课程设计（煤化工工艺学）
设计题目：130万吨/年煤制甲醇合成工段设计 学 院： 石油化工学院 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师：
2017年 6 月
银川能源学院课程设计（煤化工工艺学）评审意见表
指导教师评语： 第一名小组成员成绩： 第二名小组成员成绩： 指导教师： 年 月 日 课程设计总成绩 第一名小组成员成绩： 第二名成员小组成绩：
课 程 设 计 任 务 书 设计题目 学生姓名 设 计 要 求 学 生 应 完 成 的 工 作 参 考 文 献 所在学院 130万吨/年煤制甲醇合成工段设计 石油化工学院 专业、年级、班 1、根据设计要求选择煤制甲醇的工艺流程并绘制工艺流程图（合成工段） 2、根据设计参数（原料气组成、粗甲醇组成等）进行合成塔的物料衡算、热量衡算 3、根据设计参数进行合成塔的设计并绘制合成塔设备简图 4、根据设计参数进行水冷器和换热器的设计 1、根据设计要求选择工艺流程并绘制工艺流程图（合成工段） 2、根据处理量及产品组成确定各产品收率，作出物料平衡 3、根据产品收率，进行合成反应中各物质的消耗和生成量的确定 4、根据新鲜气中惰性气体百分数，确定新鲜气、弛放气、循环气的气量，以及入塔气、出塔气、甲醇分离器出口气体组成 5、根据物料平衡以及各组分比热容和反应生成热，进行合成塔、换热器、水冷器的热量衡算 6、根据热量衡算进行合成塔的换热面积、换热管数、直径、壁厚、封头等设计 7、根据热量衡算进行水冷器的换热面积、换热管数、直径、壁厚、封头等设计（选作） 1、谢克昌，房鼎业.甲醇工艺学[M].北京：化学工业出版社，2010.6. 2、候侠、王建强.《煤化工生产技术》.北京： 中国石化出版社，2014.1. 3、郭树才.《煤化工生产技术》.北京：化学工业出版社，2012. 第1-2天：查阅文献，收集资料，根据设计要求选择煤制甲醇的工艺流程并绘制工艺流程图； 第3-4天：根据处理量及产品组成确定各产品收率，作出物料平衡，确定合成反应各物质消耗量和生成量，确定新鲜气、弛放气、循环气的气量，以及入塔气、出塔气、甲醇分离器出口气体组成； 第5-6天：根据各组分比热容和反应生成热，进行合成塔、换热器、水冷器的热量衡算； 第7-8天：根据热量衡算数据，进行合成塔和水冷器的换热面积、换热管数、直径、壁厚、封头等设计，并绘制合成塔设备装配简图； 第9天：整理设计资料，制作PPT，准备答辩； 第10天：答辩。 任务下达日期：2017 年 5 月 22日 任务完成日期：2017 年 6月 2 日 指导教师（签名）： 工 作 计 划 学生（签名）：
银川能源学院课程设计（煤化工工艺学）
130万吨/年煤制甲醇合成塔
摘 要：甲醇合成塔是甲醇装置的核心设备之一，也是合成工段最关键的设备，合成塔为立式热管壳式型反应器，本设计按照130万吨/年煤制甲醇合成塔项目依照参数进行物料衡算和热量衡算，然后设计出合成塔并绘制工艺流程图。
关键词：煤制甲醇；合成塔；工艺设计；工艺流程图。
目 录
1 设计背景 ........................................... 1
1.1 选题背景 ...................................... 1
1.1.1 设计目的及意义 .......................... 1 1.1.2 国内外煤制甲醇发展现状 .................. 1 1.2 设计技术参数 .................................. 2 2 设计方案 ........................................... 3
2.1 设计要求 ...................................... 3 2.2 设计方案 ...................................... 3
2.2.1 煤制甲醇工艺流程 ........................ 3
3 工艺计算 ........................................... 5
3.1 物料衡算 ...................................... 5
3.1.1 合成塔的物料衡算 ........................ 5 3.2 热量衡算 ..................................... 12 3.3 合成塔的设计 ................................. 17
3.3.1 换热管数的确定 ......................... 17 3.3.2 合成塔直径 ............................. 18 3.3.3 合成塔壁厚设计 ......................... 18 3.3.4 壳体设计液压强度校核 ................... 18 3.3.5 合成塔封头设计 ......................... 19 3.3.6 折流板和管板的选择设计 ................. 19 3.4 水冷器设计 ................................... 19
3.4.1 换热面积的确定 ......................... 19 3.4.2 换热管数 ............................... 20 3.4.3 水冷器壁厚设计 ......................... 20 3.4.4 壳体设计液压强度校核 ................... 20 3.4.5 水冷器封头设计 ......................... 21 3.4.6 折流板和管板的选择及设计 ............... 21
4 设计结果 .......................................... 21 5 致谢 .............................................. 22
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