【正文】 100%=% 出槽物料：液氨貯槽出口弛放氣 V20= m3 其中： NH3 320NHV= CH4 420CHV= Ar ArV20 = H2 220HV= N2 220NV= 出口液氨總物料 L19=L21－ L20=－ = 其中： NH3 333 202119 NHNHNH VLL ??=－ = CH4 444 202119 CHCHCH VLL ??=－ = Ar ArArAr VLL 202119 ?? =－ = H2 。100%=% H2 221Hx= 247。100%=% CH4 421CHx=247。GGG 分?=（ %－ %） 247。(+) 100%=% 冷交換器分離液氨百分?jǐn)?shù)： 25 G 冷 %=1－ G 分 %=1－ %=% 計算誤差 =39。100%=－ % 誤差在設(shè)計允許的范圍 內(nèi)，滿足要求。)= L=1－ V= VL =247。 33 VVm NHNH =247。 NHV?? = m3 ????? 39。 NHNHNH LLVV ??? ???? （ 313） 式中 V′Ⅱ —冷交換器入口總物料 V′17—冷交換器熱氣出口總物料 339。 ??? （ 312） 333 2239。100%=% 出器總物料 =322 NHLV ?=+= m3 23 冷交換器物料計算 V17 V14 V2 V3 圖 冷交換器物料簡圖 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 VⅡ = 3NHL= 由氣液平衡計算得，以 1kmol進(jìn)口物料為計算基準(zhǔn)：即 F=1 FVL ?? （ 38） 333 NHNHNH mFyVxL ????? （ 39） 將3NHy=，3NHx= ? ?? ? 9 5 9 2 5 100261 33333 . mxV NHNHNHNHNH ????? （ 310） (310)式中3NHm可由物料平衡和氨平衡計算3NHm=22 3VVNH 17139。100%=% H2 22Hy=247。100%=% CH4 42CHy=247。=－ = 氨冷器出口總液氨量： ??? 333 1839。100%=%3 N2 218Ny=247。100%=% Ar Ary18 =247。100%=% 氨冷器的物料計算 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充新鮮氣物料 V1= 其中： CH4 4CHV?== Ar ArV? == H2 2HV?== N2 2NV?== V18（進(jìn)器氣體物料） =V1+V17=+= 進(jìn)器氣體組分含量 V18i=V1i+V17i 其中： NH3 ??33 1718 NHNH VV CH4 418CHV= += Ar ArV18 =+= H2 218HV= += N2 218NV= += 各組分百分含量：181818 VVy ii ? NH3 318NHy=247。100%=% 21 H2 17172VVH =247。100%=% CH4 1717 4VVCH =247。L)=,有如下方程： 出出1111LV =LV = （ 36） V11 出 +L11 出 =L10 入 = （ 37） 將 V11 出 = 出 帶入（ 37）得： L11 出 = V11 出 = 出口氣體組分由 V11i=V11 出 y 11i得 : 其中： NH3 311NHV=%= CH4 411CHV=%= Ar ArV11 =%= 19 H2 211HV=%= N2 211NV=%= 出口液體各組分由 L11i=V8i－ V11i 其中： NH3 311NHL=－ = CH4 411CHL=－ = Ar ArL11 =－ = H2 211HL=－ = N2 211NL=－ = 氨分離器物料計算 進(jìn)器物料：氨分離器進(jìn)器總物料等于水冷器出口氣液混合物總物料 即 V11=V11 出 +L11 出 =+= m3 出器物料：氣液混合物在器內(nèi)進(jìn)行分離，分別得到氣體和液體 出器氣體 V12＝ V11 出 ＝ 出器液體 L15＝ L11 出 ＝ 氨分離器出口氣體放空 V13= 其中： NH3 313NHV=%= CH4 413CHV=%= Ar ArV13 =%= H2 213HV=%= N2 213NV=%= 冷交換器物料計算 進(jìn)器物料：進(jìn)器物料等于氨分離器出口氣體物料減去放空氣量 V14=V12－ V13=－ = m3 其中： NH3 314NHV=%= CH4 414CHV=%= 20 Ar ArV14 =%= H2 214HV=%= N2 214NV=%= 出器物料（熱氣）： 設(shè)熱氣出口溫度 T=17℃ 查 T=17℃ (由熱量計算核定）， p= 氣相平衡氨含量 ?3NHy=%，計算熱氣出口冷凝液氨時，忽略溶解在液氨中的氣體。 