【文章內容簡介】 計 kg/h Wt% kmol/h mol% 計算示例：以一氧化碳為例，新鮮氣的流量VF = ,一氧化碳的含量ck = %，則一氧化碳的摩爾流量為 % = kmol/h，質量流量為 28 = kmol/h。由生產經驗②知，5MPa、40℃下，年產4萬噸粗甲醇在氣液分離設備中，粗甲醇中各組分的揮發(fā)量依次為：、,異丁醇在該條件下幾乎不揮發(fā)，： + + + 0 = 粗甲醇中各物質揮發(fā)量見表28表28 液相粗甲醇中各組分的揮發(fā)量組 分 CH3OH (CH3)2O C4H9OH H2O 合計揮發(fā)量（ kmol/h） 0 計算表明弛放氣與循環(huán)氣的比值不到7%，因此弛放氣中揮發(fā)組分的量可以忽略，故不考慮揮發(fā)相時弛放氣與循環(huán)氣之比近似為：因此考慮揮發(fā)相時弛放氣與循環(huán)氣之比近似為：由此得弛放氣中甲醇的量為同理，、不考慮揮發(fā)量馳放氣中各氣體的摩爾流量為： 馳放氣的總量VK = CO的量：% = CO2的量：% = H2的量： % = CH4的量：% = N2的量： % = 則馳放氣的組成列于表29中:表29 馳放氣流量及組成組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O 合計 kg/h Wt% kmol/h mol% 計算示例，以一氧化碳為例：弛放氣總物質的量的流量為 ： + + + + + + += 一氧化碳的摩爾分數(shù)：( / ) 100% =%弛放氣總質量流量為：+++++++ = kg/h一氧化碳的摩爾分數(shù)：( 28 / ) 100% = %易知循環(huán)氣中CH3OH的量為： = kmol/h(CH3)2O的量為： = kmol/h H2O的量為： = kmol/h由于循環(huán)氣中各組分的摩爾分數(shù)與弛放氣中的一樣，故循環(huán)氣中各氣體的量為： 循環(huán)氣總量為： kmol/h CO的量：% = kmol/hCO2的量：% = kmol/hH2的量：% = kmol/hCH4的量：% = kmol/hN2的量：% = kmol/h由計算得到循環(huán)氣的流量及組成，列于表210中：表210 循環(huán)氣的流量及組成組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O 合計 kg/h Wt% kmol/h mol% 計算示例，計算方法與弛放氣流量組成的計算方法大體一致。合成塔入口氣體等于新鮮氣的量加上循環(huán)氣的量，由表27和表210得到表211如下：表211 合成塔入塔氣流量及組成組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O 合計 kg/h Wt% kmol/h mol% 計算示例，以一氧化碳為例，合成塔入塔氣中一氧化碳的量等于新鮮氣中一氧化碳的量加上循環(huán)氣中一氧化碳的量，其摩爾流量為： + = kmol/h質量流量為： + = kg/h合成塔入塔氣總摩爾流量： + = kmol/h合成塔入塔氣總質量流量： + = kg/h則一氧化碳的摩爾含量為： () 100% = %一氧化碳的摩爾含量為： ( / ) 100% = %合成塔出塔氣體流量等于循環(huán)氣的量加弛放氣的量加粗甲醇的量再加粗甲醇中的溶氣量，由表2表2表29及表210可得合成塔出塔氣體流量及組成，見表212：表212 合成塔出塔氣體流量及組成組 分 kg/h Wt% kmol/h mol%CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O C4H9OH 合計 計算示例，以一氧化碳為例，合成塔出塔氣中一氧化碳的量等于循環(huán)氣、弛放氣、粗甲醇及粗甲醇溶氣之中一氧化碳之和，故其摩爾流量為： + + 0 + = kmol/h一氧化碳的質量流量為： + + 0 + = kg/h出塔氣總摩爾流量為： + + + = kmol/h 出塔氣總質量流量為： + + + = k/h則一氧化碳的摩爾含量為：() 100% = %一氧化碳的質量含量為： () 100% = %甲醇分離器出口的氣體由循環(huán)氣和弛放氣兩部分組成，循環(huán)氣進入循環(huán)壓縮機進行壓縮循環(huán)利用，弛放氣則進行放空。