【正文】 現(xiàn)將各項(xiàng)熱平衡匯總?cè)缦卤?。液量?。 h1 熱氣體帶入熱 Q9 8099261 氣體出口帶出熱 Q11 3223486 氨冷凝放熱 Q 凝 4023044 液體出口帶出熱 Q17 625188 冷卻水移出熱 Q 水 8273631 小計(jì) 12122305 小計(jì) 12122305 循環(huán)壓縮機(jī)能量衡算 (1)循環(huán)壓縮機(jī)出口溫度計(jì)算 可以認(rèn)為 是絕熱壓縮過(guò)程，出口氣體溫度會(huì)因壓縮而升高。 軟水帶入熱： 1219252kJ/h 軟水帶出熱： 4389310kJ/h 表 軟水預(yù)熱器能量平衡匯總表 收入項(xiàng) 支出項(xiàng) 項(xiàng)目 熱量 /kJ h1 項(xiàng)目 熱量 /kJ計(jì)算中先按常壓下求取，然后再進(jìn)行壓力校正。 V 入 =4209324380m3 合成塔物料計(jì)算 入塔物料： V5=4209324380m3= NH3 V5NH3=4209324380 ﹪ == CH4 V5CH4=4209324380 17﹪ == H2 V5H2=4209324380 ﹪ =2541379594m3= N2 V5N2=4209324380 ﹪ == 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 合成塔一出，二進(jìn)物料，熱交換器，冷氣進(jìn)出物料等于合成塔入塔物料 即 V5=V6=V7=4209324380m3= 出塔物料 V8=3805495624m3= NH3 V8NH3=3805495624 ﹪ == CH4 V8CH4=3805495624 ﹪ == H2 V8H2=3805495624 ﹪ =1941518201m3= N2 V8N2=3805495624 ﹪ == 合成塔生成氨含量： Δ VNH3=V8NH3V5NH3=== 沸熱鍋爐進(jìn)出口物料，熱交換器進(jìn)出口物料等于合成塔出塔物料。 以液氨貯槽入口 1kmol 液體計(jì)算為準(zhǔn)，即 L0=1kmol，入口液體混合后組分含量： m0i=L15X15i+L16X16i= G％ L0X15i+(1 G％ )X16i=+ 混合后入口氨含量： m0NH3= + = 混合后入口甲烷含量 : m0CH4= + = 混合后入口氫含量： m0H2= + = 混合后入口氮含量： m0N2= + = 表 410 液氨貯槽入口液體含量（ %） m0NH3 m0CH4 m0H2 m0N2 小計(jì) 100 當(dāng) t=17℃， P= 時(shí)，計(jì)算得熱平衡常數(shù)： 表 411 各組分的平衡常數(shù) KNH3 KCH4 KH2 KN2 170 575 620 根據(jù)氣液平衡 Li=m0i/[1+(V/L)ki],設(shè) (V/L)=,代入上式得 : 出口液體氨含量： LNH3=m0NH3/[(1+(V/L) KNH3] =(1+)= kmol 出口液體甲烷含量： LCH4=m0CH4/[ 1+(V/L) KCH4] =(1+170)= kmol 出口液體氫氣含量： LH2=m0H2/[ 1+(V/L) KH2]=(1+575)= kmol 出口液體氮?dú)夂浚?LN2=m0N2/[ 1+(V/L) KN2] =(1+620)= kmol L(總 )=+++= kmol； V== kmol, (V/L)’ =V/L= 誤差 =()/ 100％ =%，參數(shù)設(shè)定符 合，則 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 出口液體各組分含量如下： 出口液體氨含量： xNH3=LNH3/L= 100％ =％ 出口液體甲烷含量： xCH4=LCH4/L= 100％ =％ 出口液體氫氣含量： xH2=LH2/L= 100％ =％ 出口液體氮?dú)夂浚? xN2=LN2/L= 100％ =％ 表 412 液氨貯槽出口液氨組分（％） NH3 CH4 H2 N2 小計(jì) 出口弛放氣各組分含量： 弛放氣氨含量： yNH3=(m0NH3LNH3)/V=()/ 100％ =％ 弛放氣甲烷含量： yCH4=(m0CH4LCH4)/V=()/ 100％ =％ 弛放氣氫含量： yH2=(m0H2LH2)/V=()/ 100％ =％ 弛放氣氮?dú)夂浚? yN2=(m0N2LN2)/V=()/ 100％ =％ 表 413 出口弛放氣組分含量（％） NH3 CH4 H2 N2 小計(jì) 100 以液氨貯槽出口 10000 噸純液氨為基準(zhǔn)折標(biāo)立方米計(jì)算液氨貯槽出口液體量 L19=28892130 ( 17)= =14271521kmol 其中 NH3 L19NH3=L19 X19NH3= 14271521 ﹪ = m３= CH4 L19CH4=L19CH4 X19CH4= ﹪ = = H2 L19H2=L19 X19H2= ﹪ = = 