1、 毕 业 设 计（论文） （说 明 书） 题 目： 年产 10 万吨甲醇转化工段中换热器的设计 姓 名： 陈佳星 编 号： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日 平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 姓名 陈佳星 专业 应用化工技术 任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计（论文）开始日期 年 月 日 设计（论文）完成日期 年 月 日 设计（论文）题目： 年产 10 万吨甲醇转化工段中换热器的设计 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 信熙卿 系（部）主 任 吴济民 年 月 日 平顶山工业职业 技术学院 毕业设计（论文）答辩委员会记录 化工 系 应用化工技术
2、 专业， 学生 于 年 月 日 进行了毕业设计（论文）答辩。 设计题目： 年产 10万吨甲醇转化工段中换热器的设计 专题（论文）题目： 年产 10万吨甲醇转化工段中换热器的设计 指导老师： 信熙卿 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。 答辩委员会 人，出席 人 答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语 第 页 共 页 学生姓名： 陈佳星 专业 应用化工技术 年级 11 级一班 毕业设计（论文）题目： 年产 10
3、万吨甲醇转化工段中换热器的设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日 成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日 毕业设计（论文）及答辩评语： 摘要 本设计是关于浮头式换热器的设计，主要是进行了换热器的工艺计算、换热器的结构和强度设计。换热器是化工、炼油、动力、食品、轻工、原子能、制药、机械及其它许多工业部门广泛使用的一种通用设备。近二三十年来，化工、石油、轻工等过程工业得到了迅猛发展。因此，要求提供尺寸小，重量轻、换热能力大的换热设备。在设计过程中，我尽量采用较新的国家标准，做到既满足设计要求，又使结构优化，降低成本，以提高经济效益为主，力争使产品符合生产实际需要，适合市场激烈
4、的竞争。 关键词： 换热器； 设计； 甲醇； 校核； Abstract This design manual is about the floating head heat exchanger design, mainly for the heat exchanger process calculation, heat exchanger design of the structure and strength. Heat exchanger is the chemical, oil refining, power, food, light industry, atomic energy, p
5、harmaceutical, machinery, and other widely used in many industrial sectors as a general-purpose device. The past 23 years, chemical, petroleum, light industry and other process industries have been developing rapidly. Therefore, the required small size, light weight, large capacity heat exchanger he
6、at transfer equipment. In the design process, I try to use a relatively new national standard, so not only meet the design requirements, but also to structural optimization, cost reduction, mainly to improve economic efficiency, and strive to make the products meet the actual needs of production for
7、 the market competition. Key words: Exchanger; Design; Methanol; Check; 目录 前言 . 1 第 1 章 概述 .2 1.1 产品的性质 . 2 1.1.1 甲醇物性 . 2 1.1.2 产品的用途 . 2 1.1.3 甲醇的发展前景 . 3 1.2 甲醇生产的基本原理 . 3 1.2.1 甲醇合成 . 3 1.2.2 甲醇生产工艺流程 . 4 1.2.3 反应原理 . 4 1.3 甲醇转化工段生产工艺流程 . 5 1.3.1 转化流程图 . 5 1.3.2 转化工艺流程 . 6 第 2 章 换 热器的种类和选用 .7 2.
