甲醇制氢装置的投资估算结构设计 21页

'甲醇制氢装置的投资估算结构设计第一章工艺设计 1.1.1甲醇制氢物料衡算.(1)依据甲醇蒸气转化反应方程式：　　　　　　　　　　　CH3OH—→CO↑+2H2↑　　　　　　　　　　CO+H2O—→CO2↑+H2CH3OHF分解为CO,转化率99%,CO变换转化率99*,反应温度280℃,反应压力为1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol)。(2)投料量计算代如转化率数据CH3OH—→0.99CO↑+1.982H2↑+0.01CH3OHCO+0.99H2O　—→0.99CO2↑+0.99H2↑+0.01CO↑合并得到CH3OH+0.9801H2O—→　0.9801CO2↑+2.9601H2↑+0.01CH3OH+0.0099CO氢气产量为：　　700m³/h=31.250kmol/h甲醇投料量为：　31.250/2.9601*32=337.828kg/h水投料量为：　　337.828/32*1.5*18=285.042kg/h(3)原料储液槽(V0101)进：甲醇337.828kg/h，水285.042kg/h。出：甲醇337.828kg/h，水285.042kg/h。(4)　　换热器(E0101),汽化塔(T0101)、过热器(E0103)没有物流变化32 (5)　　转化器(R0101)进：甲醇337.828kg/h，水285.042kg/h，总计622.87kg/h出：生成CO2　　337.828/32*0.9801*44=455.370kg/h　　　　H2　　　337.828/32*2.9601*2=62.500kg/h　　　　CO　　337.828/32*0.0099*28=2.926kg/h　　剩余甲醇　337.828/32*0.01*32=3.378kg/h　　剩余水　　285.042-337.828/32*0.9801*18=98.796kg/h总计　　　　　　　　　　　　　　　　　　　622.87kg/h　(6)吸收和解析塔吸收塔总压为1.5Mpa,其中CO2分压为0.38Mpa,操作温度为常温(25℃)。此时每m³吸收液可溶解CO211.77m³.解吸塔的操作压力为0.1MPa,CO2溶解度为2.32，则此时吸收塔的吸收能力为:　　　　　　　　　　11．77-2．32=9.450.4MPa压力下ρCO2=pM/RT=4*44/[0.082*(273.15+25)]=7.20kg/m³CO2体积重量VCO2=455.370/7.20=63.232m³/h据此，所需吸收液的量为63.232/9.45=6.691m³/h考虑吸收塔效率以及操作弹性需要，取吸收液量为6.691*3=20.074m³/h系统压力降至0.1MPa时，析出CO2量为86.510m³/h=455.370kg/h　(7)PSA系统略。(8)各节点的物料量综合上面的工艺物料恒算结果，给出物料流程图及各节点的物料量。1.1.2热量恒算(1)　气化塔顶温度确定要使甲醇完全汽化，则其气相分率必然是甲醇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：32 0.4p甲醇+0.6p水=1.5MPa 初设T=170℃　　p甲醇=2.19MPa;p水=0.824MPa　　　　　　　　　p总=1.3704MPa<1.5MPa再设T=175℃　　p甲醇=2.4MPA;p水0.93MPa　　　　　　　　p总=1.51MPa蒸气压与总压基本一致，可以认为操作压力为1.5MPa时，汽化塔塔顶温度为175℃ (2)　转化器(R0101)两步反应的总反应热为49.66kj/mol,于是在转化器内需要共给热量为：Q反应=337.826*0.99/32*1000*(-49.66)　　　=-5.190*105kj/h此热量有导热油系统带来，反应温度为280℃，可以选用导热油温度为320℃，导热油温降设定为5℃，从手册中查到导热油的物性参数，如必定压热容与温度的关系，可得：　　Cp320℃=4.1868*0.68=2.85kj/(kg．K),Cp300℃=2.81kj/(kg．K)取平均值　　　　　Cp=2.83kj/(kg．K)则导热油的用量w=Q反应/(CpΔt)=5.190*105　/(2.83*5)=3.668*104kg/h(3)　过热器(E0102)甲醇和水的饱和正气在过热器中175℃过热到280℃，此热量由导热油供给。