【正文】 氮混合氣和副產(chǎn)蒸汽。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，生產(chǎn)一噸氨一般可回收 ～ 噸蒸汽。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。 圖 31 工藝流程圖 4 工藝計算 原始條件 （ 1）年產(chǎn)量 80kt，年生產(chǎn)時間扣除檢修時間后按 360 天計，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 H2 N2 CH4 Ar 總計 含量（ %） 24 1. 2 100 （ 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℃ 合成塔 水冷器 熱交換器 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 液氨儲槽 氨冷器 11 .—— 精煉氣 .—— 合成氣； 13—— 放空氣 20—— 弛放氣 —— 液氨 圖 41 計算物料點流程 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=％ 。(0NH3)= 100﹪ =﹪ 入口液體中甲烷含量 m180。 V 補(bǔ) = m３ 。在壓力 P=29。取過飽和度 10﹪ 故 V17NH3= ﹪ =﹪ 設(shè)熱氣出口氨體積為，則： a/( ++a)= a= m3 L17NH3=V14NH3a= = m3 冷交換器熱氣出口氣量及組分： 其中 NH3 V17NH3= V14NH3L17NH3= = m3 CH4 V17CH4= V14CH4 = m3 Ar V17Ar=V14Ar= m3 H2 V17H2= V14H2 = m3 N2 V17N2= V14N2= m3 出口總氣量 V17=V14L17NH3= = m3 出口氣體各組分： NH3 V17NH3／ V17= ／ 100％ =％ CH4 V17CH4／ V17= ／ 100％ =％ Ar V17Ar／ V17=／ 100％ =％ H2 V17H2／ V17= ／ 100％ =％ N2 V17N2／ V17= ／ 100％ =％ 氨冷器物料計算 21 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= = m3 Ar V1Ar= = m3 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/V18 NH3 y18NH3= 100％ =％ CH4 y18CH4= 100％ =％ Ar y18Ar= 100％ =％ H2 y18H2= 100％ =％ 3 N2 y18N2= 100％ =％ 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=+ = m3 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 m3 b/()=％ 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/V2 NH3 y2NH3= 100％ =% CH4 y2CH4= 100％ =% Ar y2Ar= 100％ =% 22 H2 y2H2= 100％ =% N2 y2N2= 100％ =% 出器總物料 =V2+L2NH3=11420787 + = m3 冷交換器物料計算 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 由氣液平衡計算得，以 1Kmol 進(jìn)口物料為計算基準(zhǔn)：即 F=1 L+V=F┉┉┉┉┉┉① LxNH3+VyNH3=FmNH3┉┉┉┉ ┉┉② 圖 43 冷交換器物料 將 yNH3=， xNH3= 代入上式： 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)： 23 G 分 ％ =L15x15/(L15+L16x16) 100％ = ( + ) 100 =％ 冷交換器分離液氨百分?jǐn)?shù)： G 冷 ％ =1G分％ =％ 計算誤差 =（ G′ G 分 ） /G′ =％ 液氨貯槽物料計算 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= = 24 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 25 物料衡算結(jié)果匯總 將以上的計算結(jié)果匯總與下表： 表 416 物料計算匯總表： 裝置 單位 N2 H2 CH4 Ar NH3 總計 氨冷器出口 (氣體 )2 摩爾分?jǐn)?shù) % 1 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 冷交器冷氣出口 3\4\5 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 合成塔一次入口 5\6\7 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 合成塔二次出口8\9\10 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 水冷器出口 (氣體 )11 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 水冷器出口 (液體 )11 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h 8540 kmol/h 氨分離器出口氣 12 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h 53679 kmol/h 放空氣13 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 冷交換器熱氣進(jìn)口 14 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 氨分離器出口液氨 15 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h 154 26 kmol/h 冷交換器出口液氨 16 摩爾分?jǐn)?shù) % 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 冷交換器熱氣出口 (氣體 )17 摩爾分?jǐn)?shù) % 1 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 4225 冷交換器熱氣出口 (液體 )17 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 0 0 1 1 m3/T(NH3) 0 0 0 0 m3/h 0 0 0 0 kmol/h 0 0 0 0 氨冷器進(jìn)口 (氣體 )18 摩爾分?jǐn)?shù) % 20 100 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 氨冷器進(jìn)口 (液體 )18 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 0 0 1 1 m3/T(NH3) 0 0 0 0 m3/h 0 0 0 0 kmol/h 0 0 0 0 氨冷器出口 (液體 )2 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 0 1 m3/T(NH3) m3/h kmol/h 新鮮補(bǔ)充氣⑴ 摩爾分?jǐn)?shù) % 0 0 m3/T(NH3) 0 0 m3/h 0 0 kmol/