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3.4.3中温变换炉催化剂平衡曲线 20
3.4.4最佳温度曲线的计算 21
3.5 废热锅炉的物料和热量衡算 23
3.5.1废热锅炉的物料衡算 23
3.5.2废热锅炉的热量衡算 25
3.5.3废热锅炉热量平衡表 27
3.6 水煤气加热器的物料和热量衡算 28
3.6.1水煤气加热器相关物理量 28
3.6.2水煤气加热器热量的计算 28
3.6.3水煤气加热器热量平衡表 30
4 主要装置的计算 31
4.1 中变炉的计算 31
4.1.1中变炉相关物理量 31
4.1.2催化剂用量计算 31
4.1.3催化剂床层直径的计算 32
4.1.4中变炉进出口直径的计算 33
4.1.5中变炉外径的计算 33
4.1.6中变炉高度的计算 34
4.1.7中变炉设计一览表 34
4.2 中变废热锅炉的计算 34
4.2.1中变废热锅炉热负荷的计算 34
4.2.2设备直径与列管数的确定 36
4.2.3废热锅炉热外径的计算 37
4.2.4传热系数的计算 38
4.2.5传热面积的计算 40
4.2.6废热锅炉设计一览表 40
5 总结 41
致 谢 42
参考文献 43
附 录 44
附录一 变换工段设计符号一览表
附录二 工艺流程图(PFD)
附录三 变换炉设备图
1. 前 言
1.1 课题的背景和意义
甲醇是一种极其重要的基本化工原料，在中国乃至世界，其用途都非常广，目前甲醇主要用于制造纤文素、甲醛、甲基化反应，用作防冻剂、萃取剂、橡胶加速剂，亦可作树脂、燃料、喷漆、火漆薄膜、人造革、玻璃纸等的溶剂以及颜料去除剂、油漆、有机合成的中间体等。而且，近几年由已经成功开发的MTP工艺和MTO工艺开辟了新的一条由甲醇生产烯烃的路线，所以，现在由甲醇代替石油并且用其生产石油类化工产品的时代已经来临。世界各国将会对甲醇越来越依赖。我国有许多能源，以媒为最主要的，因此煤能否清洁、高效的利用，将会关系到我国的可持续发展道路。经过多年的发展，煤制甲醇已经成为了一种成熟的化工生产工艺。
在煤制甲醇生产工艺中，CO的变换工段工艺显的极其重要。我在选择的过程中，选用了耐硫变换，该工艺可以有效的降低各个装置的能量消耗。同时Co-Mo催化剂的选择能够对有机硫转化成硫化氢具有很强的催化作用，可以使有机硫的含量在脱碳气中减少，从而使得合成气的净化程度提高，有效的延长甲醇生产过程中催化剂的使用寿命。在CO变换工段工艺中，CO的变换既是原料气的净化过程，又是原料气用来造气的来源。在甲醇生产的过程中，原料气需要一个合适的氢碳比： 。所以，对原料煤气进行变换使得以此来改变它的气体组成成分将对甲醇生产的提高有很大的意义，并且它对煤气变换工艺的设计有同样拥有着很重要的意义。
1.2 甲醇产品概述
1.2.1 甲醇产品用途
（1） 甲醇当前作为世界上最基本的化工原料，用甲醇深加工过的的产品已经能够达到120多种。进行过一次加工的约为30多种。甲醇还能生产许多重要的有机化合物，比如甲酸、甲胺、甲烷氯化物、甲酸铵、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、甲基丙烯酸甲酯、二甲基甲酰胺、二甲基亚枫、二甲醚、甲醛、聚乙烯醇、醋酸乙烯等。