气体升温所需热量为Q=ΣCpmΔt=（1.90*337.828+4.82*285.042）*(280-175)=2.117*105kj/h导热油Cp=2.825kj/(kg．K),于是其温度降为Δt=Q/(Cpm)=2.117*105/（2.86*3.668*104）=2.042℃导热油出口温度为：315-2.042=312.958(4)　汽化塔(T0101)认为汽化塔仅有潜热变化。175℃　甲醇　H=727.2kj/kg水H=2031kj/kg32 　　　Q=337.828*727.2+2031*285.042=8.246*105 kj/h以300℃导热油Cp计算Cp=2.76kj/(kg．K)　Δt=Q/(Cpm)=2.36*106/2.76*3.668*104)=8.145℃则导热油出口温度t2=312.958-8.145=304.812℃导热油系统温差为ΔT=320-304.812=15.187℃基本合适(5)　换热器(E0101)壳程：甲醇和水液体混合物由常温(25℃)升至175℃液体混合物升温所需的热量Q=ΣcpmΔt=(337.828*3.14+285.042*4.30)*(175-25)=3.430*105kj/h管程：　　取各种气体的比定压热容为：　　　　　　　CpCO2≈10.47kj/(kg．K)　　　　　　　CPH2 ≈14.65kj/(kg．K)　　　　　　　CPH20≈4.19kj/(kg．K)则管程中反应后其体混合物的温度变化为：Δt=Q/(Cp*m)=3.430*105/(10.47*455.267+14.65*62.5+4.19*98.8)=56.264℃换热器出口温度280-56.264=223.736℃(6)　冷凝器(E0103)　①CO2、CO、H2的冷却Q1=ΣcpmΔt=(10.47*455.267+14.65*62.5+10.47*2.926)*(223.736-40)=1.05*106kj/h②压力为1.5MPa时水的冷凝热为：H=2135kj/kg,总冷凝热Q2=H*m=2135*98.8=2.109*105kj/h水显热变化Q3=cpmΔt=4.19*98..795*(223.736-40)=7.600*104kj/hQ=Q1+Q2+Q3=1.407*106kj/h32 冷却介质为循环水，才用中温型凉水塔，则温差ΔT=10℃用水量w=Q/(cpΔt)=1.407*106/(4.19*10)=3.359*104kg/h第二章设备设计计算和选型——换热设备 1.1设计任务　根据给定的工艺设计条件，此设计为无相变热、冷流体间换热的管壳式换热器设计任务。1.2总体设计①确定结构形式。由于介质换热温差不大，在工艺和结构上均无特殊要求，因此选用固定管板式换热器。②合理安排流程。安排水和甲醇的混合液体走管程，混合气体走壳程。1.3热工计算①原始数据计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注管程流体名称   甲醇和水混合液 壳程流体名称   混合气体 管程进、出口的温度Ti;T0℃已计算25;175 壳程进、出口的温度ti;t0℃已计算280;223.736 管程、壳程的工作压力pt;psMPa已计算1.5;1.5 管程的质量流量Wtkg/s已计算0．1730 （表2-1）②物料与热量恒算计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注换热器效率η 取用0．98 负荷QW3.43*105 壳程的质量流量wskg/s0．1730 （表2-2）③有效平均温差计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注逆流对数平均温度Δtlog℃146.918 流程型式  初步确定1-2型管壳式换热器1壳程-2管程 参数R 0．375 32 参数P 0.588 温度校正系数Φ 查图4-20.95 有效平均温差ΔtM℃ΔtM=ΦΔtlog141.041 （表2-3）④初算传热面积计算内容或项目符号单位计算公式或来源结果备注初选总传热系数K0W/(m2．℃)参考表4-1240 初算传热面积A0m22．