8、1 换热器的应用及其发展 . 7 2.2 换热器的种类 . 8 2.2.1 间壁式换热器的类型 . 8 2.2.2 套管式换热器 : . 8 2.2.3 管壳式换热器 : . 8 2.3 换热器设计方案的确定 . 8 第 3 章 换热器设计方案的确定和工艺参数的计算 .10 3.1.换热器的工艺计算 . 10 3.1.1 确定物性数据 . 10 3.1.2 计算冷却剂用量 . 11 3.1.3 计算传热面积 . 11 3.1.4 管程，壳程的平均温差 . 12 3.2 换热器工艺尺寸的计算 . 13 3.2.1 管径选用 . 13 3.2.2 管子数 . 13 3.2.3 管子排列方式和管间距
9、确定 . 13 3.2.4 壳体内径 . 13 3.2.5 换热器壳体壁厚 . 14 3.2.6 折流板选择 . 14 3.2.7 其他附件 . 15 3.3 换热器核算换热器核算 . 15 3.3.1 壳程表面给热系数 . 15 3.3.2 管内表面给热系数 . 16 3.3.3 传热面积裕度 . 17 3.3.4 换热器内流体的流动阻力 . 18 3.3.5 管子拉脱力计算 . 18 第 4 章 换热器主要结构尺寸和计算结果列表 .20 第 5 章 结 论 .20 参考文献 .21 致谢 .22 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 1 前言 我国是一个少油多煤的国家，煤炭贮量非常
10、丰富，煤种齐全。但到目前为止，我国煤炭资源的综合利用水平还很低，基本上处于小型化、分散化、产品单一化、浪费大、污染严重和低效益的状态。因此建设大型煤炭综合利用的焦化基地，实现煤炭资源的综合利用，生产高附加值的深加工产品，调整产业结构，保护环境，带动区域经济乃至行业经济的发展已成为必然趋势。 合成甲醇技术是煤化工技术在能源转换的背景下研究开发的，其宗旨是以水煤气为原料，扩大炭资源的使用范围，缓和石油危机。因此，充分利用丰富的煤炭资源，大力发展洁净煤技术和新一代煤化工技术是非常必要的，既对我国合理利用资源、有效利用能源和促进经济可持续发展具有重要的现实，又对保护国家能源安全具有深远的战略意义。 众
11、所周知，甲醇是重要的化工产品，也是重要的化工原料，又是很有发展前途的重要燃料。由甲醇合成的后加工产品名目繁多，效益显著，市场非常活跃，发展前景十分广阔。 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 2 第 1 章 概述 1.1 产品的性质 1.1.1 甲醇物性 甲醇（ Methanol Methyl alcohol） 又名木醇，木酒精， 甲基氢氧化物，是一 种最简单的饱和一元醇，化学分子式为 OHCH3 ，相对分子质量 32.04.相对密度 0 792（ 20/4 ），熔点 -97 8 ，沸点 64 5 ，闪点 12 22 ，自然点 463 89 ，蒸汽密度 1 11kg/m3，蒸汽压 13
12、 33kPa（ 100mmHg， 21 2 ），蒸汽与空气混合物爆炸范围 6%36 5%。在通常情况下，甲醇是一种有毒，无色易挥发和易燃的无色液体，具有类似于酒精的味道。 甲醇能与水，乙醇，乙醚，酮，卤代烃和许多其他有机溶剂相混溶 ，并与它们形成共沸混合物。 1.1.2 产品的用途 甲醇是重要的化工原料，应用广泛，主要用于生产甲醛，其消耗量约占甲醇总量的 30%40%；其次作为甲基化剂，生产甲胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲酯；甲醇羰基化可生产醋酸、酸酐、甲酸甲酯、碳酸二甲酯等。其次，甲醇低压羰基化生产醋酸，近年来发展很快。随着碳化工的发展，由甲醇出发合成乙二醇、乙
13、醛、乙醇等工艺正在日益受到重视。甲醇作为重要原料在敌百虫、甲基对硫磷、多菌灵等农药生产中，在医药、染料、塑料、合成橡胶，合成纤维等工业中有着重 要的地位。甲醇还可经生物发酵生成甲醇蛋白，用作饲料添加剂。 （ 1）甲醇氧化制甲醛 甲醇在高温、浮石银、催化剂或其它固体催化剂存在下直接氧化制甲醛。目前，国内外以上的甲醇用于制甲醛，进而合成树脂、塑料及其他化工原料。聚甲醛是性能优良的工程塑料，其用途十分广泛。甲醛还用来制取丁二醇、乌洛托品等近一百种下游产品。 （ 2）甲醇氨化制甲胺 将甲醇与氨气按照一定比例混合，在 370420 、 5.020.0MPa 压力下，以活性氧化铝为催化剂进行合成，制得甲胺、二甲胺、三甲胺的混合物，再经精馏可得一、二或 三甲胺产品。一、二、三甲胺用于农药、医药、染料方面或用作有机原料中间体。 （ 3）甲醇羰基化反应制醋酸。
