甲醇制氢生产装置设计设计任务

甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计设计任务甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书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：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。与电解水制氢相比，单位氢气成本较低。所用原料甲醇易得，运输、贮存方便。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。目录设计任务书………………3甲醇制氢工艺设计………4甲醇制氢工艺流程………………4物料衡算…………4热量衡算…………6反应器设计……………….9工艺计算…………9TOC\o"1-5"\h\z结构设计……… 13管道设计……… …自控设计……… …技术经济评价、环境评价 结束语……… ……致谢……… ………参考文献……… …附录：1.反应器装配图，零件图.管道平面布置图.设备平面布置图.管道仪表流程图.管道空视图.单参数控制方案图甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书1、设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书2、甲醇制氢工艺设计甲醇制氢工艺流程甲醇制氢的物料流程如图1－2。流程包括以下步骤：甲醇与水按配比1：1.5进入原料液储罐，通过计算泵进入换热器(E0101)预热，然后在汽化塔(T0101)汽化，在经过换热器(E0102过热到反应温度进入转化器(R0101)，转化反应生成h2、co2的以及未反应的甲醇和水蒸气等首先与原料液换热(E0101)冷却，然后经水冷器(E0103)冷凝分离水和甲醇，这部分水和甲醇可以进入原料液储罐，水冷分离后的气体进入吸收塔，经碳酸丙烯脂吸收分离CO2，吸收饱和的吸收液进入解析塔降压解析后循环使用，最后进入PSA装置进一步脱除分离残余的CO2、CO及其它杂质，得到一定纯度要求的氢气。VC'lC'lP0102EOIO1TOlC'lEO1'32RD1KEO1C8TO1O2TO103P01W原料液贮爆 杲通热as 汽」匕塔 过涮器转出器冷裁器吸收塔解析塔泵23456T8910机外悔LLLLEgggggcmicns.rg153ug1013.匿9mi©10.135:姆姆H2Q855,123S5.123S55.123855.123B55.123296,386286.廊少箫少散C02W:我1365.7201365.720少量CO8,^98.7n98.7798.779R2187.而口]67.500息.5W]87.50DX图1－2甲醇制氢的物料流程图及各节点物料物料衡算据甲醇蒸气转化反应方程式:CHOH-COT+2HT 3(1-1)2 CO+HO-COT+HT (1-2) 2CH2OH分解为CO转化率99%,反应温度280℃,反应压力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol).甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书2、投料计算量代入转化率数据,式(1-3)和式(1-4)变为:TOC\o"1-5"\h\zCHOHf0.99COf+1.98H f+0.01CH3OH 2CO+03.99H Of0.99CO f+1.99H+0.01CO2 2合并式2(1-5),式(1-6)得到:CHOH+0.981HOf0.981CO f+0.961H3f+0.01CHOH2+0.0099COf 2氢气产2量为: 12300m3/h=53.571kmol/h甲醇投料量为：53.571/2.9601x32=579.126kg/h水投料量为：579.126/32x1.5x18=488.638kg/h3、原料液储槽(V0101)进：甲醇579.126kg/h,水488.638kg/h出：甲醇579.126kg/h,水488.638kg/h4、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579.126kg/h,水488.638kg/h,甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书总计1067.764kg/h出：生成CO579.126/32x0.9801x44=780.452kg/h2H579.126/32x2.9601x2=107.142kg/h2CO 579.126/32x0.0099x28=5.017kg/h剩余甲醇 579.126/32x0.01x32=5.791kg/h剩余水488.638-579.126/32x0.9801x18=169.362kg/h总 计1067.764kg/h6、吸收塔和解析塔吸收塔的总压为1.5MPa,其中CO的分压为0.38MPa,操作温度为常温(25℃).止匕时，每m3吸收液可溶解CO11.77m3.此数据可以在一般化工基础数据手册中2找到，二氯化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度数据见表1一l及表1—2。解吸塔操作压力为0.1MPa,CO溶解度为2.32,则此时吸收塔的吸收能力为: 211.77-2.32=9.45甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书0.4MPa 压 力 下=pM/RT=0.4*44/[0.0082*(273.15+25)]=7.20kcog/m3CO体积量V=780.452/7.20=108.396m3/h 2据此,所需吸收液量为108.396/9.45=11.47m3/h考虑吸收塔效率以及操作弹性需要,取吸收量为11.47m/h=34.41m/h3 *3 3可知系统压力降至0.1MPa时，析出CO量为108.396m3/h=780.451kg/h. 2混合气体中的其他组分如氢气,CO以及微量甲醇等也可以按上述过程进行计算,在此,忽略这些组分在吸收液内的吸收.7、PSA系统略.8、各节点的物料量综合上面的工艺物料衡算结果,给出物料流程图及各节点的物料量,见图1一2.3.3热量衡算1、汽化塔顶温确定