815 （表2-4）⑤换热器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管程结构设计换热管材料  选用碳钢无缝钢管 换热管内径、外径di;dm 0.025;0.021 换热管管长Lm选用9m标准管长折半1．5 换热管根数n 24(圆整) 管程数Ni 根据管内流体流速范围选定2 管程进出口接管尺寸(外径*壁厚)djt*Sjtm按接管内流体流速<3m/s合理选取 管程结构设计壳程数Ns  1 换热管排列形式  分程隔板槽两侧正方形排列，其余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 分程隔板槽两侧中心距Sn 按标准0．004 管束中心排管数nc 7 壳体内径Dim0．171 换热器长径比L/Di L/Di8．771合理实排热管根数n 作图36 折流板形式  选定弹弓形折流板 折流板外直径Dbm按GB151-19990.168 折流板缺口弦离hm取0.0342 折流板间距Bm取0.171 折流板数Nb 16选取壳程进出口接管尺寸djs*Sjs 合理选取 32  （表2-5）⑥结构设计与强度设计1)换热流程设计：采用壳程为单程、管程为双程的结构型式.2)换热管及其排列方式:采用的无缝钢管，材料为20号钢。热管排列方式为三角形排列。如图所示，共排列36根。3)折流板：采用通用的单弓形折流板，材料为Q235-B钢，板厚6mm,板数16块。4)拉杆：采用Q235-B,mm,共6根。5)筒体：材料采用16MnR钢，采用钢管，取Dn=219mm6)封头：采用标准椭圆形封头，材料采用16MnR钢。取Dn=219mm采用标准封头，长径是短径的2倍，即54.75取55筒体厚度，=1.05mm考虑到内部压力较大，有腐蚀性等因素，取δ=4mm封头h2=25mm　h1=55mm（图2-1）7)法兰：甲型。垫片种类。非金属轻垫片，石棉橡胶板法兰材料：板材16MnR螺栓材料：35螺母材料：Q235-B　筒体法兰 选用甲型平焊法兰JB4701-92，密封面选用平密封面JB4701-92法兰PⅡ219-16MDN=300D=430,D1=390,D2=355,D3=345,D4=345,δ=342,螺柱：M20,16个管程和壳程进出口接管法兰选用带颈平焊钢制管法兰32 尺寸分别为：管程：D=140,K=100,L=18,n=4,Th=M16,C=18,B1=39,N=60,R=5,H=30,质量=2.02kg壳程：D=185,K=145,L=18,n=4,Th=M16,C=2-,B1=78,N=104,R=6,H=32,质量=3.66（图2-2）8)管板：采用固定式管板，其厚度可以按照GB151《管壳式换热器》标准进行设计,取40mm。9)支座：型式：重型安装形式，固定式，代号F材料：Q235-A．F结构特征，包角，弯制，单筋，不带垫板标记：JB/T4712-92鞍座BV219-F第三章机器选型3.1计量泵的选择 往复泵是容积式泵。在高压力小流量，输送粘度大的液体，要求精确计量即要求流量随压力变化小的情况下宜选用各种类型式的往复泵。要求精确计量时，应用计量泵。 往复泵的流量可采用各种调节机构达到精确计量，即计量泵。计量泵用于生产中需要精确计量，所输送介质的场合：如注缓蚀剂，输送酸，碱等。流量可在0-100%范围内调节，但一般应在30%-100%范围内使用，计量泵有柱塞式和隔膜式，柱塞式计量流量的精度高玉隔膜式。J型计量泵适用于输送各种不含固体颗粒的腐蚀性和非腐蚀性介质。 甲醇制氢工艺需要精确的投料比，故应选用计量泵。现工艺设计要求甲醇的投料量为337.826kg/h,水为285.041kg/h,现按工艺要求分别选择一台甲醇计量泵，一台纯水计量泵，一台原料计量泵。　已知条件：1、甲醇正常投料量为337.826kg/h,温度为25℃,密度为0.807kg/h，操作情况为泵从甲醇储槽中吸入甲醇，送入与原料液储槽，与水混合。2、水的正常投料量为285.041kg/h，温度为25℃,密度为0.997kg/h,操作情况为泵从纯水储槽中吸入水，送入原料液储槽，与甲醇混合。3、 原料液储槽出来的量为甲醇337.826kg/h,水285.041kg/h,温度为25℃，操作情况为泵从原料液储槽中吸入原料液，送入换热器。 32 3.11甲醇计量泵选型工艺所需正常的体积流量为：337.826/0.807=418.61L/h泵的流量Q=1.05*418.62=439.55L/h工艺估算所需扬程30M,泵的扬程H=1.1*30=33M。