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 N2 L19N2=L19 X19N2= ﹪ == 液氨貯槽出口弛放氣（ V/L） = V20= L19= = = 其中 NH3 V20NH3=V20 y20NH3= = = CH4 V20CH4=V20 y20CH4= = = H2 V20H2=V20 y20H2= = m３ = N2 V20N2=V2 y20N2= = = 液氨貯槽出口總物料 =L19+ V20=+= m３ 液氨貯槽進(jìn)口液體：由物料平衡，入槽總物料 =出槽總物料 L21=L19+V20= = 入口液體各組分含量計(jì)算 :L21i= L19i + V20i 其中 NH3 L21NH3=+= m３ = CH4 L21CH4=+= m３ = H2 L21H2= += = N2 L21N2=+= = 入口液體中組分含量核算 ,由 m180。 圖 31 工藝流程圖 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 4 工藝計(jì)算 原始條件 （ 1）年產(chǎn)量 300kt，年生產(chǎn)時(shí)間扣除檢修時(shí)間后按 330 天計(jì)，則產(chǎn)量為： 30000/(330*24)=（ 2）新鮮補(bǔ)充氣組成 表 41 新鮮補(bǔ)充氣組成 組分 H2 N2 CH4 總計(jì) 含量（ %） 100 體積（ m3/1萬(wàn)噸） 3 1 28892130 kmol/1萬(wàn)噸 8 （ 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℃ .—— 精煉氣 .—— 合成氣； 13—— 放空氣 20—— 弛放氣 —— 液氨 圖 41 計(jì)算物料點(diǎn)流程 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 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=％ 。在水冷器和氨冷器之后設(shè)置氨分離器，把冷凝下來(lái)的液氨從氣相中分離出來(lái)，經(jīng)減壓后送至液氨貯槽。分離氨后剩余的氫氮?dú)?，除為降低惰性氣體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。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。 (4)反應(yīng)需要有催化劑才能較快的進(jìn)行。根據(jù)合成氨技術(shù)發(fā)展的情況分析 , 未來(lái)合成氨的基本生產(chǎn)原理將不會(huì)出現(xiàn)原則性的改變 , 其技術(shù)發(fā)展將會(huì)繼續(xù)緊密?chē)@“降低生產(chǎn)成本、提高運(yùn)行周期 , 改善經(jīng)濟(jì)性”的基本目標(biāo) , 進(jìn)一步集中在“大型化、低能耗、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長(zhǎng)周期運(yùn)行”等方面進(jìn)行技術(shù)的研究開(kāi)發(fā) [1]。由于液氨貯槽壓力降低，則溶于液氨的氣體和部分氨被閃蒸出來(lái)，即所謂馳放氣送出另外處理。 (9)以下各項(xiàng)再計(jì)算中，有些部位略去不計(jì)。合成氨工藝流程大概可以分為：原料氣的制備；原料氣的凈化；氣體壓縮和氨的合成四大部分。從動(dòng)力消耗看，合成系統(tǒng)的功耗占全廠總功耗的比重最大。 高壓法 操作壓力 70～ 100MPa，溫度為 550～ 650℃。 第一 ,以“油改氣”和“油改煤”為核心的原料結(jié)構(gòu)調(diào)整和以“多聯(lián)產(chǎn)和再加工”為核心的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整 , 是合成氨裝置“改善經(jīng)濟(jì)性、增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力”的有效途徑。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 合成氨技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 由于石油價(jià)格的飛漲和深加工 技術(shù)的進(jìn)步 ,以“天然氣、輕油、重油、煤”作為合成氨原料結(jié)構(gòu)、并以天然氣為主體的格局有了很大的變化。 我國(guó)的氮肥工業(yè)自 20世紀(jì) 50年代以來(lái) , 不斷發(fā)展壯大 , 目前合成氨產(chǎn)量已躍居世界第一位 , 現(xiàn)已掌握了以焦炭、無(wú)煙煤、 焦?fàn)t氣、天然氣及油田伴生氣和液態(tài)烴多種原料生產(chǎn)合成氨、尿素的技術(shù) , 形成了特 有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小生產(chǎn)規(guī)模并存的生產(chǎn)格局 。