在已知汽相组成和总压的条件下，可以根据汽液平衡关系确定汽化塔的操作温度•甲醇和水的蒸气压数据可以从一些化工基础数据手册中得到：表1-3列出了甲醇的蒸气压数据•水的物性数据在很多手册中都可以得到，这里从略。在本工艺过程中,要使甲醇水完全汽化,则其汽相分率必然是甲醇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+0.6p=1.5MPa=2.19MPa;甲醇=2.4MPa;甲醇初设甲醇T』=2.19MPa;甲醇=2.4MPa;甲醇p=0.824MPap=1.3704<1.5MPa再设总 T=175℃pp=0.93MPa水p=1.51MPa蒸气压总与总压基本一致,可以认为操作压力为1.5MPa时，汽化塔塔顶温度为175℃.2、转换器(R0101)两步反应的总反应热为49.66J/mol,于是,在转化器内需要供给热量为:Q=579.126x0.99/32x1000x(-49.66)反应=-8.90x105kJ/h此热量由导热油系统带来,反应温度为280℃,可以选用导热油温度为320℃,导热油温度降设定为5℃,从手册中查到导热油的物性参数,如比定压热容与温度的关系,可得:c=4.1868x0.68=2.85kJ/(kg-K),p320田c=2.81kJ/(kg•K)p300田取平均值c=2.83kJ/(kg•K)则导热油用量w=Q/(cAt)=8.90x105/(2.83x5)=62898kg/h反应 p3、过热器(E0102)甲醇和水的饱和蒸气在过热器中175℃过热到280℃,此热量由导热油供给.从手册中可以方便地得到甲醇和水蒸气的部分比定压热容数据,见表1-4.气体升温所需热量为:Q=£cmAt=(1.90x579.126+4.82x488.638)xp(280-175)=3.63x105kJ/h导热油c=2：826kJ/(kgK),于是其温降为:At=Q/(cm)=3p.63x105/(2.826x62898)=2.04℃P导热油出口温度为: 315-2.0=313.0℃4、汽化塔(TO101)认为汽化塔仅有潜热变化。175℃甲醇H=727.2kJ/kg水H=203IkJ/kgQ=579.126x727.2+2031x488.638=1.41x106kJ/h以300℃导热油c计算c=2.76kJ/(kg•K)at=Q/(cm)=1.41x106/(2.76x62898)二P8.12℃则导热油出口温度t=313.0-8.1=304.9℃导热油系统温差为/=320-304.9=15.1℃基本合适.5、换热器(EO101)壳程：甲醇和水液体混合物由常温(25℃)升至175℃，其比热容数据也可以从手册中得到，表1一5列出了甲醇和水液体的部分比定压热容数据。液体混合物升温所需热量Q二2cmat=(579.126x3.14+488.638x4.30)xp(175-25)=5.88x105kJ/h管程：没有相变化，同时一般气体在一定的温度范围内，热容变化不大，以恒定值计算，这里取各种气体的比定压热容为：cffi10.47kJ/(kg•K)pcoc14.65kJ/(kg•K)XpH2c4.19kJ/(kg•K)Xpco则管程中反应后气体混合物的温度变化为：at=Q/(cm)=5.88x105/(10.47x780.452+14P.65x107.142+4.19x169.362)=56.3℃换热器出口温度为280-56.3=223.7℃6、冷凝器(EO103)在E0103中包含两方面的变化：①CO,CO,H的冷却以及②CHOH,HO的冷却2和冷凝.2 3 2①CO,CO,H的冷却Q=£cmat=(10.47x780.452+14.65x10p7.142+4.19x5.017)x(223.7-40)=1.79x106kJ/h②CHOH的量很小，在此其冷凝和冷却忽略不计。压力为1.5MPa时水的冷凝热为：H=2135KJ/kg,总冷凝热Q=Hxm=2135x169.362=3.62x105kJ/h2水显热变化Q=cmat=4.19x169.362x(223.7-40)=1.30x105kJ/hQ=Q+Q+Q=2.28x106kJ/h123冷却介质为循环水，采用中温型凉水塔，则温差△T=10℃用水量w=Q/(cAt)=2.28x106/(4.19x10)=54415kg/3、反应器设计计算工艺计算已知甲醇制氢转化工艺的基本反应为：CH3OH+H2O=CO2+3H2。该反应在管式反应器进行，进出反应器的各物料的工艺参数如表3-1所示。物流名称管程壳程/(kg/h)进 口/(kg/h)出 口/(kg/h)设计温度/oC压力/MPa进出口/(kg/h)设计温度/oC压力/MPa甲醇579.1265.7912801.5水488.638169.362二氧化碳780.452一氧化碳5.017氢气107.142导热油62898320.0.5表^3-1反应器的物流表（1）计算反应物的流量对于甲醇，其摩尔质量为_32kg-k/mol,则其摩尔流量为：579.126/32=l8T098kmol/h对于水，其摩尔质量为/kg-k/mol,其摩尔流量为：488.638/18=27.147kmol/h对于氢气，其摩尔质量为2kg•k/mol,其摩尔流量为：107.142/2=53.57lkmol/h对于一氧化碳，其摩尔质量为28kg-k/mol,其摩尔流量为：5.017/28=0.179kmol/h进料气中甲醇的摩尔分率yA为：Ya= 18.098 二0.418.098+27.147对于甲醇和水，由于温度不太高（280oC），压力不太大（1.5MPa），故可将其近似视为理想气体考虑。有理想气体状态方程pV=nRT，可分别计算出进料气中甲醇和水的体积流量：甲醇的体积流量VA为：V=18.098*8314.3*（273.15+280） m3/h.1.5*106水的体积流量VB为：Vq=27.147*8314.3*（273.15+280）_____m3/hB =83.2331.5*106进料气的总质量为：mo=55.489+83.233=1067.764kg/h（2）计算反应的转化率

进入反应器时甲醇的流量为579.126kg/h出反应器时甲醇的流量为5.791kg/h,则甲醇的转化率XAf为：xAf=―一5.791*100%二99%579.126即反应过程中消耗甲醇的物质的量为：18.098X99%=17.917kmol/h（3）计算反应体系的膨胀因子由体系的化学反应方程式可知，反应过程中气体的总物质的量发生了变化，可求出膨胀因子6Ao对于甲醇有：6=3+1一1一1A =21（4）计算空间时间根据有关文献，该反应为一级反应，反应动力学方程为：rA=kpAk=5.5X10-4e68600RTC=CAn1-XAAO---4—1+6yX4A4上式两边同乘以RT,则得：pA=CpA=CAORT1一X 4——1+6yX4A4T=CAO/T=CAO/XAf0dx——ArAx]-^4—yxAA/=CJ//[kCAnRT1-TOC\o"1-5"\h\zAOxAfdx AO --「0A 1+8A= 1kRT1+8yxdx4xAfAAAA0 1一XA将k=5.5X10-4e68600m3/(kmol•h),R=8314.3心“…'T=553.15K，8A=2,y=0.4,kj（kmol•K） A A代入上式，’可得空间时间：t=0.0038h（5）计算所需反应器的容积VR=tVO进料气的总体积流量为：VO=55.489+83.233=138.722m3/h=0.0385m3/s则可得所需反应器的容积为：VR=tVO=0.0038X138.722=0.527m3（6）计算管长由文献可知，气体在反应器内的空塔流速为0.1m/s考虑催化剂填层的空隙率对气体空塔速度的影响，取流动速度为u=0.2m/s,则反应管的长度为：l=tu=0.0038X3600X0.2=2.736m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：u=，=—3—二0.22m/st0.0038*3600（7）计算反应热甲醇制氢的反应实际为两个反应的叠合，即CH3OH=CO+2H2-90.8kj/molCO+H2O=CO2+H2+43.5kj/mol反应过程中的一氧化碳全部由甲醇分解而得，由化学反应式可知，每转化1kmol的甲醇就可生成Ikmol的一氧化碳，则反应过程中产生的一氧化碳的物质的量为17.917kmol/h。反应器出口处的一氧化碳的物质的量为0.179kmol/h,转化的一氧化碳的物质的量为：17.917-0.179=17.738kmol/h一氧化碳的转化率为：x=17.738xCO *100%=99%17.917则反应过程中所需向反应器内供给的热量为：Q=90.8X103X17.917-43.5X103X17.738=855.261X103kJ/h

