年產(chǎn)12萬噸合成氨變換段工藝設(shè)計(已修改)
2025-07-07 06:39 本頁面
【正文】 范文范例參考CO 10CO 15CO 21第一章 物料與熱量衡算已知條件：組 分CO2COH2N2ArCH4合計含量 ％ 100計算基準(zhǔn)：1噸氨 計算生產(chǎn)1噸氨需要的變換氣量：（1000/17）（2）= M3(標(biāo))因為在生產(chǎn)過程中物料可能會有損失，因此變換氣量取3000 M3(標(biāo))年產(chǎn)10萬噸合成氨生產(chǎn)能力（一年連續(xù)生產(chǎn)300天）：日生產(chǎn)量：100000/300=要求出低變爐的變換氣干組分中CO％％。進(jìn)中變爐的變換氣干組分：組 分CO2COH2N2ArCH4合計含量，％100M3(標(biāo))3000kmol假設(shè)進(jìn)中變爐的變換氣溫度為370℃，取變化氣出爐與入爐的溫差為20℃，出爐的變換氣溫度為390℃。進(jìn)中變爐干氣壓力。P=.1．水氣比的確定：考慮到是天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化來的原料氣，所以取H2O/CO=故V（水）==(標(biāo)) ，n(水)=因此進(jìn)中變爐的變換氣濕組分組 分CO2COH2N2ArCH4H2O合計含量％100M3(標(biāo))1531kmol WORD格式整理 范文范例參考假定濕轉(zhuǎn)化氣為100mol，％，％，故根據(jù)變換反應(yīng)：CO+H2O＝H2+CO2，則CO的實際變換率公式為：Xp％=100 （21） 式中、分別為原料及變換氣中CO的摩爾分率（濕基）所以：Xp ==％則反應(yīng)掉的CO的量為：％=則反應(yīng)后的各組分的量分別為： H2O％=％％=27％CO％=％ ％=％H2％ =％+％=％CO2％=％+％=％中變爐出口的平衡常數(shù)：Kp= （H2％CO2％）/（H2O％CO％）=查得Kp=℃。中變的平均溫距為424℃390℃=34℃根據(jù)《合成氨工藝與節(jié)能 》可知中溫變換的平均溫距為：30℃到50℃，中變的平均溫距合理，故取的H2O/CO可用。根據(jù)H2O/CO=XP=100％ V=KPABCDq=U=KP（A+B）+（C+D）W=KP1其中A、B、C、D分別代表CO、H2O、CO2及H2的起始濃度計算結(jié)果列于下表：T300 320 340 360 380400T573593613633653673XpT 420 440 460T693713733Xp中變爐催化劑平衡曲線如下：由于中變爐選用QCS01型催化劑，最適宜溫度曲線由式 進(jìn)行計算。E1=，E2= kJ/mol。最適宜溫度計算結(jié)果列于下表中：XpT573593613633653673T272290308326344362 XpT693713733T380397414將以上數(shù)據(jù)作圖即得最適宜溫度曲線如下圖：已知條件：進(jìn)中變爐一段催化床層的變換氣的溫度為370℃進(jìn)中變爐一段催化床層的變換氣濕組分：組 分CO2COH2N2ArCH4H2O合計含量％100M3(標(biāo))kmol 中變爐一段催化床層的物料衡算假設(shè)CO在一段催化床層的實際變換率為60％故在一段催化床層反應(yīng)掉的CO的量為：60％= M3(標(biāo)) =出一段催化床層的CO的量為：= M3(標(biāo))=故在一段催化床層反應(yīng)后剩余的H2的量為：+=(標(biāo))=故在一段催化床層反應(yīng)后剩余的CO2的量為：+= M3(標(biāo))=故出中變爐一段催化床層的變換氣干組分的體積：V總（干）=+++++= M3(標(biāo))故出中變爐一段催化床層的變換氣干組分中CO的含量：CO％==%同理得：CO2％==%H2％==%Ar％==% N2％==%CH4％==%所以出中變爐一段催化床層的變換氣干組分：組 分CO2COH2N2CH4Ar合計含量％100M3(標(biāo))Kmol剩余的H2O的量為：= M3(標(biāo))=故出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分的體積：V總（濕）=+= M3(標(biāo))=故出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分中H2O的含量 H2O％= =%故出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分中CO2的含量 CO2％==％同理可得： CO％==％ H2％==％ N2％==％ CH4％==％ Ar％==％所以出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分的含量（％）：組 分CO2COH2N2CH4ArH2O合計含量％100M3(標(biāo))Kmol：已知出中變爐一段催化床層的變換氣濕組分的含量（％）組 分CO2COH2N2CH4ArH2O合計含量％100M3(標(biāo))Kmol根據(jù)：Kp= （H2％CO2％）/（H2O％CO％）計算得K=查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計手冊》知當(dāng)Kp==475℃設(shè)平均溫距為50℃，則出中變爐一段催化床層的變換氣溫度為：475℃50℃=425℃以知條件：進(jìn)中變爐一段催化床層的變換氣溫度：370℃ 出中變爐一段催化床層的變換氣溫度為：425℃可知反應(yīng)放熱Q：在變化氣中含有CO，H2O，CO2, H2 這4種物質(zhì)會發(fā)生以下1種反應(yīng)：CO +H2O=CO2+H2 （1）這個反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。根據(jù)《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計手冊》可知為簡化計算，擬采用統(tǒng)一基準(zhǔn)焓（或稱生成焓）計算。以P=1atm，t=25℃為基準(zhǔn)的氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓計算式為：HT=△H0298=Cpdt 式中： HT —— 氣體在在TK的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓，kcal/kmol()；△H0298 —— 該氣體在25℃下的標(biāo)準(zhǔn)生成熱， kcal/kmol()；T——絕對溫度，K；Cp ——氣體的等壓比熱容，kcal/（kmol.℃）[（kmol.℃）]氣體等壓比熱容與溫度的關(guān)系有以下經(jīng)驗式：Cp=A0+A1T+A2T2+A3T3+…… 式中A0、AAA3……氣體的特性常數(shù)將式代入式積分可得統(tǒng)一基準(zhǔn)焓的計算通式：Ht=a0+a1T+a2T2+a3T3+a4T4 (51) 式中常數(shù)a0、aaaa4與氣體特性常數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)生成熱的關(guān)系為： a1=A0, a2=A1/2, a3=A3/4, a4=A3/4a0=△H0298－－a2－a3－a4采用氣體的統(tǒng)一基準(zhǔn)焓進(jìn)行熱量平衡計算，不必考慮系統(tǒng)中反應(yīng)如何進(jìn)行，步驟有多少，只要計算出過程始態(tài)和末態(tài)焓差，即得出該過程的總熱效果?！鱄=（∑niHi）始－（∑niHi）末 (52)
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