年產(chǎn)五萬(wàn)噸合成氨合成工段工藝設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文設(shè)計(jì)】-在線瀏覽
2025-07-18 12:41本頁(yè)面
【正文】 力：液氨產(chǎn)量為50kt/a。(4)合成塔出口氣： 為17%。(6)新鮮氣溫度：35。(8)水冷卻器的冷卻器溫度：25。(i)溶解液氨中的氣體量；(ii)部分設(shè)備和管道的阻力；(iii)部分設(shè)備和管道的熱損失。循環(huán)氣進(jìn)入合成塔，進(jìn)塔走塔內(nèi)間隙，溫度稍升高，引出到外部熱交換器再次升高溫度。氣體則進(jìn)入循環(huán)壓縮機(jī)補(bǔ)充壓力形成循環(huán)回路。從冷交換器中的氨分離器分離出的液氨與由氨分離器分出的液氨匯合入液氨貯槽。另外為限制循環(huán)氣中惰氣含量的積累，使其濃度不致于過(guò)高，故在氨分離器后放出一部分循環(huán)氣，成為放空氣。 氨合成工序物料流程示意圖1—新鮮氮?dú)猓?2—放空氣；20—馳放氣；21—產(chǎn)品液氨為計(jì)算方便起見(jiàn)，在流程圖中各不同部位的物料，用數(shù)字編號(hào)表示。 合成塔入口氣組成(摩爾分?jǐn)?shù))(3點(diǎn))已知入口氣的NH3和CH4+Ar濃度，并假定氫與氮的比例為3。氨生成量：根據(jù)反應(yīng)式，在合成塔內(nèi)，氣體總物質(zhì)的量的減少，應(yīng)等于生成氨的物質(zhì)的量。按下式計(jì)算。進(jìn)入氨分離器的物料為氣液混合物，物量為F，物料組成為F1；分離器出口氣相組分為yi，氣量為V。已知進(jìn)口物料組成Fi,即合成出口氣組成，前已求出。把式(2)代入式(1)得 或 (3)式中：Li為液相中各組分的量。已知分離器入口氣液混合物組成即6點(diǎn)值。以代入式(3)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如下。液體組成(摩爾分?jǐn)?shù))：按計(jì)算，計(jì)算結(jié)果列入下表： 氨分離器出口液體組成(17點(diǎn))組成NH3H2N2CH4Ar合計(jì)摩爾分?jǐn)?shù)/%%%%%%分離后氣體組成：計(jì)算NH3: 同法計(jì)算其他組分，結(jié)果列入下表。而冷交換器出口氣即是合成塔入口氣，其組成已在前面算出。其關(guān)系式為從手冊(cè)差得在操作條件下()的相平衡常數(shù)如下表：70752540冷交換器出口液體組成，根據(jù)計(jì)算。水冷后的氨分離囂分離的液氨占總量的摩爾分?jǐn)?shù)G可由下式計(jì)算：代入已知數(shù)據(jù)：取G=%%，%。計(jì)算結(jié)果列入下表(19點(diǎn))組成NH3H2N2CH4Ar合計(jì)摩爾分?jǐn)?shù)/%%%%%%根據(jù)氨貯槽的壓力差得氣液平衡常數(shù)，如下表575620170540在液氨貯槽中，類似于閃蒸過(guò)程，仍按氨分離器的計(jì)算方法，假定一個(gè)V/L初值，經(jīng)過(guò)試差，求得計(jì)算結(jié)果，如下表。設(shè)代入下式。液體組成(摩爾分?jǐn)?shù))：按計(jì)算。 合成循環(huán)回路總物料衡算(各個(gè)部位物料量)(1)對(duì)整個(gè)回路做衡算，可求出補(bǔ)充新鮮氣量V1，放空氣量V12，一級(jí)合成塔進(jìn)氣量V3和出氣量V6。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(jiǎn)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)。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。(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。由于有部分氨被液化，出口物料實(shí)際為氣液混合物。即經(jīng)氨分離器后，分為氣相和液相兩股物料。 氨分離器出口液體組分的量，按計(jì)算。所以 其中各組分的量按照計(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。d. 冷交換器入口氣體組成(2點(diǎn))：按照計(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。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。)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。 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∑100 馳放氣組成(20點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑100 液氨貯槽入口(19點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑ 產(chǎn)品液氨(21點(diǎn))組成摩爾分?jǐn)?shù)/%m3/t NH3m3/hkmol/hNH3H2N2CH4Ar∑1003 能量衡算 根據(jù)已知條件和物料衡算結(jié)果，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行能量衡算。現(xiàn)從合成塔開(kāi)始，逐次對(duì)各單元設(shè)備進(jìn)行能量衡算。溫度基準(zhǔn)為O℃( K，計(jì)算中涉及的溫度實(shí)為溫差)。計(jì)算中先按常壓下求取，然后再進(jìn)行壓力校正。合成塔內(nèi)溫升核算：由于二次入塔溫度為180℃，經(jīng)過(guò)反應(yīng)后，溫度升高后的數(shù)值，應(yīng)為出口氣體溫度。則 與設(shè)定的出口溫度360℃相差無(wú)幾，可以認(rèn)為計(jì)算正確。h1項(xiàng)目熱量/一次入塔氣Q33189132一次入塔氣Q45199379二次入塔氣Q518236953二次入塔氣Q434
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