(8)确定所需的换热面积假定选用的管子内径为d,壁厚为t,则其外径为d+2t,管子数量为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GB151,3200c时钢的导热系数为入=44.9W/(m-oC),管外油侧的对流给热系数为ao=300W/(m2•oC),管内侧的对流给热系数为ai=80W/(m2-oC),根据表5-2所列的壁面污垢系数查得,反应管内、外侧的污垢系数分另IJ为0.0002m2-oC/W和0.0008m2•oC/W总污垢系数为Rf=0.0002+0.0008=0.001m2•oC/W根据传热学,反应器的传热系数为：K=1/(1d+2t+1+t+R『) -faidao入由于〜的值接近于1,对K带来的误差小于d1%；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(i+iK=1(i+i+R,)=-Tfaiao11——+ +0.00130080=59.4W/(m2・oC)=213.84kJ/(h•m2•oC)由于反应器所需的换热面积为：F=Q=855.261*103 _99988m2KAt213.84*(320-280)(9)计算管子的内径反应器需要的换热面积为：F=nndl反应器内气体的体积流量为：Vo=nnd2U~T~联立上述两式，并将l=6m,u=0.22(m/s),F=99.988(m2)Vo=0.0385(m3/s)代入，即可得所需管子的内径为：d=0.0210m。根据计算所得的管子内径，按前述换热设备设计选择合适的管子型号和所需的管数及布管方式。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换热管材料选用碳钢无缝钢管①25X2换热管内径、外径d;dm0.021;0.025管 换热管管长Lm选用3m标准管长3.0程 换热管根数n99.988325（圆整）结n_Ao_ 构ndL兀x0.025x3设 管程数Ni根据管内流体流速范围选定1计 管程进出口接管djt*Sjtm按接管内流体流速合理选取①60X1.6尺寸

（外径*壁厚）壳程数Ns1换热管排列形式正三角形排列正三角形排列换热管中心距SmS=1.25d或按标准0.032分程隔板槽两侧S按标准中心距管管束中心排管数nc厂-1.1J331(外加八根nc-1.1、n21程拉杆）结壳体内径DmDi=S(Nc-1)+(1~2)d0.7构换热器长径比iL/DiL/Di4.28合理设实排热管根数n作图351计折流板形式选定单弓形折流板折流板外直径Dbm按GB151-19990.675折流板缺口弦离hm取h=0.20Di0.14折流板间距Bm取B=(0.2〜1)Di0.33折流板数NbNb=L/B-18壳程进出口接管dj*Sj合理选取①114X2选取尺寸3.2外壳结构设计按照GB150-1998《钢制压力容器》进行结构设计计算。筒体（1）筒体内径（1）筒体内径:700mm设计压力：P设计温度取350℃筒体材焊接接头系数①=0.8=1.1p=0.55MPacw料：16MnR钢板厚度负偏差C1=0,腐蚀裕量C2=1.0mm,厚度附加量C=C1+C2=1.0mm.筒体的计算厚度计算6= PcDi_0.55*7002[Q]t科Pc=2*134*1-0.55一.mm考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列，得材料名义厚度或4mm.取§6mmn= 0=6mmn强度校核有效厚度0e=0n-C1-C2=5mm6=4^=0.55*（700+5）二38.775Mpa<dtg134Mpa20e 2*5符合强度要求。（2）根据筒径选用非金属软垫片：垫片厚度：3垫片外径:765垫片内径：715根据筒体名义厚度选用乙型平焊法兰JB4702）法兰材料：16MnRDN法兰外径中心孔直径法兰厚度螺栓孔直径螺纹规格螺栓数量7008608154627M2424表3-2筒体法兰数据封头（1）封头内径：700mm设计压力： P=1.6MPa设计温度取300。C封头材料：16MnR