折合成计量泵的压力(泵的升压)P=ρHg=33*807*8.81/106=0.261Mpa泵的选型，查文献一，JZ-500/0.63型计量泵的流量为500L/h,压力为0.63Mpa,转速为102r/min,进出口管径为15mm,电机功率为1.1KW,满足需要。3.1.2纯水计量泵的选型工艺所需正常的体积流量为：285.041/0.997=285.90L/h泵的流量Q=1.05*285.90=315.20L/h.工艺估算所需扬程30M,泵的扬程：H=1.1*30=33M折合成泵的压力：P=Hρg=33*997*9.81/106=0.323Mpa泵的选型：查文献一，JZ-400/0.8型计量泵的流量为400L/h,压力为0.8Mpa,转速为126r/min,进出口管径为15mm,电机功率为1.1KW,满足要求。3.1.3原料计量泵的选型原料液密度：ρ=807*1/（1+1.5）+997*1.5/(1+1.5)=921kg/m3工艺所需正常的体积流量为：(285.041+337.826)/(0.921)=622.867/0.921=676.29L/h泵的流量Q=1.05*676.29=710.10L/h工艺估算所需的扬程80M,泵的扬程H=1.1*80=88M折合成泵的压力P=ρHg=88*921*9.81/106=0.795MPa泵的选型查文献一，JD-1000/1.3型计量泵的流量为1000L/h,压力为1.3MPa,转速为115r/min,电机功率为2.2KW,满足要求。3.2离心泵的选型3.2.1吸收剂循环泵 已知条件：碳酸丙烯酯吸收剂的用量为20.07m3/h,温度为40℃,密度为1100kg/m3,由吸收塔出口出来经泵送到吸收塔，选择离心泵作为吸收剂的输送泵。32 工艺所需正常的体积流量为:20.07m3/h。泵的流量Q=1.05*20.07=21.07m3/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M泵的选型：查文献一，选用B型单级离心泵，BJ(B)25-40型离心泵，流量为25m3/h,扬程为40m,转速为2950r/min,电机功率5.5KW,满足要求。3.2.2冷却水泵。已知条件：冷凝水为循环水，采用中温型冷水塔,温差ΔT=10℃,用水量3.19*104kg/h,温度为常温25℃，密度为997kg/m3,在冷凝器中进行换热，采用B型单级离心泵。工艺上所需正常体积流量为3.19*104/997=32m3/h泵的流量：Q=1.05*32=33.6m3/h工艺估算所需的扬程30M泵的扬程H=1.1*30=33M泵的选型：查文献一，选用B型单级离心泵BJ(B)50-40型离心泵,流量50m3/h，扬程42m,转速2950r/min,电机功率10KW,满足要求。第四章 设备布置图设计4.1设备布置方案本次设备布置方案，采用设备在室外布置，具体设备布置方案和尺寸清参加设备布置图，比例为1:100。4.2主要设备的尺寸代号名称高度mm直径mmV0101甲醇储罐12002000V0102纯水储罐12002000V0103原料液储罐18002000T0101气化塔6600800（400）T0102吸收塔66002000(500)T0103解析塔66002000(500)R0101转化器5505(长度)500E0101预热器3574219E0102过热器3574219E0103冷凝器357421932 计量泵代号流量L/h压力MPa转速r/min电机功率KW甲醇计量泵JZ-500/0.635000.631021.1纯水计量泵JZ-400/0.84000.81261.1原料液计量泵JD-1000/1.310001.31152.2 往复泵代号流量L/h压力MPa转速r/min电机功率吸收剂循环泵BJ(B)25-40254029505.5冷却水循环泵BJ(B)50-405042295010 （表4-1）第五章管道布置设计 5．