年產(chǎn)15萬(wàn)噸合成氨合成工段畢業(yè)設(shè)計(jì)1-在線瀏覽
2024-08-06 04:37本頁(yè)面
【正文】 分含量 yⅡi=VⅡi/VⅡNH3 yⅡNH3=％=％CH4 yⅡCH4=％=％Ar yⅡAr=％=％H2 yⅡH2=％=％N2 yⅡN2=％=％出器Ⅱ總物料=VⅡ+LⅡNH3=+ = m3 冷交換器物料計(jì)算：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= m3；液體入口 LNH3= m3由氣液平衡計(jì)算得，以一1Kmol進(jìn)口物料為計(jì)算基準(zhǔn)：即 F=1L+V=F┉┉┉┉┉┉①LxNH3+VyNH3=FmNH3┉┉┉┉┉┉②將yNH3=，xNH3=：V=（xNH3 mNH3）/（xNH3 yNH3）= mNH3/┉┉┉┉┉┉③③式中mNH3可由物料平衡和氨平衡計(jì)算mNH3=V2NH3/V2V′Ⅱ=V1+V′17┉┉┉┉┉┉④V′17=V18V13L15┉┉┉┉┉┉⑤V′ⅡNH3=VⅡNH3+L17NH3+L′22NH3┉┉┉┉┉┉⑥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V′ⅡNH3 ———冷交換器入口總氨物料將 V8= m3，V13= m3，L15= m3代入上式解得：V17= m3∴V′Ⅱ=+= m3；V′ⅡNH3 =++= m3∴mNH3= V′ⅡNH3/ V′Ⅱ=③得：V=；L=1V=；（L/V）=由（L/V）可求出冷交換器冷凝液體量（L16/V3）=（L/V）=冷凝液體量 L16=== m3出器物料：冷交換器（冷氣）出口氣體物料等于進(jìn)口總物料減去冷激液體量V3== m3其中 NH3 V3NH3= ％=CH4 V3NH3= ％=Ar V3NH3= ％=H2 V3NH3= ％=N2 V3NH3= ％=計(jì)算誤差=（V3V5）/V5 x100％=（）/ x100％=％校核氨分離器液氨百分?jǐn)?shù)氨分離器液氨百分?jǐn)?shù)：G分％=L15x15/(L15+L16x16)X100％=(+) X100％=％冷交換器分離液氨百分?jǐn)?shù)：G冷％=1G分％=％=％計(jì)算誤差=（G′G分）/G′=（％％）/％=％:進(jìn)槽物料：氨分離器入槽液體 L15= m3其中 NH3 L15NH3= =CH4 L15CH4= =Ar L15Ar= =H2 L15H2= =N2 L15N2= =冷交換器入槽液體 L16= m3其中 NH3 L16NH3= =CH4 L16CH4= =Ar L16Ar= =H2 L16H2= =N2 L16N2= =入槽混合物料 L21=L15+L16=+= m3各組分物料含量：L21i=L15i+L16i其中 NH3 L21NH3= +=CH4 L21CH4= +=Ar L21Ar= +=H2 L21H2= +=N2 L21N2= +=百分含量 x21i=L21i/L21其中 NH3 x21NH3= ％=％CH4 x21CH4=％=％Ar x21Ar= ％=％H2 x21H2= ％=％N2 x21N2=％=％出槽物料：液氨貯槽出口弛放氣 V20= m3其中 NH3 V20NH3= CH4 V20NH3= Ar V20NH3= H2 V20NH3= N2 V20NH3= 出口液氨總物料 L19=L21L20== m3其中 NH3 L19NH3= L21NH3V20NH3==CH4 L19CH4= L21CH4V20CH4==Ar L19NH3= L21NH3V20NH3==H2 L19H2= L21H2V20H2==N2 L19N2= L21N2V20N2==各組分百分含量：x19i=L19i/L19其中 NH3 x19NH3= ％=％CH4 x19CH4=％=％Ar x19Ar= ％=％H2 x19H2= ％=％N2 x19N2=％=％液氨產(chǎn)量核算: mNH3=物料計(jì)算匯總表：（2）氨冷器Ⅰ出口（氣體）（3）（4）（5）冷交換器冷氣出口％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑（5）（6）（7）合成塔一次入口（8）（9）（10）合成塔二次出口％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑(11)水冷器出口氣體(11)水冷器出口液體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑（12）氨分離器出口（13）放空氣％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑（14）冷交換器熱氣進(jìn)口（15）氨分離器出口液氨％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑（16）冷交換器出口液體（17）冷交換器熱氣出口氣體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑（17）冷交換器熱氣出口液體（18）氨冷器Ⅰ進(jìn)口氣體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3100CH4ArH2N2∑（18