焊接接头系数①=1.0钢板厚度负偏差C1=0,腐蚀裕量C2=1.0mm,厚度附加量C=C1+C2=1.0mm.封头的计算厚度计算选用标准椭圆形封头，K=1.0KPD.ci2[o尸科0.5PcKPD.ci2[o尸科0.5Pc=4.790mm2x134x1-0.5x1.6考虑厚度附加量并圆整至钢板厚度系列，取封头名义厚度与筒体厚度相同，得材料名义厚度5n=6mm.强度校核有效厚度5e=5n-C1-C2=7mmotPc(kdi+0.53e)=1.6x(1.0X800+0.5X7)_91829MPa<[o]t0=144MP25e 2X7 . ta符合强度要求。根据筒径选用标准椭圆形封头直边高：25曲边高：200壁厚：67、换热管(GB151-1999)管子材料：16MnR根据上节中计算的管子内径选用尺寸：巾25X2管长：3000 根数：345甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书实排根数：351(外加6根拉杆)排列形式：正三角形中心距：32 管束中心排管数：21长径比：4.288、管程数据管程数：1 管程气体流速：1m/s进出口接管尺寸：660X1.6 接管材料：16Mn法兰类型：板式平焊法兰(HG20593-97)法兰DN法兰外径中心孔直径法兰厚度法兰内径DN法兰外径中心孔直径法兰厚度法兰内径螺栓孔直径螺栓孔数螺纹规格50140110.1659144M12表3-3'管程法兰数据9、壳程数据壳程数：1 壳程液体流速：1.2m/sDN法兰外径中心孔直径法兰厚度法兰内径螺栓孔直径螺栓孔数螺纹规格10021017018、九、DN法兰外径中心孔直径法兰厚度法兰内径螺栓孔直径螺栓孔数螺纹规格10021017018、九、116184M16表3-4.壳程法兰数据12、折流板(GB151-1999)甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书材料：16MnR 形式：单弓形外直径：795.5管孔直径：25.4缺口弦高：140 间距：330板数：8厚度：613、拉杆(GB151-1999)直径：16 螺纹规格：M16根数；614、耳座JB/T4725-92)(7)耳式支座选用及验算由于该吸收塔相对结构较小，故选用结构简单的耳式支座。根据JB/T4732—92选用支座：JB/T4732—92,耳座A3,其允许载荷[Q]=30Kn,适用公径DN700〜1400,支座处许用弯矩[M]=8.35kN*m。支座材料Q235—A*F。 '1)支座承受的实际载荷计算水平地震载荷为：p=amge eoa为地震系数，地震设计烈度为7时，a=0.24eem为设备总质量经计算该反应器的m=1119kgoo水平地震载荷为：p= =0.24X1119X9.8amge eo=2631.99N水平风载荷为：p=1.2„DHH_12X1.0X550fqh—1.2w i0 0 0X3400X1500=3366N偏心载荷G=0N偏心距S=0mm其中f为风压高度变化系数，按设备质心所在高度。q为基本风压，假设该填料塔安装在南京地区,0南京地区的q=550N/m2。f风压高度系数见参考资料。0 i水平力取p与p两者的大值，即P=Pe+0.25pw=26e31.99+w0.25*3366=3473.5N支座安装尺寸为D：D= 三 三 L /(D+26+26)2-(b—26)+2(1—s)=867mmin3 2 2 2 1式中，6为耳式支座侧板厚度；6为耳式23支座衬板厚度。支座承受的实际载荷为Q：Q=「空二+4(叽G,S)]X10-3=n.3KN<b]_kn nd_|=30KN式中，G为偏心载荷；S为偏心距。满足支座本体允许载荷的要求。’2)支座处圆筒所受的支座弯矩M计算M=q*(12-si)=心*。25-50)=0,85kN<[M]L 103 103 I因此，开始选用的2A3支座满足要求。形式：A3型高度：200 底板：L1:125b1:8051：8s1：40筋板：L2:100 b2:10052：5 垫板:L3：20 b3:16053：6e:24地角螺栓规格：M24 螺栓孔直径：2715、管板材料：16MnR 换热管管孔直径:25 拉杆管孔直径：18厚度：50 外径：8603.3SW6校核

内筒体内压计算计算单位南京工业大学过程装备与控制工程系计算条件筒体简图计算压力P0.55MPa设计温度t350.00。C1iiii--Di―-1iIH--J£n内径D i700.00mm材料16MnR（正火）（板材）试验温度许用应力［可170.00MPa设计温度许用应力［司t134.00MPa试验温度下屈服点。345.00MPa钢板负偏差C 1 0.00mm腐蚀裕量C1.00mm焊接接头系数。0.80厚度及重量计算计算厚度PD c—i 3=2[o]t科Pc=1.80mm有效厚度3e=3n-C1-C2=5.00mm名义厚度3=6.00mm重量355.17Kg压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值PT=1.25P蓝=0.8700 （或由用户输入）MPa压力试验允许通过的应力水平［Q］T[Q]T<0,90口=310.50MPa试验压力下圆筒的应力p.(D+3)-Tieq= 23〃 =76.67MPa校核条件W<C]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力23e-0-0[P]=(Di+3e)=1.52057MPa设计温度下计算应力P(D+3)—c i e—ot= 23e =38.78MPa［。卜0107.20MPa校核条件[o]t0三ot结论合格甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书内压椭圆封头校核计算单位南京工业大学过程装备与控制工

程系甲醇制氢生产装置设计毕-算条业设条件务书计算压力产c0.55MPa设计温度t350.00°C内径Di700.00mm曲面高度hi175.00mm材料16MnR（热轧）（板材）试验温度许用应力[o]170.00MPa设计温度许用应力[o]t134.00MPa钢板负偏差q0.00mm腐蚀裕量C221.00mm焊接接头系数。0.80椭圆封头简图厚度及重量计算形状系数=1.0000计算厚度5 KPPD，=2[o]t^-0.5Pc=1.80有效厚度5e=5n-C1-C2=5.00最小厚度"min=1.05名义厚度5…n=6.00结论满足最小厚度要求重量27.30压力计算mmmmmmmmKgSo延长部分兼作法兰固定式管板甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书设计单位南京工业大学过程装备与控制工程系设计计算条件简图壳程圆筒设计压^Ps0.55MPa设计温度Ts350。C平均金属温度£,314C装配温度to15C材料名称16MnR（正火）/设计温度下许用应力［卬］134Mpa7平均金属温度下弹性模量Es1.84e+05Mpa平均金属温度下热膨胀系数41.3e-05mm/mm°C壳程圆筒内径Di700mm壳程圆筒名义厚度Ss6mm壳程圆筒有效厚网4.25mm壳体法兰设计温度下弹性模量Ef51.79e+05MPa壳程圆筒内直径横截面积4=0.25兀D23.848e+05mm2壳程圆筒金属横截面积A『兀3§（Di+3s）9403mm2管箱圆筒设计压^Pt1.6MPa设计温度Tt300°C材料名称设计温度下弹性模量Eh1.846e+05MPa管箱圆筒名义厚度（管箱为高颈法兰取法兰颈部大小端平均值）3h16mm管箱圆筒有效厚度3he4mm管箱法兰设计温度下弹性模量E”1.86e+05MPa换热管材料名称20G（正火）管子平均温度tt230°C设计温度下管子材料许用应力［卬t92MPa设计温度下管子材料屈服应力0st147MPa设计温度下管子材料弹性模量Et1.73e+05MPa平均金属温度下管子材料弹性模量Et1.842e+05MPa平均金属温度下管子材料热膨胀系数at1.244e-05,°Cmm/mm管子外径d25mm管子壁厚312mm甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书注：

