【正文】 NH3=+= 氨冷器出口氣量:V2=V18b= = m3 其中， NH3 V2NH3= CH4 V2CH4= V18CH4= m3 Ar V2Ar= V18Ar= H2 V2H2= V18H2= N2 V2N2= V18N2= 各組分百分含量 y2i=V2i/V2NH3 y2NH3=100％=%CH4 y2CH4=100％=%Ar y2Ar=100％=%H2 y2H2=100％=%N2 y2N2=100％=% 出器總物料=V2+L2NH3=11420787 + = m3 冷交換器物料計(jì)算 進(jìn)口物料：冷交換器進(jìn)口總物料等于氨冷器出口總物料，其中 氣體入口V2= m3；液體入口 L2NH3= m3 由氣液平衡計(jì)算得，以1Kmol進(jìn)口物料為計(jì)算基準(zhǔn)：即 F=1 L+V=F┉┉┉┉┉┉① LxNH3+VyNH3=FmNH3┉┉┉┉┉┉②圖43 冷交換器物料 將yNH3=，xNH3=： 示意圖 V=（xNH3 mNH3）/（xNH3 yNH3）= mNH3/┉┉③ ③式中mNH3可由物料平衡和氨平衡計(jì)算mNH3=V2NH3/V2 V2′=V1+V17′┉┉┉┉┉┉④ V17′=V8V13L15┉┉┉┉┉┉⑤ V2NH3′=V2NH3+L17NH3+L18NH3′┉┉┉┉┉┉⑥ 式中V2′ ———冷交換器入口總物料；V17′———冷交換器熱氣出口總物料 V′2NH3 ———冷交換器入口總氨物料 將 V8= m3，V13= m3，L15= m3代入上式解得：V17= ∴V2′= += m3；V2NH3′=+ + = m3 ∴mNH3= V2NH3′/ V2′=③得：V=；L=1V=；（L/V）= 由（L/V）可求出冷交換器冷凝液體量（L16/V3）=（L/V）= 冷凝液體量 L16=== m3 出器物料：冷交換器（冷氣）出口氣體物料等于進(jìn)口總物料減去冷激液體量V3= = m3其中 NH3 V3NH3= % =CH4 V3CH4= %=Ar V3Ar = % =H2 V3H2= %= N2 V3N2= %= 計(jì)算誤差=（V3V5）/V5 100％=% 校核氨分離器液氨百分?jǐn)?shù) 氨分離器液氨百分?jǐn)?shù)：G分％=L15x15/(L15+L16x16)100％ =( +)100 =％ 冷交換器分離液氨百分?jǐn)?shù)：G冷％=1G分％=％ 計(jì)算誤差=（G′G分）/G′=％ 進(jìn)槽物料：氨分離器入槽液體 L15= m3其中 NH3 L15NH3= =CH4 L15CH4= =Ar L15Ar= =H2 L15H2= = N2 L15N2= = 冷交換器入槽液體 L16= m3其中 NH3 L16NH3= =CH4 L16CH4= =Ar L16Ar= =H2 L16H2= = N2 L16N2= =.482m3 入槽混合物料 L21=L15+L16= + = m3 各組分物料含量：L21i=L15i+L16i其中 NH3 L21NH3= + =CH4 L21CH4= + =Ar L21Ar= + =H2 L21H2= += N2 L21N2= + = 百分含量 x21i=L21i/L21其中 NH3 x21NH3= 100％=％CH4 x21CH4=100％=%Ar x21Ar= 100％=%H2 x21H2= 100％=%N2 x21N2=100％=% 出槽物料：液氨貯槽出口弛放氣 V20= m3其中 NH3 V20NH3= =CH4 V20CH4= =Ar V20Ar= = H2 V20H2== N2 V20N2= = 出口液氨總物料 L19=L21L20= = m3其中 NH3 L19NH3= L21NH3V20NH3= =CH4 L19CH4= L21CH4V20CH4= =Ar L19NH3= L21NH3V20NH3= =H2 L19H2= L21H2V20H2== N2 L19N2= L21N2V20N2= = 各組分百分含量：x19i=L19i/L19其中 NH3 x19NH3= 1320..575/100％=％CH4 x19CH4=100％=％Ar x19Ar= 100％=％H2 x19H2= 100％=％N2 x19N2=100％=％ 液氨產(chǎn)量核算: mNH3=17=≈1000Kg 物料衡算結(jié)果匯總 將以上的計(jì)算結(jié)果匯總與下表：表416 物料計(jì)算匯總表：裝置單位N2H2CH4ArNH3總計(jì)氨冷器出口(氣體)2摩爾分?jǐn)?shù)%1m3/T(NH3)m3/hkmol/h冷交器冷氣出口3\4\5摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/hkmol/h合成塔一次入口5\6\7摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/hkmol/h合成塔二次出口8\9\10摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/hkmol/h水冷器出口(氣體)11摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/hkmol/h水冷器出口(液體)11摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/h8540kmol/h氨分離器出口氣12摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