d=mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚取为mm4走甲醇管的管径确定甲醇流量为kg/h,密度为807kg/m3,流速取为2m/s则d=13mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚取MM4原料输送管原料液用量为kg/h,密度为921kg/m3,流速取为2m/s则d=1mm根据标准选用DN20无缝钢管，壁厚度为4进入吸收塔混合气体所需管径尺寸确定混合气体质量为kg/h,密度/m3,流速35m/s则d=220mm根据标准选用DN225无缝钢管，壁厚度为4mm4吸收液管子尺寸吸收液量为m3/h,密度为110kg/m3,流速/s则d=mm根据标准选用DN40无缝钢管，壁厚度为3mm4冷却水管子尺寸冷却水为3.19*kg/h,密度为997kg/m3,流速2m/s则d=148mm根据标准选DN5150无缝钢管，壁厚为4mm4.2主要管道工艺参数汇总一览表序号管道编号管内介质设计压力MPa设计温度℃管子规格材料1DN0101-20L1B脱盐水50202DN0102-20L1B脱盐水50203PL0101-15L1B甲醇50204PL0102-15L1B甲醇50205PL0103-15L1B原料液50206PL0104-15L1B原料液1．650207PL0105-15L1B原料液175208PG0101-100N1B原料气175209PG0102-100N1B原料气2802010PG0103-100N1B原料气2802011PG0104-100N1B原料液2252012PG0105-100N1B原料气502013H0101-100N1B氢气502014PL0106-20N1B碳酸丙烯酯502015PL0107-20N1B碳酸丙烯酯502016PL0108-20N1B碳酸丙烯酯502017PG0106-80N1B食品二氧化碳0．4500Cr18Ni9Ti18R00101-125L1B导热油3202019R00102-125L1B导热油3202020R00103-125L1B导热油3202021R00104-125L1B导热油3202022CWS0101-80L1B冷却水50镀锌管23CWR0101-80L1B冷却水50镀锌管（表5-1）以上20号钢军参照GB/T8163-19990Cr18Ni9Ti参照标准GB/T14976镀锌管参照GB/T149764.3各部件的选择及管道图4.管道上阀门的选型序号管道编号设计压MPa公称直DN/MM连接形式阀门型号1DN0101-20L1B25法兰2DN0102-20L1B25法兰、螺纹3PL0101-15L1B15法兰4PL0102-15L1B15法兰、螺纹5PL0103-15L1B15法兰6PL0104-15L1B15法兰、螺纹7PL0106-20N1B20法兰、螺纹8PL0108-20N1B20法兰9R00101-125L1B125法兰Z41H10R00104-125L1B125法兰Z41H,J41H11CWS0101-80L1B80法兰12CWE0101-80L1B80法兰13H0101-100N1B100法兰Z41H,J41H14PG0106-80N1B80法兰Z41H,J41H（表5-2）所选阀门军参照标准JB308-754.管件选型弯头采用90°弯头，参考文献一，弯头曲率半径R=1.5D0,D0为外管。管件与弯头处采用焊接连接。管件与筒体连接处采用法兰连接，参见标准HG20595.管法兰、垫片，紧固件选择参见文献一，P1894.管道布置图选取该区域的中上部区域来布置管线，具体管路布置清参考JQ11-032管道布置图，所含设备有P0101,P0102,P0103,E0101,V0101管线，支座情况清参见管道布置图（具体定为参照参考文献一）4.管道空视图选取:PL0104-15L1B和PL0105-15L1B两根管线作管道空视图，具体请参见空图。4.法兰选型法兰的选用主要根据工作压力，管子外径等参数，现将主要管道法兰列表如下：管道编号管内介质设计力公称直径阀门公称力等级(MPa)法兰类型密封面形式公称压力等级(MPa)H0101-100N1B氧气100带颈焊凹凸面PG0101-100N1B原料气100带颈焊凹凸面PG0102-100N1B原料气100带颈焊凹凸面PG0103-100N1B氢10%100带颈焊凹凸面PG0104-100N1B二氧化73%1OO带颈焊凹凸面PG0105-100N1B水17%100带颈焊凹凸面PG0106-80N1B食品二氧碳80带颈焊凹凸面R00101-125L1B导热油125带颈焊凹凸面R00104-125L1B导热油125带颈焊凹凸面PL0101-15L1B甲醇15带颈焊凹凸面PL0102-15L1B甲醇15带颈焊凹凸面PL0103-15L1B原料液0．315带颈焊凹凸面1．6PL0104-15L1B原料液1．6152．5带颈焊凹凸面2．5PL0106-20N1B吸收液20带颈焊凹凸面PL0107-20N1B吸收液20带颈焊凹凸面PL0108-20N1B吸收液20带颈焊凹凸面DN0101-20L1B脱盐水25带颈焊凸面DN0102-20L1B脱盐水25带颈焊凸面CWS0101-80L1B冷却水80带颈焊凸面CWR0101-80L1B冷却水冷却水带颈焊凸面（表5-3）4.筒体保温材料一览表序号管道编号设计温度℃保温层厚度mm保温材料1DN0101-20L1B5080岩棉2DN0102-20L1B5080岩棉3PL0101-15L1B5080岩棉4PL0102-15L1B5080岩棉5PL0103-15L1B5080岩棉6PL0104-15L1B5080岩棉7PL0105-15L1B175100岩棉8PL0106-20L1B5080岩棉9PL0107-20L1B5080岩棉10PL0108-20L1B5080岩棉11PG0101-100N1B175100岩棉12PG0102-100N1B280100岩棉13PG0103-100N1B280100岩棉14PG0104-100N1B225100岩棉15PG0105-100N1B5080岩棉16H0101-100N1B5080岩棉17PG0106-80N1B5080岩棉18R00101-125L1B320100岩棉19R00102-125L1B320100岩棉20R00103-125L1B320100岩棉21R00104-125L1B320100岩棉22CWS0101-80L1B5080岩棉23CWR0101-80L1B5080岩棉（表5-4）4.管道仪表流程图关于管道仪表流程图有以下说明：1、 图中，甲醇储罐给水处罐、冷却水泵，水泵均未表现出来。本章补充说明：本章有些数据是参照本组其他同学的设计、计算数据，而关于汽化器、解析塔以及另外两台换热器的相关数据通过推力假设所得。第五章　自动控制方案设计5．1选择一个单参数自动控制方案　　本组选择温度作为控制系数进行设计选择从E0103换热器出来的气体温度作为控制系数，冷却水的流量作为调节参数。首先从被测点测出的温度通过测量元件及变送器，将所测数值与定植进行比较，然后通过调节器读对执行器进行有所动作，以用来调节冷却水的流量，以利于换热器出来的气体达到一个稳定的温度值，有效的控制好气体温度。5.2换热器温度控制系统方块图　　　　　筒体夹套流量调节阀控制器2控制器1检测变送器1检测变送器2课设总结通过这次的课程设计收获颇丰，不仅从中学到了许多的专业反方面的知识，如解析塔的基本结构和工艺过程，工艺流程图和物料流程图画法及其包含的内容，我们从一个了解的层面到了一个基本掌握的层次；更重要的是让我们懂得了团队合作精神的重要性，我们在设计过程中每个同学都积极的完成自己的任务，同时也积极和其他同学积极地配合探讨，本来这个课设就是一个整体，每个人好像就是设计步骤中的一步，只有组合起来才是一份完整的设计说明书。在完成这次课程设计中，我们也遇到了很多的问题，在查阅资料和相互讨论解决外，更多的是各位指导老师细心的辅导，感谢各位老师！！！