年產(chǎn)五萬噸合成氨合成工段工藝設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文設(shè)計(jì)】(編輯修改稿)
2025-06-27 12:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 按氨分離器的計(jì)算方法，假定一個V/L初值，經(jīng)過試差，求得計(jì)算結(jié)果，如下表?，F(xiàn)按試差最后的V/L值，具體計(jì)算如下。設(shè)代入下式。(假定入槽液量)則液氨中各組分的物質(zhì)的量： 誤差以代入式(3)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下：計(jì)算得 誤差在允許范圍之內(nèi)，假定值可以認(rèn)定。液體組成(摩爾分?jǐn)?shù))：按計(jì)算。NH3:其它組分計(jì)算結(jié)果列入下表(21點(diǎn)，產(chǎn)品液氨組成)組成NH3H2N2CH4Ar合計(jì)摩爾分?jǐn)?shù)/%%%%%%馳放氣氣體組成：計(jì)算NH3: 其它組分計(jì)算結(jié)果列入下表(20點(diǎn)，馳放氣組成)組成NH3H2N2CH4Ar合計(jì)摩爾分?jǐn)?shù)/%%%%%% 液氨貯槽物料衡算以液氨貯槽出口1t純液氨為基準(zhǔn)，折成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積，以m3為單位計(jì)，則其中各組分的體積，按NH3: H2: N2: CH4: yeAr: 液氨貯槽馳放氣體積，按計(jì)，則馳放氣體積：NH3: H2: N2: CH4: Ar: 液氨貯槽出口總物料體積： 因此入口總物料也應(yīng)與出口相等：入口物料各組分體積按計(jì)算，結(jié)果為：NH3: H2: N2: CH4: Ar: 由計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列入下表：組成NH3H2N2CH4Ar合計(jì)摩爾分?jǐn)?shù)/%%%%%%結(jié)果與基本相同。 合成循環(huán)回路總物料衡算(各個部位物料量)(1)對整個回路做衡算，可求出補(bǔ)充新鮮氣量V1，放空氣量V12，一級合成塔進(jìn)氣量V3和出氣量V6。合成循環(huán)回路可簡化如下示意圖。補(bǔ)充氣 V補(bǔ)=V1放空氣 V放=V12馳放氣V馳=V20V入=V3產(chǎn)品液氨L21V出=V6合成塔貯槽 合成循環(huán)回路簡圖以1t產(chǎn)品氨為基準(zhǔn)，(液氨折成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積)。為方便計(jì)算，把前已算得已知數(shù)據(jù)列入下表：名稱NH3H2N2CH4Ar氣量/m3補(bǔ)充氣10V1放空氣12V12馳放氣20產(chǎn)品液氨21合成塔入口3V3合成塔出口6V6(2)首先列出以下元素平衡和總物料平衡方程(式中液氨忽略溶解物，以100% NH3計(jì))氫平衡：以體積量計(jì)算(下同) (1)氮平衡： (2)惰氣平衡： (3)氨平衡：合成塔內(nèi)生成的氨應(yīng)等于排出的氨 (4)總物料平衡：合成反應(yīng)后進(jìn)出口氣體體積減少了V3 V6 (5)把式(1)與式(2)合并，將已知數(shù)據(jù)代入式(1)與式(2)式(1)： (1)’式(2)： (2)’式(1)’加式(2)’得： (6)數(shù)據(jù)代入式(3)得： (3)’將式(3)’與式(6)聯(lián)立解得：將已知數(shù)據(jù)V1和V12的值代入式(4)與式(5)。式(4)： (4)’式(5)： (5)’(4)’與(5)’聯(lián)立解得：(3)合成塔進(jìn)出口物料量(各組分的量)a. 入塔總物料量： 其中各組分的量按照計(jì)算。b. 出塔總物料量，其中各組分量按照計(jì)算。(4)廢熱鍋爐出口，熱交換器出口和軟水預(yù)熱器出口物料，組成未發(fā)生變化與合成出口相同，即(5)水冷卻器和氨分離器物料量a．水冷卻器入口氣即軟水預(yù)熱器出口氣V9。水冷卻器出口總物料未發(fā)生變化。由于有部分氨被液化，出口物料實(shí)際為氣液混合物。其總量和總組成與入口完全一致。即經(jīng)氨分離器后，分為氣相和液相兩股物料。即 (Ll7量暫以氣體體積計(jì))按前面氨分器氣液平衡算得氣液比： 和 由以上兩式可以解得L17換算成質(zhì)量 b. 氨分離器出口氣體組分的體積，按計(jì)算。 氨分離器出口液體組分的量，按計(jì)算。(6)循環(huán)機(jī)入口V13和出口V14：由流程圖上表明進(jìn)入循環(huán)機(jī)之前，有放空氣放出。所以 其中各組分的量按照計(jì)算。放空氣中各組分的量：按計(jì)算。(7)冷交換器進(jìn)出口物料a. 進(jìn)氣量：V2=循環(huán)機(jī)出口加上補(bǔ)充氣的量 即b. 補(bǔ)充氣中各組分的量：按計(jì)算。c. 冷交換器入口氣體各組分的量：按計(jì)算。d. 冷交換器入口氣體組成(2點(diǎn))：按照計(jì)算。其他組分的計(jì)算結(jié)果如下表(2點(diǎn))組成NH3H2N2CH4Ar合計(jì)摩爾分?jǐn)?shù)e. 冷交換器出口氣體的量V3其中各組分的量按計(jì)算。f. 冷交換器出口液氨的量：它是進(jìn)出口氣體體積之差。其中分組分的量按計(jì)算。g. 液氨貯槽物料衡算(均以標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積計(jì))進(jìn)入貯槽的液氨量：貯槽中排除產(chǎn)品液氨的量：(標(biāo)準(zhǔn)狀況)結(jié)果與計(jì)算基準(zhǔn)基本一致。(8)物料衡算結(jié)果匯總?cè)缦拢?以下物料量均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，按1t,NH3計(jì)算。)補(bǔ)充新鮮氣(1點(diǎn)) 氨冷器入口氣(2點(diǎn))合成塔進(jìn)出口(3,4,5點(diǎn))合成塔出口(6,7,8,9點(diǎn))水冷卻器出口(10點(diǎn))(氣液混合，以氣體計(jì))氨分離器出口氣體(11點(diǎn))放空氣(12點(diǎn))循環(huán)壓縮機(jī)進(jìn)出口氣(13,14點(diǎn))氨冷器進(jìn)出口(15,16點(diǎn))(氣液混合)氨分離器液體出口(17點(diǎn))冷交換器液體出口(18點(diǎn))兩股液氨合并(19點(diǎn))馳放氣(20點(diǎn))產(chǎn)品液氨(21點(diǎn)) (9)各部位的物料組成和數(shù)量，分別列表如下。其中把以1t氨為基準(zhǔn)的量，(m3/h)和其物質(zhì)的量(kmol/h)作為能量衡算依據(jù)。 合成塔一次入(3點(diǎn))，一次出(4點(diǎn))，二次入(5點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH33H2N2CH4Ar∑100 合成塔出口(6點(diǎn)和7,8,9，10點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑100 氨分離器出口氣(11點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑100 循環(huán)機(jī)入，出口(13,14點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑100 放空氣(12點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑100(1點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH30000H2N2CH4Ar∑100 冷交換一入(2點(diǎn))，一出(15點(diǎn))，二入(16點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑100 氨分離器出口液氨(17點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑100 冷交換器出口液氨(18點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑10
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