发布时间 : 星期三 文章年产65万吨煤制甲醇合成工段工艺设计_毕业论文更新完毕开始阅读
DN2000×30，曲面高度h1=500mm，直边高度h2=50mm，材料为18MnMoNbR。 （5）采用弓形折流板，材质为16MnR，折流板高度为h=（3/4）Di =（3/4)×2000= 1500mm。查得管径为38mm的换热管折流板间距最大为2500mm，取折流板间距为1500mm，则所需折流板数为6块，拉杆数为18，直径为12mm。 换热器的设计如下表：
表4.4 换热器设计汇总表
Tab. 4.4 heat exchanger design summary 筒体 封头 （椭圆形） 壁厚（mm) 拉杆 直径（mm） 数目 30 12 18 折流板 数目 长度（mm） 间距（mm） 6 1500 1500 内径（mm） 壁厚（mm） 内径（mm） 2000 30 2000 换热管 数目 管长（mm） 尺寸（mm） 1100 9000
?38×2.5 4.2.2水冷器的设计
（1）由热量衡算得水冷器的热负荷为2.359×108 kJ/h，即6.553×107W，取传热系数K=1000W/（m2.℃)
出塔气： 145℃ → 40℃
60
← 25℃
△t1=85℃ △t2=15℃
平均温差 ： △tm?△t1-△t285-15??54.36℃
△t185lnln△t215Q6.553?107由Q=KS△tm 得：传热面积 S???1205.48m2
K△tm1000?54.36（2）查《化工设备机械基础》，选用材质为?38×2.5的无缝不锈钢管钢管，长 度为9000mm，正三角形排布，共需换热管根数：
S1205.48n???1292根
3.14dl3.14?0.0330?9 因需设置拉杆18根，故所需实际换热管数为1274根。 换热管外径查得相邻两换热管中心距为a=48mm，对角线管数：
b=1.1n=1.1×1274=39mm
则换热器直径为：D=a（b-1）+2L=48×（39-1）+2×2×38=1976mm，圆整
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为2000mm。
（3）换热器壳体材质采用18MnMoNbR低合金钢钢材，壁厚的计算公式：
δ=PcDi
2[?]t??Pc 其中封头与壳体采用双面对接焊，100%无损检测，故焊接系数? 壳程通入的是合成气，压力为5.2MPa，取设计压力Pc=5.5MPa，外径
Di=2000mm，查得在40℃下的许用应力为[σ]40 =132MPa,由此计算得换热器的计 算壁厚： δ=PcDi5.5?2000??42.55mm,取附加厚度C =1.25mm,
2[?]t??Pc2?132-5.5则名义壁厚δn=42.55+1.25=43.8mm，圆整后取厚度为46mm。 （4）上下封头采用标准椭圆形封头，则封头为DN2000×46，曲面高度h1=500mm，直边高度h2=50mm，材质为18MnMoNbR。 水冷器的设计如下表：
表4.5 水冷器设计汇总表 Tab. 4.5 water cooler design summary 筒体 封头 （椭圆形） 拉杆 数目 18 间距（mm） 2000 内径（mm） 壁厚（mm） 内径（mm） 壁厚（mm) 直径（mm） 2000 46 2000 46 12 折流板 换热管 数目 管长（mm） 尺寸（mm） 数目 长度（mm） 1274 9000 ?38×2.5 6 1500 4.2.3汽包的选型
由合成塔出来的水蒸气为220℃，与来自合成塔的100℃沸水经汽包进行换热后降为200℃。
采用浮头式换热器，壳体与换热管材质为16MnR，由热量衡算得热负荷为6.87×107 kJ/h，即1.908×107W，取传热系数K=1100W（m2.℃）
热源：220℃ → 200℃ 冷源：200℃ ← 100℃ △t1=20℃ △t2=100℃
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平均温差△tm： △tm?△t2-△t1?100-20?49.72℃
△t2100lnln△t120Q1.908?107 由Q=KS△tm 得：传热面积S???348.86m2