由表29和表210可得到甲醇分離器出口氣體的流量及組成，見表213：表213 甲醇分離器氣相流量及組成組 分 CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O 合計 kg/h Wt% kmol/h mol% 計算示例，以一氧化碳為例：由表29和表210可知，一氧化碳流量： + = kmol/h一氧化碳的質量流量為： + = kg/h分離器出口氣體摩爾流量為： + = kmol/h分離器出口氣體質量流量為： + = kg/h則一氧化碳的摩爾含量為： ) 100% = %一氧化碳的質量含量為： () 100% = %分離器出口液相組成為生成的粗甲醇及溶解在其中的小部分合成氣，由表24和表26可計算出分離器出口液相組成及流量，見表214。計算示例，以一氧化碳為例：由表24和表26可知，一氧化碳的摩爾流量為： 0 + = kmol/h一氧化碳的質量流量為： 0 + = kg/h分離器出口液相摩爾流量為： + = kmol/h分離器出口氣體質量流量為： + = kg/h則一氧化碳的摩爾含量為： () 100% = %一氧化碳的質量含量為： () 100% = %表214 分離器出口液相組成及流量組 分 kg/h Wt% kmol/h mol%CO H2 CO2 CH4 N2 CH3OH (CH3)2O H2O C4H9OH 合計 粗甲醇貯槽物料衡算甲醇合成工段生成的粗甲醇壓力很高，因此首先在粗甲醇貯槽內進行泄壓，使粗甲醇恢復到常壓，然后進入精餾工段。粗甲醇泄壓后，溶解在其中的氣體（除二甲醚）可認為全部釋放，液相粗甲醇即為設計任務規(guī)定的粗甲醇（具體見表24），進入到精餾工段進行精制；放空的氣相即為溶解在粗甲醇中的氣體（具體見表26）。由于甲醇貯槽物料衡算都已體現(xiàn)在上述兩表中，故在此不再進行反復計算。 合成工段熱量衡算 合成塔的熱量衡算 熱平衡方程式全塔熱平衡方程式為：∑Q 入塔氣 + ∑Q r ∑Q出塔氣 + Q熱損 + Q移+ Q維 （1）式中： Q 入塔氣 ——入塔氣帶入的熱量，kJ/h； Q r ——合成反應的反應熱，kJ/h； Q出塔氣 —— 出塔氣帶走熱量，kJ/h； Q熱損 ——合成塔熱損失，kJ/h Q移 —— 沸騰水移出去的熱量，kJ/h Q維 —— 維持合成塔反應所需要的熱量，kJ/h ∑Q 入塔氣 ∑（Gi Ci T入） （2）式中：Gi——入塔氣各組分流量，kmol/h；Ci——入塔各組分的比熱容，kJ/（kmol . ℃）；T入——入塔氣體溫度，℃；∑Q出塔氣∑（Go Co T出） （3）式中：Go——出塔氣各組分流量kmol/h；Co ——出塔各組分的熱容，kJ/（kmol . ℃）；To—— 出塔氣體溫度，℃；∑QrQr1 + Qr2 + Qr3 + Qr4 + Qr5 （4）式中：QrQr2 、Qr Qr4——分別為甲醇、二甲醚、甲烷、異丁醇、生成熱，kJ/h； Qr5——二氧化碳逆變反應的反應熱，kJ/h QrGr△H （5）式中：Gr——各組分生成量，kmol/h；△H——生成反應的摩爾熱，kJ/mol 定壓熱容計算式由實驗數(shù)據用電子計算機上回歸得出下列各式，可以計算純組分壓力下的比熱：CPH2 = + (T/100) + 102PH2 – 106(PH2)2 + 103 PH2(T/100) （6）CPCO = [ (T/100) + (T/100)2 – 102(T/100)3 + 102PCO 103 PCO(T/100)] （7）CPCO2 = [ + (T/100) + (T/100)2 + 102 PCO2(T/100)] （8）CCH3OH = + (T/100) (T/100)2 + (T/100)3 + PCH3OH / (T/)3