换热管管子根数n351换热管中心距S32mm一根管子金属横截面积a-兀3t（d5t）144.5mm2换热管长度L3000mm管子有效长度（两管板内侧间距）L12900mm管束模数Kt=Etna/LDi3790MPa1管子回转半径i=0.25\:d2+(d-23t)28.162mm管子受压失稳当量长度）10mm系数Cr=词2E"。；152.4比值lcr/i1.225__ 兀2EC<=-c^ [°]rr-2U小2管子稳定许用压应力（ri） 2（aMPa（C> ）[O] =s1-cr管子稳定许用压应力I「，Icr2I 2£」73.2MPa管板材料名称16MnR（正火）设计温度t“350°C设计温度下许用应力116MPa设计温度下弹性模量Ep1.79e+05MPa管板腐蚀裕量C22mm管板输入厚度3n50mm管板计算厚度348mm隔板槽面积（包括拉杆和假管区面积）Ad0mm2管板强度削弱系数n0.4管板刚度削弱系数目0.4D十上p 皿K2=1318二％'Ena/EL3”管子加强系数 3%t p KK=4.11管板和管子连接型式焊接管板和管子胀接（焊接）高度l3.5mm胀接许用拉脱应力[q]MPa焊接许用拉脱应力[q]46MPa管甲醇总箱法兰材料名称16MnR（正火）1」管箱法装置设度毕业设计任务书46mm法兰外径Df860mm基本法兰力矩Mm7.515e+07N-mm管程压力操作工况下法兰力Mp3.266e+07N-mm法兰宽度bf=(Df-Di)/280mm比直5h/Di0.005714比直3；/Di0.06571系数0”(按3h/Di,3”Di,查<<68151-1999>>图25)0.00系则(按3hDafDi£<GB151-1999>.26)0.000151Kf'=112[旋转刚度 12fDi+bf'D]i3+E「①"]h9.542MPa壳体法兰材料名称16MnR（正火）壳体法兰厚度3f44mm法兰外径Df860mm法兰宽度bf=(Df-Di)/280mm比直3s/Di0.006071比<3f,/Di0.06286系数。脚h/D137Di，J<GB151-1999>.250.00系数「3h/D?37Di，s<<GB151-l999>>ffl260.0001626K'=—于12旋转刚度d.+bi I片।+Es3,]8.573MPa法兰外径与内径之比K二Df/Di1.229壳体法兰应力系数V（按K查<<68150—1998>>表9-5）9.55KJJ旋转刚度无量纲参数f4Kt0.001777膨胀节总体轴向刚度不-0N/mm甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书系数计算管板第一弯矩系数(按K,Kf^<<GB151-1999>>S27)mi0.1075m系数KKf14.73系数(按KtKf^<<GB151-98>>029)G22.952Enat换热管束与不带膨胀节壳体刚度之比Q=EsA4.445Q-Etna(Es&+KexL)换热管束与带膨胀节壳体刚度之比‘X EsAsKexL<<<GB151-1999>>管板第二弯矩系数(按K,Q或Qex查图28(a)或(b))m23.591显， m1M— 1系数(带膨胀节时Q代替Q) 2K(Q+G2)0.001768系数(按K,Q或Qex查图30)G30.01187法兰力矩折减系数自-fKf+G3)0.1302AM—管板边缘力矩变化系数 &+KJ*f0.9722法兰力矩变化系数AMf-AMkJk；0.8734管板参数管板开孔后面积A,=A-0.25n血22.43e+05mm2管板布管区面积(三角形布管)At—0.866nS2+Ad(正方形布管)At-nS2+Ad2.563e+05mm2管板布管区当量直径Dt，AJ8571.2mm系数计算系数九-Ai/A0.6314系数P—na/Ai0.1719系数Zs—0.4+0.6X(1+Q)/入5.575系数(带膨胀节时Qex代替Q)Zt—Md+B)+(0.6+Q)/入8.46管板布管区当量直径与壳体内径之比Pt—D/Di0.8161管板周边不布管区无量纲宽度k=K(1-p)0.756甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书仅有壳程压力Ps作用下的危险组合工况(Pt=0)不计温差应力计温差应力换热管与壳程圆筒热膨胀变形差丫=a(t30)-a(t「t0)0.0-0.001212当量压力组合P二P0.550.55MPa有效压力组合P=Z,P「的Ea t3.066-35.3MPa基本法兰力矩系数M=4Mmm九九D3Pia0.1441-0.01252~ ~管板边缘力矩系数M=Mm((AM)M1m 10.1458-0.0108管板边缘剪力系数v=wM2.147-0.159管板总弯矩系数m=-1+v2.484-0.5511系数G仅用于m>0时G=3m3K1e 1e0.72540.1609系数G1i当m>0时,按K和m查图31(a)实线当m<0时，按K和m查图31(b)1.3820.7278系数Gm>0,g=maxG,G),1 i 1e1im<0,G=G11i1.3820.7278管板径向应力系数带膨胀节Q为Qex〜◎=1(1+v)Gr4Q+G120.14690.02068管板布管区周边处径向应力系数~◎=3m(1+v)'r4K(Q+G)20.1929-0.01143管板布管区周边处剪切应力系数t=11+vp4Q+G20.10640.02842壳体法兰力矩系数M =&M-(AM)Mws m f10.01721-0.003174◎二rP九~(D丫[b-口。J~ 入，D\2=◎P—寸raRib/k k2 l1—-十丁(V2-m)m2mP入~DT=—^T—tpRpb计算值许用值[◎]tr[◎]tr[◎]tr计算值许用值[◎]tr[◎]tr[◎]tr

壳体法兰应力O'=-YMP入(D)2f4 3°o‘f63.261.5[o]tr174134.33[o]tr348MPa换热管轴向应力1「 G—Qv ]O=尸—PtpcQ+Ga2 2 」19.1[O]tt92[o]cr73.2104.83[o]tt276[o]cr73.2MPa壳程圆筒轴向应力O=工入(1+v)PcA(Q+G)as 233.71。[o]tc107.2-103.73巾[o]tc321.6MPa换热管与管板连接拉脱应力q="dl-10.04[q]4655.083田］焊接［q］胀接138MPa仅有管程压力々作用下的危险组合工况（Ps=0）不计温差应力计温差应力换热管与壳程圆筒热膨胀变形差丫=定30）-as（ts-to）0.0-0.001212当量压力组合Pc=-Pt（1+p）-1.875-1.875MPa有效压力组合Pa=-EtPt+pYEt-13.54-51.9MPa操作情况下法兰力矩系数~ 4M“M= A pp-入D3Pia-0.01419-0.0037管板边缘力矩系数M=Mp-0.01419-0.0037管板边缘剪力系数V=wM-0.2089-0.05448m+mv管板总弯矩系数m- —~1+v-0.8125-0.09322系数G仅用于m>0时G=m；K1e 1e0.23720.02722系数G1i当m>0时,按K和m查图31（a）实线当m<0时，按K和m查31（b）0.89920.4274系数gm>0,G=max(G，G、)；1 1 1e1im<0,G=G1 1i0.89920.4274管板径向应力系数带膨胀节Q为QexO1(1+v)Gr= …一14Q+G20.024040.01366