1管子选型（确定几种主要管道尺寸的方法如下） 5.11脱盐水管径确定脱盐水流量为285.04kg/h,密度为997kg/m3,流速取2m/s由V=/4*d2u得d===7.11mm根据标准选用DN1.5无缝钢管，壁厚取为1.5mm5.1.2走甲醇管的管径确定甲醇流量为337.826kg/h,密度为807kg/m3,流速取为2m/s则d===8.61mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚取1.5MM 5.1.3原料输送管原料液用量为622.867kg/h,密度为921kg/m3,流速取为2m/s则d==10.94mm根据标准选用DN15无缝钢管，壁厚度为2.5mm5.1.4进入吸收塔混合气体所需管径尺寸确定混合气体质量为520.693kg/h,密度0.557kg/m3,流速35m/s则d==97.2mm32 根据标准选用DN100无缝钢管，壁厚度为4mm5.1.5吸收液管子尺寸吸收液量为20.073m3/h,密度为110kg/m3,流速2.5m/s则d==18.3mm根据标准选用DN20无缝钢管，壁厚度为3mm5.1.6冷却水管子尺寸冷却水为3.19*104kg/h,密度为997kg/m3,流速2m/s则d==75mm根据标准选DN8-无缝钢管，壁厚为3mm5.2主要管道工艺参数汇总一览表序号管道编号管内介质设计压力MPa设计温度℃管子规格材料1DN0101-20L1B脱盐水0.350202DN0102-20L1B脱盐水0.350203PL0101-15L1B甲醇0.350204PL0102-15L1B甲醇0.350205PL0103-15L1B原料液0.350206PL0104-15L1B原料液1．650207PL0105-15L1B原料液1.6175208PG0101-100N1B原料气1.6175209PG0102-100N1B原料气1.62802010PG0103-100N1B原料气1.62802011PG0104-100N1B原料液1.62252012PG0105-100N1B原料气1.6502013H0101-100N1B氢气1.6502014PL0106-20N1B碳酸丙烯酯1.65502015PL0107-20N1B碳酸丙烯酯1.65502016PL0108-20N1B碳酸丙烯酯1.65502017PG0106-80N1B食品二氧化碳0．4500Cr18Ni9Ti18R00101-125L1B导热油0.63202019R00102-125L1B导热油0.63202020R00103-125L1B导热油0.63202021R00104-125L1B导热油0.63202022CWS0101-80L1B冷却水0.350镀锌管32 23CWR0101-80L1B冷却水0.350镀锌管（表5-1）以上20号钢军参照GB/T8163-19990Cr18Ni9Ti参照标准GB/T14976镀锌管参照GB/T14976 5.3管道上阀门的选型序号管道编号设计压力MPa公称直径DN/MM连接形式阀门型号1DN0101-20L1B0.325法兰闸阀Z25W-1.0T2DN0102-20L1B0.325法兰、螺纹闸阀Z25W-1.0T/止回阀H11T-1.63PL0101-15L1B0.315法兰Z15W-1.0K4PL0102-15L1B0.315法兰、螺纹Z15W-1.0K/H11W-1.6K5PL0103-15L1B0.315法兰Z15W-1.0OK6PL0104-15L1B1.615法兰、螺纹Z15W-1.0K/H11W-16K7PL0106-20N1B1.6520法兰、螺纹Z15W-1.0T/H11T-1.68PL0108-20N1B1.6520法兰Z15W-1.0T9R00101-125L1B0.6125法兰Z41H-1.6C10R00104-125L1B0.6125法兰Z41H-1.6C,J41H-1.6C11CWS0101-80L1B0.380法兰Z15W-1.0T12CWE0101-80L1B0.380法兰Z15W-1.0T13H0101-100N1B1.6100法兰Z41H-1.6C,J41H-1.6C14PG0106-80N1B0.480法兰Z41H-1.6C,J41H-1.6C（表5-2）所选阀门军参照标准JB308-75 5.4管件选型弯头采用90°弯头，参考文献一，弯头曲率半径R=1.5D0,D0为外管。管件与弯头处采用焊接连接。管件与筒体连接处采用法兰连接，参见标准HG20595.管法兰、垫片，紧固件选择参见文献一，P1895.5管道布置图32 选取该区域的中上部区域来布置管线，具体管路布置清参考JQ11-032管道布置图，所含设备有P0101,P0102,P0103,E0101,V0101管线，支座情况清参见管道布置图（具体定为参照参考文献一）5.6管道空视图选取:PL0104-15L1B和PL0105-15L1B两根管线作管道空视图，具体请参见空视图。