【正文】 廠消耗最大的當(dāng)屬合成氨的合成系統(tǒng)。 所以，高溫、高壓、高純度是合成氨生產(chǎn)過(guò)程中的必然要求?？梢杂糜头蛛x器來(lái)去除壓縮機(jī)每段出口的油，還需濾油器安裝于合成系統(tǒng)。水和氨冷卻氣體的過(guò)程是在水冷器和氨冷器里操作。 在氨合成循環(huán)系統(tǒng)中，過(guò)程中惰性氣體含量各不相同，選擇惰性氣體含量最高且氨含量最低的位置放空，使放空損耗達(dá)到最少。但是該法不能充分吸收熱量。該法能使塔內(nèi)換器的面積較小，繼而是塔的體積縮小，還能完全回收熱。通常，中小型氮肥廠用32MPa ,大型廠用10～20MPa。 G％=（1+y5NH3）(y8NH3yNH3)/(( y8NH3 y5NH3)(1 yNH3)) =[(1+）（）]/ [（）（）] =％ ％冷交，％。(0N2)= 100﹪=% 入口液體中組分含量 m180。取過(guò)飽和度10﹪ 故 V17NH3=﹪=﹪設(shè)熱氣出口氨體積為，則： a/( +a)= a=L17NH3=V14NH3a= = m3冷交換器熱氣出口氣量及組分： 其中 NH3 V17NH3= V14NH3L17NH3= = m3CH4 V17CH4= V14CH4 = m3Ar V17Ar=V14Ar= m3H2 V17H2= V14H2 =N2 V17N2= V14N2= m3出口總氣量 V17=V14L17NH3= = m3出口氣體各組分：NH3 V17NH3／V17= ／％=％CH4 V17CH4／V17= ／％=％Ar V17Ar／V17=／％=％H2 V17H2／V17= ／％=％N2 V17N2／V17= ／％=％ 進(jìn)器物料：氨冷器進(jìn)器物料等于冷交換器出器物料加上補(bǔ)充新鮮氣物料V1= m3 其中， CH4 V1CH4= = m3Ar V1Ar= =H2 V1H2= = N2 V1N2= =V18（進(jìn)器氣體物料）=V1+V17= + = 進(jìn)器氣體組分含量　　V18i=V1i+V17i NH3 V18NH3= V17NH3=CH4 V18CH4= + =Ar V18Ar= + =H2 V18H2= += N2 V18N2= + = 各組分百分含量　　y18i=V18i/V18NH3 y18NH3= ％=％CH4 y18CH4=％=％Ar y18Ar=％=％H2 y18H2= ％=％3N2 y18N2= ％=％ 進(jìn)器液體等于冷交換器冷凝液氨量　L18=L18NH3=L17NH3= m3 進(jìn)器總物料＝V18+L18=+ = 出器物料：已知出器氣體中氨含量為 ％，設(shè)出器氣體中氨含量為b m3b/()=％ 解得 b= m3 則氨冷器中冷凝液氨量：L′18NH3=V18NH3b== m3 氨冷器出口總液氨量:L2NH3=L18NH3+L′18NH3=+= 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= + = 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=；液體入口 L2NH3= 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 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=，V13= m3，L15=′= ∴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=== 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= = 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/(L15X15+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=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= =. 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=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= 100％=％CH4 x19CH4=100％=％Ar x19Ar= 100％=％H2 x19H2= 100％=％N2 x19N2=100％=％ 液氨產(chǎn)量核算: mNH3=17=≈1092kg 物料衡算結(jié)果匯總 將以上的計(jì)算結(jié)果匯總與下表： 物料計(jì)算匯總表裝置單位NH3CH4ArH2N2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 裝置單位NH3CH4ArH2N2總計(jì)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)%10000001m3/t(NH3)0000m3/h0000kmol/h0000氨冷器進(jìn)口(氣體)18摩爾分?jǐn)?shù)%100m3/t(NH3)m3/hkmol/h 裝置單位NH3CH4ArH2 N2總計(jì)氨冷器進(jìn)口(液體)18摩爾分?jǐn)?shù)%10000001m3/t(NH3)0000m3/h0000kmol/h0000氨冷器出口(液體)2摩爾分?jǐn)?shù)%10000001m3/t(NH3)0000m3/h0000kmol/h0000新鮮補(bǔ)充氣⑴摩爾分?jǐn)?shù)%0100m3/t(NH3)0m3/h000kmol/h000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)%100m3/t(NH3)m3/hkmol/h