合成系統(tǒng)物料計算 圖 合成系統(tǒng)物料簡圖 將整個合成看著一個系統(tǒng)，進(jìn)入該系統(tǒng)的物料有新鮮補充氣補 V 補 ，離開該系統(tǒng)的物料有放空氣 V 放 ，液氨貯槽弛放氣 V 弛 ，產(chǎn)品液氨 L 氨 ，由前計算數(shù)據(jù)如表 表 前計算數(shù)據(jù) 名稱 NH3 CH4 Ar H2 N2 氣量 補充氣 －－ V 補 放空氣 V 放 17 弛放氣 液氨 入塔氣 V 入 出塔氣 V 出 根據(jù)物料平衡和元素組分平衡求 V 補 ， V 放 ， V 入 ， V 出 ： 循環(huán)回路中氫平衡： 333222 NHNHNHHHH LyVyVyVyVyV ????? 馳放放馳馳放放補補 （ 31） 循 環(huán)回路中氮平衡： V補補2Ny=V放放2Ny＋ V弛馳2Ny+放3NHy+馳3NHy+ （ 32） 循環(huán)回路中惰性氣體平衡： V 補 (補4CHy+ 補Ary )=V 放 (放4CHy+ 放Ary )+V 弛 (馳4CHy+ 馳Ary ) V 補 (+)=V 放 (+)+(+) 補 = V 放 + V補 = + （ 33） 循環(huán)回路中氨平衡： V 出 － V 入入3CHy=V 放 放y +V 弛馳3NHy+3NHL 出 － 入 = + + （ 34） 循環(huán)回路總物料平衡： V入 =V出 +V補 － V放 － V弛 － LNH3=V出 +V補 － V放 － － （ 35） 聯(lián)立（ 31）到（ 35）各式解得： V 放 = ； V 補 = ； V 出 = ； V 入 = 合成塔物料計算 入塔物料： V5= 其 中： NH3 35NHV，= %= CH4 45 CHV，=%= Ar ArV，5 =%= H2 25 HV，=%= 18 N2 25 NV，=%= 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= m3 出塔物料： V8= NH3 38NHV，=%= CH4 48 CHV，=%= Ar ArV，8 =%= H2 28HV，=%= N2 28NV，=%= 合成塔生成氨含量： 333 ,5,8 NHNHNH VVV ???=－ = m3 廢熱鍋爐進(jìn)出口物料，熱交換器進(jìn)出口物料等于合成塔出塔的物料。100%=% 入口液體中組分含量： ? ? ? ?ii mm 0039。100%=% 入口液體中氮氣含量： ? ?2039。100%=% 入口液體中氫氣含量： ? ?2039。100%=% 入口液體中氬含量： ? ?Arm039。100%=% 入口液體中甲烷含量： ? ?4039。L (21) 入口液體中氨含量： ? ?3039。（ 17） = 其中： NH3 3191919 m6 4 71 3 1 7%87993 6 21 3 1 933 ...xLL )NH()()NH( ????? CH4 3191919 m6380%048403621319L 44 ...xL )CH(）（)CH( ????? Ar 3191919 m03950%00303621319 ...xLL )Ar()()Ar( ????? H2 3191919 m4 4 10%0 3 303 6 21 3 1 922 ...xLL )H()()H( ????? N2 3191919 m1190%0090362131922 ...xLL )N()()N( ????? 液氨儲槽出口馳放氣 LV = V(20)=L(19)== m３ 其中： NH3 ? ? ? ? ? ? 3202020 m62464%665932020833 ...yVV NHNH ????? CH4 ? ? ? ? ? ? 3202020 m64915%4471432020844 ...yVV CHCH ????? Ar ? ? ? ? ? ? 3202020 m6561%5261320208 ...yVV ArAr ????? H2 ? ? ? ? ? ? 3202020 m72020%1201932020822 ...yVV HH ????? N2 ? ? ? ? ? ? 3202020 m6 9 55%2 5 853 2 01 0 822 ...yVV NN ????? 液氨儲槽出口總物 料 = L(19)+ V(20)=+= 液氨儲槽進(jìn)口液體： 由物料平衡，人槽總物料 =出槽總物料： L(21)=L(19)+V(20)= 入口液體各組分含量計算： L(21i)= L(19i) + V(20i) 其中： NH3 ? ?321NHL=+= CH4 ? ?421CHL=+= m３ Ar ? ?ArL21 =+= m３ 16 H2 ? ?221HL=+= N2 ? ?221NL=+= 入口液體中組分含量核算： 由 m180。100%=% 弛放氣中氮氣含量： ??? V LMy NNN 222 0(－ )247。100%=% 弛放氣中氬含量： ??? V LMy ArArAr 0(－ )247。100%=% 表 液氨儲 槽出口液體組分含量（ %） NH3 CH4 Ar H2 N2 總計 100 出口馳放氣組分含量： 馳放氣中氨含量： ??? V LMy NHNHNH 333 0（ ） 247。100%=% 出口液體氫氣含量： LLx HH 22 ?=247。100%=% 出口液體甲烷含量： LLx CHCH 44 ?=247。=% 誤差滿足設(shè)計要求。 )1()( )()1(% 分,333分,3