年產(chǎn)12萬噸合成氨變換段工藝設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-01 06:39本頁面
【正文】 CH4可用公式：Cp=a+bT+CT2+dT3來計(jì)算熱容物質(zhì)Ab/103c/106b/109CH4計(jì)算結(jié)果：物質(zhì)COCO2H2H2ON2ArCH4Cp所以得：Cpm=∑Yi*Cp=（）故：Q2=（200180）=熱損失 ： Q3=Q1Q2== kJ低變換爐物料量平衡表組分進(jìn)低溫變換爐的物料量/m3出低溫變換爐的物料量/m3CO2COH21955N2ArCH4H2O合計(jì)低變換爐熱量平衡表反應(yīng)放熱/kJ氣體吸熱/kJ熱量損失/kJ有低變二段催化劑變換率及熱平衡計(jì)算結(jié)果知： 低變爐入口氣體溫度 180℃ 低變爐出口氣體溫度 200℃ 低變爐入口CO變換率 % 低變爐出口CO變換率 % 低變爐催化劑平衡曲線根據(jù)公式XP=100％V=KPABCDq=U=KP（A+B）+（C+D）W=KP1其中A、B、C、D分別代表CO、H2O、CO2及H2的起始濃度t160180200220240260T433453473493513533Xpt280T553Xp低變爐催化劑平衡曲線如下：13. 最佳溫度曲線的計(jì)算由于低變爐選用B303Q型催化劑。熱容的單位為kJ/（）物質(zhì)COH2H2OCO2N2ArA30b/103c/105CH4可用公式：Cp=a+b+CT2+dT3來計(jì)算熱容:物質(zhì)Ab/103c/106d/109CH4計(jì)算結(jié)果：物質(zhì)COCO2H2H2ON2ArCH4Cp所以得：Cpm=∑Yi*Cp=（）故：Q2=（390380）=熱損失：Q3=Q1Q2=．中變二段催化劑操作線計(jì)算由中變二段催化劑變換率及熱平衡計(jì)算結(jié)果知： 中變爐入口氣體溫度 380℃ 中變爐出口氣體溫度 390℃ 中變爐入口CO變換率 60% 中變爐出口CO變換率 %所以中變爐的操作線如圖：中變換爐物料量平衡表組分進(jìn)中變換爐的物料量/m3 出一段催化床層的物料量/m3CO2COH2N2ArCH4H2O合計(jì) 組分進(jìn)二段催化床層的物料量/m3出二段催化床層的物料量/m3CO2COH21955N2ArCH4H2O合計(jì)中變換爐一段熱量平衡表反應(yīng)放熱/kJ氣體吸熱/kJ熱量損失/kJ中變換爐二段熱量平衡表反應(yīng)放熱/kJ氣體吸熱/kJ熱量損失/kJ進(jìn)低變爐的濕組分：組 分CO2COH2N2CH4H2OAr合計(jì)含量％100M3(標(biāo))19551348．47Kmol進(jìn)低變爐催化床層的變換氣干組分：組 分CO2COH2N2CH4Ar合計(jì)含量％100M3(標(biāo))1955kmol要將CO％％（濕基）以下，則CO的實(shí)際變換率為：p ％=100=％取p=90%則反應(yīng)掉的CO的量為：90％=(標(biāo))=出低溫變換爐CO的量： = M3(標(biāo))= kmol出低溫變換爐H2的量： 1955+=(標(biāo))= kmol出低溫變換爐H2O的量：=(標(biāo))=出低溫變換爐CO2的量: +=(標(biāo))= kmol出低變爐催化床層的變換氣干組分的體積：V總（干）=+++++=(標(biāo))= kmol故出低變爐催化床層的變換氣干組分中CO的含量：CO％==%同理得：CO2％==%H2％==%N2％==%CH4％==%Ar％==%出低變爐的干組分：組 分COCO2H2N2CH4Ar合計(jì)含量％100M3(標(biāo))kmol出低變爐催化床層的變換氣濕組分的體積：V總（濕）=+=(標(biāo))= kmol故出低變爐催化床層的變換氣干組分中CO的含量：CO％==%同理： CO2％==% H2％==% N2％==% CH4％==% Ar％==% H2O％==%所以出低變爐的濕組分：組 分CO2COH2N2CH4ArH2O合計(jì)含量％100M3(標(biāo))kmol對(duì)出低變爐的變換氣溫度進(jìn)行估算：根據(jù)：Kp=（H2％CO2％）/（H2O％CO％）計(jì)算得Kp=查《小合成氨廠工藝技術(shù)與設(shè)計(jì)手冊(cè)》知當(dāng)Kp==235℃設(shè)平均溫距為35℃，則出中變爐段催化床層的變換氣溫度為： t=235－35=200℃ 低變爐的熱量衡算以知條件：進(jìn)低變爐催化床層的變換氣溫度為：180出低變爐催化床層的變換氣溫度為：200℃變換氣反應(yīng)放熱Q1:在200℃時(shí)，T=473K，計(jì)算變換氣中各組分的生成焓原理與計(jì)算一段床層一樣。以知條件： 變換氣的流量： 設(shè)冷淋水的流量：X kg 變換氣的溫度：425℃ 冷淋水的進(jìn)口溫度：20℃ 進(jìn)二段催化床層的溫度：380℃ 操作壓力：1800kp熱量計(jì)算： 冷淋水吸熱Q1：據(jù)冷淋水的進(jìn)口溫度20℃查《化工熱力學(xué)》可知h1 =根據(jù)《化工熱力學(xué)》可知T/kP/kPaH/(kJ/kg)3601500360200040015004002000冷淋水要升溫到380℃，所以設(shè)在380℃, 653K,1800kp時(shí)的焓值為h對(duì)溫度進(jìn)行內(nèi)查法：1500kpa時(shí)(653633 )/()=(673653)/() h= kJ/kg2000kpa時(shí)(653633)/()=(673653)/() h= kJ/kg對(duì)壓力用內(nèi)差法得380℃，653K，1800Kp時(shí)的焓值h為：(18001500)/()=(20001800)/()h= kJ/kgQ1= X( )變換氣吸熱Q2：物質(zhì)COCO2H2H2ON2CH4Cp31所以Cpm= ∑Yi*Cp = kJ/（kmol.℃）Q2=**(425380) Q2根據(jù)熱量平衡：= X() X=== M3(標(biāo))所以進(jìn)二段催化床層的變換氣組分：水的量為：+= M3(標(biāo))組 分CO2COH2N2CH4
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