管板布管区周边处径向应力系数b_3_m(1+v)r4K(Q+G)2-0.01586-0.002174管板布管区周边处剪切应力系数C_11+Vp-4Q+G20.026740.03195壳体法兰力矩系数Mws=^Mp.m1-0.003615-0.00225计算值许用值计算值许用值管板径向应力0=6P-{D'r ra.131109.21.5[a]tr1742383[a]tr348MPa管板布管区周边攵。「U。,I1[}径向应力kk2—1一+丁(、2—mm2m82.671.5m1mVm=।21+V174170.13[a]tr348MPa管板布管区周边剪切应力T=P2*Dp日p3-6.7980.5[a]tr58-31.161.5[a]tr174MPa兀~ dD壳体法兰应力b=-YJM P1(土)2f4 wsa3'f58.651.5[a]tr1741403[a]tr348MPa换热管轴向应力1「 G-QV]b=cP—r~—PtPCQ+Ga2 2 」30.4[b]tt92[b]cr73.2119.53[a]tt276[b]cr73.2MPa壳程圆筒轴向应力A 1(1+V)b= [P+- P]CAt(Q+G)a」s 228.08。[a]tc107.2-105.93巾[a]tc321.6MPa换热管与管板连接拉脱应力q=6adl式15.98[q]4662.813田]焊接[q]胀接138MPa计算结果管板名义厚度3n50mm管板校核通过窄面整体（窄面整体（或带颈松式）法兰计算 计算单位 南京工业大学过程装备与控制工程系简图设计压力生产装置设计毕业设计任务书MPa计算压pc0.550MPa设计温度t350.0°C轴向外载荷F0.0N外力矩简图设计压力生产装置设计毕业设计任务书MPa计算压pc0.550MPa设计温度t350.0°C轴向外载荷F0.0N外力矩M0.0N.mm壳体材料名称16MnR（正火）许用应力[◎]t134.0MPa法材料名称16MnR（热轧）许用应力［司f157.0MPa［司f116.0MPa螺栓材料名称40MnVB许用应力［司b228.0MPa［司b170.0MPa公称直径dB240mm螺栓根径d120.8mm数量n24个设计条件垫「仁//『」工T_n_Lg_. A结构尺寸mmD.i700.0Do860.0Db815.0D765.0D因715.0s016.0Le22.5LA31.5h10.0s126.0材料类型软垫片N25.0m2.00y(MPa)11.0压紧面形状1a,1bb8.94DG747.1b0W6.4mmb=b0b0>6.4mmb=2.53*bob0W6.4mmDG=(D外+D内)/2b0>6.4mmDG=D外-2b螺栓受力计算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaaWa=nbDGy=230941.7操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp=Fp+F=287301.9所需螺栓总截面积AmAm=max(Apda)=1690.0mm2实际使用螺栓总截面积Abn-d2Ab= 4 =8117.5mm2操作MpccD2FD=0.785D2pc=211557.5NLD=LA+0.5S1=44.5mmMD=FDLD=9414309.0N.mmFG=Fp=46165.0NLG=0.5(Db-DG)=33.9mmMG=FGLG=1567064.6N.mmFT=F-FD=29434.0NLT=0.5(LA+51+LG)=45.7mmMT=FTLT=1345794.2N.mm外压：Mp=FD(LD-LG)+FT(LT-LG);内压：Mp=MD+MG+MT Mp=12327168.0N.mm预紧MaW=1118052.9NLG=33.9mmMa=WLG=37952176.0N.mm计算力矩Mo=MpMM/［叫中大者Mo=28041098.0N.mm甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书甲醇制氢生产装置设计毕业设计任务书螺栓间距校核实际间距L=吹n=106.7mm最小间距Z %L•=_ 一一一mm56.0 (查GB150-98表9-3)mm最大间距Z .L=max158.4mm形状常数确定h01吨=105.83h/ho=0.1K=D/Dto i=1.229530=1.6由K查表9-5得T=1.827Z=4.926Y=9.550U=10.495整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.90449VI=0.46604e=F；h0=0.00855松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.00000e=F"=0.00000查图9-7由315o得f=2.19408整体法兰d[=-h521 VIoo=610087.1松式法兰d1=~h521 Vl。。=0.053n=才=d1 0.2山=6f e+1=1.39丫=V/T=0.76- 4cP=-5,e+1=3f1.521=丫+n=0.92剪应力校核计算值许用值结论预紧状态WT= =1 KDl8.93MPaT]=0.8°]1 n校核合格操作状态WT=P=28Dl2.29MPa口=0.8012 n校核合格输入法兰厚度6f=46.0mm时，法兰应力校核应力性质计算值许用值结论轴向应力fMo”= o=自12Di141.03MPa15[°]f=174.0或25[o]n=335.0（按整体法兰设计的任意式法兰，取15[o]t）n）校核合格径向应力(1.335f・e+1)M0OR二 ' 二叫Di 31.30MPa[°]f=116.0校核合格切向应力myo= 0——Zo=T5fDi R26.61MPa[°]f=116.0校核合格综合应力mx(0.5(oH+oR),05(°H+oT))=86.16MPa[°]f=116.0校核合格法兰校核结果校核合格

开孔补强计算计算单南京工业大学过程装备与控制工程系开孔补强计算计算单南京工业大学过程装备与控制工程系接管：di” 计算方法：GB150-1998等X 面积补强法,单孔设计条件 简图计算压力p卜.55|MPa“c壳体型式I圆形筒体设计温度℃-壳体型式I圆形筒体壳体116MnR7正火板材材料名称及类型壳体开孔处焊接0.8接头系数。壳体内直上00 mm径Dimm壳体开孔处名义厚度工

mm壳体厚度1负偏差C10mm壳体腐蚀:裕量C221mm壳体材料:许用应力［。卜134MPa接管实际外伸长度200mm接管实际内伸长度0mm接管材料20G（热轧）接管焊接接头系数1名称及类型管材接管腐蚀裕量1mm补强圈材料名称凸形封头开孔中心至mm补强圈外径mm封头轴线的距离补强圈厚度mm