最后對(duì)該工藝流程進(jìn)行了物料衡算、能量衡算，并根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)及操作溫度、壓力按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工藝管道的尺寸和材質(zhì)進(jìn)行了選擇。 設(shè)備選型 ......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 熱交換器能量衡算 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 氨分離器出口氣液組成計(jì)算 ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 中壓法 ....................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 合成氨技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) ............................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 合成塔入口氣組成 ................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 3 能量衡算 ............................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 合成全系統(tǒng)能量平衡匯總 ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。其中氨合成工段是合成氨工藝的中心環(huán)節(jié)。還可以將氨加工制成各種含氮復(fù)合肥料。目前合成氨工業(yè)的發(fā)展方向是優(yōu)化原料路線 , 實(shí)現(xiàn)制氨原料的多元化 , 引進(jìn)先進(jìn)的煤氣化工藝制取合成氣 , 降低產(chǎn)品成本 , 改善生產(chǎn)環(huán)境 。 大型化、集成化、自動(dòng)化 , 形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模的生產(chǎn)中心、低能耗與環(huán)境更友好將是未來(lái)合成氨裝置的主流發(fā)展方向。 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 課件之家精心整理資料 歡迎你的欣賞 合成氨常見(jiàn)工藝方法 氨的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序，其任務(wù)是將經(jīng)過(guò)精制的氫氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。目前工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。但此法所用催化劑對(duì)毒物很敏感，易中毒，使用壽命短，因此對(duì)原料氣的精制純度要求嚴(yán)格。 (6)新鮮氣溫度： 35。氣體則進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)補(bǔ)充壓力形成循環(huán)回路。 同時(shí)也是能源消耗的大戶，世界上大約有 10 %的能源用于生產(chǎn)合成氨。 (2)是放熱反應(yīng)。 考慮氨合成工段的工藝和設(shè)備問(wèn) 題時(shí)，必須遵循三個(gè)原則：一是有利于氨的合成和分離；二是有利于保護(hù)催化劑，盡量延長(zhǎng)使用壽命；三是有利于余熱回收降低能耗。高壓過(guò)熱蒸汽的價(jià)值較高 , 當(dāng)然投資要多 , 根據(jù)整體流程統(tǒng)一考慮。氨分離的方法有兩種，一是水吸法，二是冷凝法，將合成氣體降溫，使其中的氨氣冷凝成液氨，然后在氨分離器中，從不凝氣體中分離出來(lái)。二、三、四層 (觸媒 )溫度，一路作為塔底副線調(diào)節(jié)一層溫度，另一路為二入主線氣體，通過(guò)下部換熱器管間與反應(yīng)后的熱氣體換熱、預(yù)熱后沿中心管進(jìn)入觸媒層頂端，經(jīng)過(guò)四層觸媒的反應(yīng)后進(jìn)入下部換熱器管內(nèi)，從二次出口出塔、出塔后進(jìn)入廢熱鍋爐進(jìn)口，在廢熱鍋爐中副產(chǎn) 25MPa 蒸氣送去管網(wǎng)，從廢熱鍋爐出來(lái)后分成二股