K△tm1100?49.72 查《典型化工单元操作设备设计》[18]得所需型号F1200Ⅵ-2.5-378.4， 所选汽包具体参数如下：
表4.6 选定换热器相关参数
Tab. 4.6 selected parameters of heat exchanger 项目 壳体/mm 公称压强/MPa 公称面积/m2 管程数
参数 1200 2.5 378.4 6
项目 管子尺寸/mm 管长/m 中心排管子数 管子排列方法
参数
?25×2.5
6 21 三角形
4.2.4分离器的设计
采用丝网除沫分离器，其具有比表面积大，质量轻，空隙大以及使用方便等优点。令u=20m/s。由物料衡算得分离器出口气量为50660.258kmol/h，即1134789.779m3/h，分离器内设100层除沫层。
除沫器的直径为：D?14Vs1?100πu1004?1134789.779?2.60m
3.14?20 选取不锈钢标准型除沫器，规格40-100，不锈钢丝网尺寸Φ0.23。分离器的高度3000mm，裙座的直径2600mm，壁厚60mm，即上下封头壁厚也为60mm，直径2600mm，材料选择15MnR。 4.2.5合成气压缩机选型
由物料衡算得每小时的进料量为59689.238kmol/h，即每分钟进料为22283.98m3。设计中选用的合成气压缩机为离心压缩机，离心压缩机具有以下的特点：流量大而均匀，体积小，运转平稳，容易调节，维护方便。设计最终选用的是沈阳鼓风机厂设计的BCL456+2BCL407离心压缩机。 5.甲醇合成工段安全技术与环境保护 5.1有毒物质的预防
甲醇生产过程中主要产品是甲醇，主要副产品为二甲醚，以及原料气中的一
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氧化碳和硫化物，属于易燃易爆及有毒的气体。在生产过程中容易发生中毒、火灾、爆炸事故等职业危害。对上述物质中毒现象应进行救治与预防[19]。 5.1.1 甲醇中毒的应急处理
甲醇在常温下为无色透明液体，为神经性毒物，可经过呼吸道、肠胃和皮肤吸收，具有明显的麻痹作用。误饮5~10ml即可至严重中毒，10ml以上即有眼睛失明的危险，30ml以上能使人致死，空气中允许浓度为0.05mg/L。若皮肤接触甲醇，应立即出去被污染的衣服，用肥皂水和清水彻底清洗皮肤；若眼睛接触，应提起眼睑，用流动的清水或生理盐水冲洗并就医；当吸入甲醇气体时，应迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，危急时立即进行人工呼吸或输氧，就医；误食的情况下先饮足量温水，催吐，用清水或1%硫代硫酸钠溶液洗胃并就医。
5.1.2 二甲醚中毒的应急处理
二甲醚为弱麻醉剂，对呼吸道由轻微的刺激作用，长期接触会是皮肤发红、水肿、生疱。在二甲醚浓度较高的场合工作，需防止有明火与静电产生，工作者必须戴隔离式防毒面具。发现中毒时，应立即将中毒者脱离现场，到空气新鲜的地方。
5.1.3 一氧化碳中毒的应急处理
一氧化碳为无色气体，极易被人体吸入而发生中毒事件。一氧化碳与血液中的血红蛋白结合导致全身缺氧或窒息。中毒者应被抬至空旷的地方，呼吸衰竭者应进行人工呼吸或吸氧；呼吸困难者应进行强制输氧。紧急处理后立即就医。 5.1.4 硫化氢中毒的应急处理
硫化氢是一种强烈的神经毒物，与人体细胞色素氧化镁中的铁作用，引起组织缺氧而造成呼吸困难。大量吸入会引起肺气肿，对人体粘膜有刺激作用，引起角膜炎和结膜炎。硫化氢中毒时表现为咳嗽、结膜刺痛、肺气肿、轻度肺炎。空气中浓度大0.7mg/L即可引起中毒中毒。中毒者应立即抬至空旷地区，进行人工呼吸或人工输氧，并使患者吸入少量的氯气。
总而言之，防止毒物泄露是防止中毒的根本措施，提高各类阀门、泵、法兰的密封性，降低车间各设备、管线的泄露率是根本出发点。加强车间的通风，定期进行周围环境有毒物质的检测；取样分析的样品应妥善放置和处理。 5.2甲醇的贮存
甲醇贮罐应放置在阴凉、通风的仓间内，远离火种、热源，仓储间温度不宜
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