接管厚度负偏差C1t0.312mm补强圈厚度负偏差c1rmm接管材料许用应力[0]t92MPa补强圈许用应力[o]tMPa开孔补强计算壳体计算厚度61.8mm接管计算厚度6t0.33mm补强圈强度削弱系数fr0接管材料强度削弱系数，0.687开孔直径d112.6mm补强区有效宽度B225.2mm接管有效外伸长度h115.01mm接管有效内伸长度h220mm开孔削弱所需的补强面积A202.8mm2壳体多余金属面积A1360.4mm2接管多余金属面积A227.372mm2补强区内的焊缝面积A336mm2A1+A2+A3=403.7mm2，大于A,不需另加补强。补强圈面积A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论： 口: 补强满足要求,不需另加补强。4、管道设计4.1管子选型(1)材料——综合考虑设计温度、压力以及腐蚀性(包括氢腐蚀)，本装置主管道选择20g无缝钢管，理由如下：①腐蚀性——本生产装置原料甲醇、导热油对材料无特殊腐蚀性；产品氢气对产品可能产生氢腐蚀，但研究表明碳钢在220℃以下氢腐蚀反应速度极慢，而且氢分压不超过1.4MPa时，不管温度有多高，都不会发生严重的氢腐蚀。本装置中临氢部分最高工作温度为300℃，虽然超过220℃，但转化气中氢气的分压远低于1.4MPa。所以如g无缝钢管符合抗腐蚀要求。②温度——20g无缝钢管的最高工作温度可达475℃，温度符合要求。③经济性一一20g无缝钢管属于碳钢管，投资成本和运行维护均较低。二氧化碳用于食品，其管道选用不锈钢。(2)管子的规格尺寸的确定及必要的保温层设计①导热油管道的规格和保温结构的确定流量=110035.3Kg/h=0.028m3/sqv流速范围0.5〜2.0m/s取为2.0m/s则Di=西=133.5mmV兀u壁厚t=pD= 0.32*133.5 =口】，3p 2义100*0.8—0.32i0.267mmSch.x=1000X昌=1000X史=3El 100查表应选用Sch.5系列得管子故选择RO0101、RO0102、RO0103、RO0104管道规格为6159X4.5无缝钢管流速校正u=4qv=1.584m/s兀D2保温层计算:管道外表面温度T°=320,环境年平均温度Ta=20℃,年平均风速为2m/s,采用岩棉管壳保温,保温结构单位造价为750元/m3,贷款计息年数为5年,复利率为10%,热价为10元/106kJ.设保温层外表面温度为30℃,岩棉在使用温度下的导热系数为心。32+0.00018x〔胃-7。卜0.0609W/(m.K),)表面放热系数为a=1.1636+33)=1.1636+3<2^=12W/(m2-Ks保温工程投资偿还年分摊率S=01M+0.11=0.264G+0.11-1计算经济保温层经济厚度cID PXtT-T)2九Dln—=3.795x10-31—h 0 ————1D PSa0 TT S3.795x10-3、：■10x0.0609x8000x(320—20)2x0.0609750x0.264120.316查表得保温层厚度6=107mm.计算保温后的散热量2兀T-T) 2x3.14x(320-20) 0 a = LD2 1 10.159+0.2122x0.0609—In—1+ ln + 入DDa0.0609 0.159 0.371x120 1S131.244W/m计算保温后表面温度T=q+T=―+20=29.4℃s兀Daa兀X0.371X121s计算出来的表面温度29.4℃略低于最初计算导热系数是假设的表面温度30℃,故6=107mm的保温层可以满足工程要求.②甲醇原料管道的规格流量=1013.479Kg/h=qv0.00036m3/s 一般吸水管中流速u1=1m/s,出水管中流速u2=1.8m/s则Di—西=21.4mm/15.96mm1v兀u故选择PL0101管道规格为625X2无缝钢管选择PL0102管道规格为620X2无缝钢管流速校正u=4qv=1.04m/s,合适1斫U=4qv=1.79m/s2kd7③脱盐水原料管道的规格流量—855.123Kg/h—0.00024m3/sqv计算过程同上选择DNW0101管道规格为622X2无缝钢管选择DNW0102管道规格为618X2无缝钢管流速校正u=4qv=0.943m/s1kdTu=4qv=1.56m/s2访t④甲醇水混合后原料管道的规格流量=1868.802Kg/h=0.00060m3/sqv计算过程同上选择PL0103管道规格为632X2无缝钢管选择PL0104、PL0105管道规格为巾25X2无缝钢管流速校正u=4qv=0.974m/s1kd7U=4qv=1.732m/s2五⑤吸收液碳酸丙烯酯管道的规格流量=42000Kg/h=0.0012m3/sqv计算过程同上选择PL0106管道规格为648X4无缝钢管选择PL0107、PL0108管道规格为“38X3无缝钢管流速校正u=4q=0.962m/s1京2U=4qv=1.39m/s2kD7⑥冷却水管道的规格流量=95465Kg/h=0.027m3/s计qv算过程同上选择CWS0101管道规格为小159X4.5无缝钢管选择CWS0102、CWR0101管道规格为4133X4无缝钢管流速校正u=4q=1.5m/s1武u=4qv=2.2m/s2kd7⑦PG0101、PG0102、PG0103、PG0104混合气管道的规格流量=1868.802Kg/h=0.043m3/sqv计算过程同上200℃:壁厚t=pD= 1.6x802b]j-p 2x123x0.8—1.6i=0.656mm300℃:壁厚t=pD= 1.6X802b]j-p 2x101x0.8—1.6i=0.8mm选择PG0101、PG0102、PG0103、PG0104管道规格为689X4.5无缝钢管流速校正u=4q=8.55m/s1此⑧其它管道规格尺寸选择PG0105管道规格为673X4 PG0106管道规格为689X4.5PG0107管道规格为689X4.5PL0109管道规格为632X4类似以上管道规格的计算过程,将本工艺所有主要管道工艺参数结果汇总于下表：序号所在管道编号管内介质设计压力设计温度流量状态流速公称直径材料1PG0106-80M1B氢气1.650187.5气相8.28020g2PG0101-80M1B甲醇54.5%水45.5%2001869气相8.8020g