5.7法兰选型法兰的选用主要根据工作压力，管子外径等参数，现将主要管道法兰列表如下：管道编号管内介质设计压力公称直径阀门公称压力等级(MPa)法兰类型密封面形式公称压力等级(MPa)H0101-100N1B氧气1.61002.5带颈平焊凹凸面2.5PG0101-100N1B原料气1.61002.5带颈平焊凹凸面2.5PG0102-100N1B原料气1.61004.0带颈平焊凹凸面4.0PG0103-100N1B氢气10%1.61004.0带颈平焊凹凸面4.0PG0104-100N1B二氧化碳73%1.61OO4.0带颈平焊凹凸面4.0PG0105-100N1B水17%1.61002.5带颈平焊凹凸面2.5PG0106-80N1B食品二氧化碳0.4801.6带颈平焊凹凸面1.6R00101-125L1B导热油0.61251.6带颈平焊凹凸面1.6R00104-125L1B导热油0.61251.6带颈平焊凹凸面1.6PL0101-15L1B甲醇0.3151.6带颈平焊凹凸面1.6PL0102-15L1B甲醇0.3151.6带颈平焊凹凸面1.6PL0103-15L1B原料液0．3152.5带颈平焊凹凸面1．6PL0104-15L1B原料液1．6152．5带颈平焊凹凸面2．5PL0106-20N1B吸收液1.65202.5带颈平焊凹凸面2.5PL0107-20N1B吸收液1.65202.5带颈平焊凹凸面2.5PL0108-20N1B吸收液1.65202.5带颈平焊凹凸面2.5DN0101-20L1B脱盐水0.3251.0带颈平焊凸面1.0DN0102-20L1B脱盐水0.3251.0带颈平焊凸面1.0CWS0101-80L1B冷却水0.3801.0带颈平焊凸面1.0CWR0101-80L1B冷却水冷却水0.31.0带颈平焊凸面1.0（表5-3） 5.8筒体保温材料一览表序号管道编号设计温度℃保温层厚度mm保温材料1DN0101-20L1B5080岩棉2DN0102-20L1B5080岩棉32 3PL0101-15L1B5080岩棉4PL0102-15L1B5080岩棉5PL0103-15L1B5080岩棉6PL0104-15L1B5080岩棉7PL0105-15L1B175100岩棉8PL0106-20L1B5080岩棉9PL0107-20L1B5080岩棉10PL0108-20L1B5080岩棉11PG0101-100N1B175100岩棉12PG0102-100N1B280100岩棉13PG0103-100N1B280100岩棉14PG0104-100N1B225100岩棉15PG0105-100N1B5080岩棉16H0101-100N1B5080岩棉17PG0106-80N1B5080岩棉18R00101-125L1B320100岩棉19R00102-125L1B320100岩棉20R00103-125L1B320100岩棉21R00104-125L1B320100岩棉22CWS0101-80L1B5080岩棉23CWR0101-80L1B5080岩棉（表5-4） 5.9管道仪表流程图关于管道仪表流程图有以下说明：1、 图中，甲醇储罐给水处罐、冷却水泵，水泵均未表现出来。 本章补充说明：本章有些数据是参照本组其他同学的设计、计算数据，而关于汽化器、解析塔以及另外两台换热器的相关数据通过推力假设所得。第六章　　　自动控制方案设计6．1选择一个单参数自动控制方案　　本组选择温度作为控制系数进行设计选择从E0103换热器出来的气体温度作为控制系数，冷却水的流量作为调节参数。首先从被测点测出的温度通过测量元件及变送器，将所测数值与定植进行比较，然后通过调节器读对执行器进行有所动作，以用来调节冷却水的流量，以利于换热器出来的气体达到一个稳定的温度值，有效的控制好气体温度。6．2换热器温度控制系统32 （图6-1）6.3换热器温度控制系统方块图（图6-2） 该温度控制系统为一负反馈控制系统T表示被加热介质的出口温度，是被调节参数TT表示温度测量并将其变换为TC可接受的信号的仪表TC表示用来控制温度的调整器气动执行阀是执行器换热器是被控制物理对象f表示干扰因素，有原料气体流量变化，换热器环境温度的变化。