年產(chǎn)24萬噸煤焦化制甲醇工藝 甲醇合成塔的設(shè)計

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1、第10期．7—24萬噸／年煤焦化制甲醇工藝甲醇合成塔的設(shè)計張新華，姜國平(1．寧夏煤炭基本建設(shè)公司，寧夏石嘴山753000)(2．北方民族大學(xué)化工學(xué)院，寧夏銀川750021)[摘要]對煤焦化制甲醇工藝甲醇合成塔的工藝設(shè)計進行了計算，通過物料衡算和熱量衡算確定設(shè)備的基本工藝幾何參數(shù)，并驗算了設(shè)計的合理性。[關(guān)鍵詞]煤焦化；甲醇合成塔；工藝設(shè)計煤化工是以煤為原料，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料及化學(xué)品的工業(yè)過g(CHD)==1156．0辦程。從煤的加工工藝過程分類，主要有：干餾因反應(yīng)器出口氣中含甲醇6．2％左右，又由理

2、(含煉焦和低溫干餾)，氣化，液化和合成化學(xué)想氣體狀態(tài)方程，5．1MPa，270~C時品等。在煤化工生產(chǎn)技術(shù)中，煉焦是應(yīng)用最早的工藝，并且至今仍然是化學(xué)工業(yè)的重要組成部71下(1．2)分。甲醇合成塔作為煤焦化制甲醇的關(guān)鍵設(shè)備，其工藝設(shè)計是否科學(xué)、合理，將直接關(guān)系到生產(chǎn)工藝的優(yōu)化設(shè)計。：：o-89L／5．1×10????1合成塔換熱面積估算混合氣體積流量：I．1確定物性數(shù)據(jù)9：18645．2kinDl／h根據(jù)工藝條件，殼程鍋爐沸騰水在270℃時的‘6．2％物性數(shù)據(jù)如下：==18645。2×0．89m／h=16594．2m／h汽化熱

3、y0=28855J／mol；熱導(dǎo)率0=590mW／1．2．2甲醇合成氣熱量流量(m·K)；粘度n0=10．01pa·s；液相密度pl=768kg／甲醇合成反應(yīng)熱與溫度關(guān)系式為：m；定壓比熱容Cp0=5．126kJ／(kg·K)；表面張力0o=21．33mN／m：氣相密度p=25．355kg／m。=一74893．6—64．777+47．78x10。T一112．926xl0T塔入口氣中含CO10．53％，CO23．16％，H2(1—3)76．40％，合成氣在6．3MPa，275℃時的物性參其中，T為絕對溫度，K在275℃時，Q數(shù)如

4、下：平均密度=6．734kg／m；定壓比熱容=98648．3J／mol，甲醇合成過程中其單位時間產(chǎn)熱Cpi=4．585kJ(kg·K)；熱導(dǎo)率i=357．6mW／(m·K)；量為：粘度rti=74．6351．J-pa·S。中=·q(CHD)(1—4)1．2確定流體流量出=98648．3×1156．0=114037434．8／h=31677．IkW，1．2．1甲醇合成氣流量即殼程鍋爐沸騰水需移走熱量：=31677．1kW據(jù)年產(chǎn)24萬噸／年甲醇，甲醇合成工段甲醇合成塔出塔氣中，甲醇質(zhì)量流量為q(cH0)(按甲1-2-3鍋爐沸騰水流

5、量計算醇回收率為90％計)：取殼程流體的出口氣化率x。=0．024，則根據(jù)文獻[式(3．58)計算循環(huán)水流量q：9(ctt,o)=呈蘭蘭吾呂—0—3÷(300x24)=37037．0姆向作者簡介：張新華(1972一)，男，寧夏人，大學(xué)本科，寧夏煤甲醇的摩爾流量g。)=(1_1)炭基本建設(shè)公司工程師。18一一論文廣場石20油和化工設(shè)備一11年第14卷h=0．25×3000=750mm，取折流板間距(a1：=．-．-．--一(1l．’5))，B=0．3D，B=0．3×3000=900mm，丫o‘xc114037434．8x103折

6、流板數(shù)N=__1：5_7，I~NB=6，NfN~ENa：????．．．．?一?：164670240．3，卵ol／h整為B=1000mm。?IJIl‘28855X0．024q=164670．3×18×10一=823．4kg／s殼程流體進出口接管(用6個進口管進鍋爐沸騰水)取接管內(nèi)鍋爐水流速為u。=2．5m／s，1．2．4換熱面積的估算接管內(nèi)徑D為／(2—3)計算傳熱溫差△tfn為：、『冗(265～250)一(250—200)一29△tm=．O7K(1—6)Di=：0．300m50假設(shè)傳熱系數(shù)K=605W／(m3．K)，則可估算傳

7、熱取D1=300mm，取接管為325×10ram，管程面積流體進出口接管取接管內(nèi)流速為u=17m／s，接管d)內(nèi)徑D為：．At(1-7)AP：一31677．1x1D，==0．588m??—?—0：-．：1801，13”2605×29．07取管程接管內(nèi)徑為D=600mm，取接管為2塔體工藝參數(shù)計算①6l0×32ram。2．1列管參數(shù)確定3塔體工藝設(shè)計參數(shù)驗算選用規(guī)格為38×2mm，雙相不銹鋼換熱3．1熱流量核算管，管長L=6000mm。根據(jù)選定的單程傳熱管長度L及傳熱管規(guī)格按下式計算總傳熱管數(shù)N為：3．1．1各傳熱系數(shù)計算管外沸

8、騰傳熱系數(shù)a。Ⅳ，．：一一(2—1)ndoLs。sp2]，一?呈?．2515．833．14×0．038×6=415．5W／(m2．K、(3—1)考慮到傳熱過程中的熱損失及傳熱裕度，取管內(nèi)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)(x=0．023~?R。NT=2800q=31．0kg／s，G=13．6kg／