63PG0102-80M1B-H3001869气相8.68020g4PG0103-80M1BH10%CO73%HO17%23001869气相8.68020g5PG0104-80M1B-H2001869气相8.68020g6PG0105-65M1BH212%CO288%501553气相5.46520g7RO0101-150L1B-H导热油0.6320110035液相1.615020g8RO0102-150L1B-H导热油0.6320110035液相1.615020g9RO0103-150L1B-H导热油0.6320110035液相1.615020g

10RO0104-150L1B-H导热油0.6320110035液相1.615020g11PL0101-20L1B甲醇常压501013.5液相1.02020g12PL0102-15L1B甲醇常压501013.5液相1.81520g13PL0103-32L1B原料液常压501869液相1.03220g14PL0104-20M1B原料液1.6501869液相1.72020g15PL0105-20M1B原料液1.62001869液相1.72020g16PL0106-40L1B吸收液0.4504200液相1.04020g1PL0107-吸收液0.450420液1320g

732L1B0相.2418PL0108-32L1B吸收液0.45042000液相1.43220g19DNW0101-20L1B脱盐水0.350855液相0.92020g20DNW0102-15L1B脱盐水0.350855液相1.61520g21CWS0101-150L1B冷却水0.35095465液相1.5150镀锌管22CWS0102-125L1B冷却水0.35095465液相2.2125镀锌管23CWR0101-125L1B冷却水0.38095465液相2.2125镀锌管2PG0107-136气18480L1B食品二氧化碳0.4506相100Cr18Ni925PL0109-20M1B工艺冷凝水1.650280液相0.32020g4.2泵的选型整个系统有五处需要用泵:1.原料水输送计量泵P01012.原料甲醇输送计量泵P01023.混合原料计量泵P0103 4.吸收液用泵P01045.冷却水用泵P0105甲醇计量泵P0102选型已知条件：甲醇正常投料量为1013.479kg/h。温度为25℃。密度为0.807kg/L；操作情况为泵从甲醇储槽中吸入甲醇，送入原料液储罐，与水混合工艺所需正常的体积流量为：1013.479/0.807=1255.86L/h泵的流量Q=1.05X1255.86=1318.65L/h工艺估算所需扬程80m,泵的扬程H=1.1X80=88m折合程计量泵的压力：P=pgh=807X9.81X88/106=0.697MPa泵的选型：查表得，JD1600/0.8型计量泵的流量为1600L/h,压力0.8MPa,转速115r/min,电机功率2.2KW,满足要求纯水计量泵P0101选型已知条件：水的正常投料量为855.123kg/h。温度为25℃。密度为0.997kg/L；操作情况为泵从纯水储槽中吸入水，送入原料液储罐，与甲醇混合工艺所需正常的体积流量为：855.123/0.997=857.70L/h泵的流量Q=1.05X857.70=900.58L/h工艺估算所需扬程80m,泵的扬程H=1.1X80=88m折合程计量泵的压力：P=pgh=997X9.81X88/106=0.861MPa泵的选型：查表得，JD1000/1.3型计量泵的流量为1000L/h,压力1.3MPa,转速115r/min,电机功率2.2KW,满足要求混合原料计量泵P0103选型已知条件：原料的正常投料量为1868.802kg/h。温度为25℃。密度为0.860kg/L；操作情况为泵从原料液储槽V0101中吸入原料，送入预热器E0101工艺所需正常的体积流量为：1868.802/0.860=2173.03L/h泵的流量Q=1.05X2173.03=2281.68L/h工艺估算所需扬程80m,泵的扬程H=1.1X80=88m折合程计量泵的压力：P=pgh=860X9.81X88/106=0.742MPa泵的选型：查表得，JD25O0/0.8型计量泵的流量为2500L/h,压力0.8MPa,转速115r/min,电机功率2.2KW,满足要求.吸收液用泵P0104已知条件:①吸收液的输送温度25℃,密度760Kg/m3.泵的正常流量为4200kg/h②操作情况，泵从吸收液储槽中吸入吸收液,送入10102中，再回解析塔解析出CO2,循环使用.确定泵的流量及扬程工艺所需的正常体积流量为4200/1000=4.20m3/h泵的流量取正常流量的1.05倍：Q=1.05X4.20=4.41m3/h所需工艺泵的扬程估算：因水槽和冷却器液面均为大气压,故估算扬程只需考虑最严格条件下的进出管道阻力损失和位高差，约为35m.泵的扬程取1.1倍的安全裕度：H=1.1X35=38.5水泵选型，选用离心式水泵查表得,40W—40型水泵最佳工况点:扬程40m,流量5.4m3/h,转速2900r/min,电机功率为4.0KW。选用该型号泵较合适。.冷却水用泵P0105已知条件:①水的输送温度25℃,密度997Kg/m3.泵的正常流量为95465kg/h②操作情况,泵从水槽中吸入水,送入冷凝器E0103中换热，再冷却送回水槽，循环使用.确定泵的流量及扬程工艺所需的正常体积流量为95465/997=95.75m3/h泵的流量取正常流量的1.05倍：Q=1.05义95.75=100.54m3/h所需工艺泵的扬程估算:因水槽和冷却器液面均为大气压,故估算扬程只需考虑最严格条件下的进出管道阻力损失和位高差，约为35m.泵的扬程取1.1倍的安全裕度：H=1.1X35=38.5水泵选型，选用离心式水泵查表得，IS100-65-200型水泵最佳工况点：扬程47m,流量120m3/h,转速2900r/min,轴功率19.9KW,电机功率为22KW,效率77%。允许气蚀余量4.8m,选用该型号泵较合适。阀门选型从工艺流程图可以知道需用阀门的设计压力、设计温度和接触的介质特性，据此数据选择阀门的压力等级和型式，汇总于下表：序号所在管道编号管内介质设计压力设计温度公称直径阀门选型连接形式阀门型号闸阀：1PG0106-80M1B氢气1.65080法兰Z41H-L6C等，截止阀：J41H-