/h53679kmol/h放空氣13摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/hkmol/h冷交換器熱氣進(jìn)口14摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/hkmol/h氨分離器出口液氨15摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/h154kmol/h冷交換器出口液氨16摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/hkmol/h冷交換器熱氣出口(氣體)17摩爾分?jǐn)?shù)%1m3/T(NH3)m3/hkmol/h4225冷交換器熱氣出口(液體)17摩爾分?jǐn)?shù)%000011m3/T(NH3)0000m3/h0000kmol/h0000氨冷器進(jìn)口(氣體)18摩爾分?jǐn)?shù)%20100m3/T(NH3)m3/hkmol/h氨冷器進(jìn)口(液體)18摩爾分?jǐn)?shù)%000011m3/T(NH3)0000m3/h0000kmol/h0000氨冷器出口(液體)2摩爾分?jǐn)?shù)%0001m3/T(NH3)m3/hkmol/h新鮮補(bǔ)充氣⑴摩爾分?jǐn)?shù)%00m3/T(NH3)00m3/h00kmol/h00馳放氣組成20摩爾分?jǐn)?shù)%m3/T(NH3)m3/h875kmol/h液氨貯槽進(jìn)口液體21摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/T(NH3)m3/h177kmol/h產(chǎn)品液氨19摩爾分?jǐn)?shù)%0100m3/T(NH3)m3/hkmol/h  熱量衡算（1） 熱氣進(jìn)口溫度 冷交換器熱氣進(jìn)口溫度等于水冷器氣體出口溫度，由題意知t1=35℃（2） 冷氣進(jìn)口溫度 %，%，設(shè)過飽和度為10%，則在該冷凝溫度下的平衡氨含量為yNH3=100%=%查《小氮肥廠工藝設(shè)計(jì)手冊》%時(shí)的冷凝溫度t2=10℃ ，故冷氣進(jìn)口溫度等于10℃（3） 熱氣體帶入熱量 熱氣體在器內(nèi)處與氨飽和區(qū)內(nèi)，計(jì)算氣體比熱容時(shí)先求常壓下氣體比熱容，然后用壓力校正的辦法計(jì)算實(shí)際的氣體比熱容。 V補(bǔ)= m３。(0N2)= 100﹪=% 入口液體中組分含量 m180。(0NH3)=100﹪=﹪ 入口液體中甲烷含量 m180。 G％=（1+y5NH3）(y8NH3yNH3)/(( y8NH3 y5NH3)(1 yNH3)) =[(1+）（）]/ [（）（）] =％ ％冷交，％。水冷器熱交換器合成塔廢熱鍋爐放空油分離器循環(huán)機(jī)冷交換器氨分離器新鮮氣弛放液氨儲(chǔ)槽氨冷器 圖31 工藝流程圖4 工藝計(jì)算 原始條件（1）年產(chǎn)量80kt，年生產(chǎn)時(shí)間扣除檢修時(shí)間后按310天計(jì)，則產(chǎn)量為：（2）新鮮補(bǔ)充氣組成表41 新鮮補(bǔ)充氣組成組分H2N2CH4Ar 總計(jì)含量（%） 24100（3）合成塔入口中氨含量：NH3入=%（4）合成塔出口中氨含量：NH3出=%（5）合成塔入口惰性氣體含量：CH4 +Ar=17%（6）合成塔操作壓力：32Mpa（7）精練氣溫度：35℃？？？？？？？ 物料衡算 合成塔物料衡算 （1）合成塔入口氣組分： 入塔氨含量: y5NH3=％。升溫后從冷氣出口出來分五路進(jìn)入合成塔、其中三路作為冷激線分別調(diào)節(jié)合成塔。除盡可能提高熱回收率,多產(chǎn)蒸汽外, 應(yīng)考慮提高回收熱的位能, 即提高回收蒸汽的壓力及過熱度。中壓法技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟(jì)性比較好，在15～30Pa的范圍內(nèi)，功耗的差別是不大的，因此世界上采用此法的很多。用副產(chǎn)蒸汽及預(yù)熱高壓鍋爐給水方式回收反應(yīng)熱時(shí)，～。 (3)預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和預(yù)熱高壓鍋爐給水。(2) 預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和副產(chǎn)蒸汽。目前回收利用反應(yīng)熱的方法主要有以下幾種：(1) 預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣。也可采用冷凝法將放空氣中的甲烷分離出來，得到氫、氮?dú)?，然后將甲烷轉(zhuǎn)化為氫，回收利用，從而降低原料氣的消耗。(5)惰性氣體的排除氨合成循環(huán)系統(tǒng)的情性氣體通過以下三個(gè)途徑帶出：(1)一小部分從系統(tǒng)中漏損；(2)一小部分溶解在液氨中被帶走；(3)大部分采用放空的辦法，即間斷或連續(xù)地從系統(tǒng)中排放。分離氨后剩余的氫氮?dú)猓秊榻档颓樾詺怏w含量而少量放空以外，與新鮮原料氣混合后，重新返回合成塔，再進(jìn)行氨的合成，從而構(gòu)成了循環(huán)法生產(chǎn)流程。在水冷器和氨冷器之后