第七章工程项目的经济评价7.1工程项目投资计算甲醇制氢装置的投资估算7.11单元设备价格估算本套装置共有储罐和锅容器4台，分别为甲醇储槽(V0102,常温常压)，水储槽(V0103),原料液储槽(V0101,常温常压)，导热油(V0104),根据装置，初步估算各容器的容积为V1=V2=V3=V4=9.42m3,V1V2V3均为平低平盖容器得WV1=0.251V0.42ρv/8=0.251*9.420.42*ρ9.42/8=2091kg所以WV1=WV2=WV3=WV4=2091KG该套装置有3台换热器，1台转化器，分别为：换热器(E0101,P=1.5MPa).过热器(E0102,P=1.5MPa),冷凝器(E0103,P=1.5MPa)、转化器（R0101,P=1.5MPa）,根据热负荷初步估算各换热器的面积分别为，FZ1=2.647m2,FZ2=FZ3=2.647m2,FR1=58.3m2,计算其质量分别为WZ1=256.126kg,WZ2=WZ3=256.162kg,WR1=1871kg 该套装置共有3台它设备，分别为汽化塔，(T0101)吸收塔(T0102)解析塔(T0103)其中汽化塔下部为一换热器，估算质量为300kg,顶部为一填料塔，吸收塔和解析塔下部为一椭圆形封头立式容器，上部为一填料塔(D=0.5M),参考本组其他同学数据，计算结果及进行相似计算得到：T0101,T0102,T0103三个塔的质量分别为4000kg,3192kg,3192kg。 材料均选用碳钢，锅容器及塔设备为每公斤6元，换热器每公斤12元，则静设备总价值为14.41676万元。32  该装置共有5台泵，经查询价格，每台泵价格为1万元，合计5万元，因此该台装置的总设备费伟19.41767万元。7.12总投资估算用系数连乘法球总投资，各系数由参考文献二表3-1查的，k1=1.0559,k2=1.2528,k3=1.0483,k4=1.0277,k5=1.0930,k6=1.0803,k7=1.3061已知设备费A=19.42万元，计算结果如下设备安装工程费率B=k1A=1.0599*19.42=20.506万元设备安装费=B-A=20.506-19.42=1.085万元管道工程费率C=k2B=1.2528*20.506=25.690万元管道工程费=C-B=5.184万元电气工程费率D=k3C=1.0483*25.690=26.931万元电气工程费=D-C=26.931-25.690=1.241万元仪表工程费率E=k4D=1.0277*26.931=27.677万元仪表工程费=E-D=27.677-26.931=0.746万元建筑工程费率F=k5E=1.093*27.677=30.250万元建筑工程费=F-E=30.250-27.677=2.573万元装置工程建设费率G=k6F=1.0803*30.250=32.679万元装置工程建设费=G-F=32.679-30.250=2.429万元总投资H=Kt．G=1.3061*32.679=42.682万元故甲醇制氢装置的投资估算额为42.5万元7.2总成本费用的估算与分析(1)外购原材料　甲醇制氢装置的外购生产原材料主要是甲醇，消耗量为337.826kg/h,一年按300天计算，年总用量2433吨，每吨按照2000元计算，则外购原材料为486.6万元。(2)外购燃料32  甲醇制氢装置在加热导热油需燃料导热油用量为33680kg/h,温度由320℃降至304.813℃，年折合燃料费用为8.733万元（3）外购动力甲醇制氢装置的需水量为285.041kg/h,年计2053吨，每吨按2元计，年用水费4106元，泵主要是耗电能，按40KW计算每年7200h,则年耗电能28.8万度，每度电按0.5元计，年电费为14.4万元，则外购动力费总计14.8106万元（4）工资 甲醇制氢装置定员为10人，每人工资按年薪2万元计，则每年工资总额为20万元。（5）职工福利项目评价时，职工福利费可按照职工工资总额的14%提取，所以甲醇制氢装置的职工年福利费为2.8万元。（6）固定资产折旧费　　　用双倍余额递减法对甲醇制氢装置进行折旧，折旧年限为12年，则年折旧率为20%,年固定资产折曲额为8.5万元（7）修理费　　对甲醇制氢装置按固定资产原值的10%计算为4.25万元（8）租贷费本装置不发生租贷费（9）摊销费用假设项目为专利技术，其专利使用费为20万元，按10年摊销，每年计入的总成本费用为2万元。（10）财务费用该装置固定资产投资全部使用贷款，即贷45万元，按每年贷款利率6%计算，总贷款复息计2.7万元 由以上几项费用计算可见，每年原材料费、然动费、工资福利费、折旧修理费合计约545.694万元，按每月周转一次，则需资金约费60万元，周转资金全部使用短期贷款，按年利率6%计算，则年短期贷款利息为3.6万元。