）氨冷器Ⅰ進(jìn)口液體（22）氨冷器Ⅱ進(jìn)口氣體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3100CH4ArH2N2∑（22）氨冷器Ⅱ進(jìn)口液體（19）液氨貯槽出口液體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3100CH4ArH2N2∑100（20）弛放氣（21）液氨貯槽進(jìn)口液體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑（1）補(bǔ)充新鮮氣（2）氨冷器Ⅱ出口氣體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3CH4ArH2N2∑（22）氨冷器Ⅰ出口液體（2）氨冷器Ⅱ出口液體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3100100CH4ArH2N2∑100100:冷交換器熱量計(jì)算示意圖如下：（1）熱氣進(jìn)口溫度，冷交換器熱氣進(jìn)口溫度等于水冷器體出口溫度，由題意知t14=35℃。pm=查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表111各組分臨界參數(shù)如下表組分H2N2CH4ArNH3Ｔc(K)Pc(atm)Tcm=++++=Pcm=++++= atmTrm=(35+)/=,Prm=()=查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表158 ⊿Cpm=由壓力校正法：Ｃp14= C186。pm=Tcm=++++= KPcm=++++= atm=Trm= T/Tc= (15+)/=,Prm=P/Pc=查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表158 ⊿Cpm=由壓力校正法：Ｃp2= C186。pm=Tcm=++++=Pcm=+++ + = atmTrm= T/Tc= (17+)/=,Prm=P/Pc=()=查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》附表158 ⊿Cpm=由壓力校正法：Ｃp= C186。pm +⊿Cpm=+=℃查20 ℃時(shí)《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)—理化數(shù)據(jù)》 CpL=℃帶入上式 t18=( +)≈20 ℃ 計(jì)算合理即 混合后氨冷器入口熱氣溫度為20 ℃（6）氣體帶出熱量 Q180。22L=V2Cp2Lt2=()x17x0=0KJ（8）液氨蒸發(fā)吸熱 Q吸=Q（Q180。22L）=（9）需冷凍量 查25℃液氨INH3=，15℃液氨INH3=，⊿INH3= KJ/Kg，W1= Q吸/⊿INH3=氨冷器Ⅰ熱量平衡匯總表收 方熱量（KJ）支 方熱量（KJ）氣體帶入熱量氣體帶出熱量0氣體中氨冷凝熱液氨帶出熱量0冷凍量小 計(jì)小 計(jì)Ⅱ熱量計(jì)算（1）氣體帶入熱量 Q2∵ 溫度為0 Q2=0KJ（2）氣體中液氨帶入熱量 QL∵ 溫度為0 QL=0KJ（3）氨冷器Ⅱ中氣氨冷凝熱查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)—理化數(shù)據(jù)》在0 ℃, INH3=Q冷=LⅡNH3x17xINH3/=氨冷器Ⅱ收入總熱量 Q= （4）氣體帶出熱量 由冷交換器熱量計(jì)算得 Q180。ⅡL=Q16=（6） 液氨蒸發(fā)吸熱 Q吸=Q入（Q180。ⅡL）=++=（7）需冷凍量 查25℃液氨INH3=，15℃液氨INH3=，⊿INH3= KJ/Kg，W1= Q吸/⊿INH3=氨冷器Ⅱ熱量平衡匯總表收 方熱量（KJ）支 方熱量（KJ）氣體帶入熱量0氣體帶出熱量氣體中氨冷凝熱0液氨帶出熱量冷凍量小 計(jì)小 計(jì)：（1）由《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)—理化數(shù)據(jù)》表111查的絕熱指數(shù)如下表：組分H2N2ArCH4NH3Ki.由公式1/（K1）==（）+（）+（）+（）+（）=∴K=T出=T入（P出/P入）（h1）/h由前已知 T入≈22+=P出= P入= MPa 帶入上式得：T出=（）（）/==℃（2）氣體帶出熱量 Q′3=（3）壓縮功 N=[K/（K1）] x[（P2/P1）（K1/K）1]x又P1 = MPa P2= MPa K= Z（2）= Z（1）=式中 V1=V0P0T/（P1T0）=()=將上述數(shù)據(jù)帶入壓縮功的計(jì)算式得：N=(()x[（）（）1]x=壓縮功 QN=3600N==(4) 氣體帶出熱量由熱平衡得： Q4=Q3+QN=+=∵ Q4=V4Cp4t4 Cp4=Q4/(V4t4)=()= KJ/Kmol℃由t4=22℃ P= MPa 查常壓下各組分氣體比熱容并計(jì)算得：⊿Cpm=Ｃp= C186。pm +⊿Cpm=+=℃∴ Q6
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