（11）税金32 根据生产能力，该套装置的氢气产量为62.5kg/h,年产量为450吨，每吨售价按照0.4万元计算，则氢气产品的的年销售入为180万元，该套装置的食品二氧化碳的产量为455.270kg/h,年产量约为3277.9吨，每吨售价按照0.2万元计算，则食品二氧化碳产品的年销售收入为655.6万元。两个产品合计年销售收入为835.6万元，销售税按照6%计算，则年税金为50.14万元(不计其他税)。（12）其他费用该装置按前11项成本费用综合的2%计算，约为12.1万元（13）固定成本与变动成本　　　　　　　　　　　　成本费用一览表变动成本　　　　　　总计525.844万元固定成本　　　　　　　总计40.25万元序号项目合计/万元序号项目合计/万元1外购材料486．61职工工资20.02外购燃料8.7332职工福利费2.83外购动力14.81062固定资产折旧费8.54周转资金借贷利息净支出3.64修理费4.255汇兑损失净支出 5租赁费 6金融机构手续费 6摊销费用2.07其他费用12.17长期负债利息净支出2.7   8税金50.14 （表7-1）7．3甲醇制氢项目的财务评价由前面已知，甲醇裂解制氢装置的固定资产投资估算为42.5万元。总成本费用如上表所示。因该项目规模较小，因此只做财务评价，不再做国民经济评价及社会效益分析， 7.3.1盈利能力分析年(平均)利润总额=年(平均)产品销售收入-年(平均)总成本费用-年(平均)销售税金=835.6-525.8436-40.25-50.14=219.366万元。投资总额=建设投资+建设期利息+流动资金=42.5+3.6+60=106.1万元。投资利润率=年(平均)利润总额/投资总额*100%=219.366/106.1*100%=206.754%32 投资利税率=年平均利税总额/投资总额*100%=(219.366+50.14)/106.1*100%=254.012%所得税按30%计，则年平均所得税后利润=219.366*(1-0.3)=153.556万元。资本金净利润率=年平均所得税后利润/注册资本*100%=153.556/45*100%=341.236%投资回收期=106.1/219.366=0.484年=5.8月=177天从以上指标分析看，该项目的盈利能力是比较好的。7.3.2清偿能力分析固定资产投资借款为45万元，建设期为半年，建设期的利息为1.35万元，第一年税后利润为219.366/2=109.683万元，平均每月的税后利润为18.820万元，即第一年的第9个月末即可还清固定资产投资借款和利息。因此借款偿还期约为0.8年。年经营成本=总成本费用-折旧费-摊销费-财务费用=566.094-8.5-2-3.6=551.994万元，年周转次数按10次计，则应收账款为54.570万元.存货按10天计，为28.853万元。现金按20万元计，则：流动资产=应收账款+存货+现金=54.570+28.853+20=103.423万元应付帐款=外购原材料、燃料、水费等全年的费用/周转次数流动负债=应付帐款=(525.844+40.25)/10=56.609万元流动资金=流动资产-流动负债=103.423-56.609=46.814万元速动资产=流动资产-存货=103.423-28.853=74.57万元流动比率=流动资产/流动负债*100%=103.424/56.609*100%=182.709%速动比率=速动资产/流动负债*100%=74.57/56.609*100%=131.728%所以可见清偿能力良好。7.3.3盈亏平衡分析BEP(生产能力利用率)=年固定总成本/（年产品销售收入-年可变总成本-年销售税金）*100%=40.25/(835.6-525.844-50.14)*100%=15.504%BEP(产量)=年固定总成本/(单位产品价格-单位产品可变成本-单位产品销售税金)=40.25/((835.6-525.844-50.14)/3727.9)=577.961t该值小。说明项目适应市场需求能力大，抗风险能力强。32 经上述计算可知。当本项目达到盈亏平衡点时，两种产品的总产量为577.961t,即氢气69.766t,食品二氧化碳508.195t。若产量小于此值，将出现亏损。32'