【正文】 O2逆變換kmol/m3（）續(xù)表54粗甲醇生產(chǎn)消耗和生成物量及其組成序號(hào)消耗方式單位消耗原料氣組分合成反應(yīng)生成物組分小計(jì)，Nm3COCO2H2N2CH4CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18H2O消耗量生成量（）6（57）生成高級(jí)烷kmol/m320.續(xù)表54粗甲醇生產(chǎn)消耗和生成物量及其組成序號(hào)消耗方式單位消耗原料氣組分合成反應(yīng)生成物組分小計(jì)，Nm3COCO2H2N2CH4CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18H2O消耗量生成量7粗甲醇中氣體溶解Nm3（）8醇后氣中甲醇擴(kuò)散Nm3（）9馳放氣中甲醇擴(kuò)散Nm3（）合計(jì)Nm3消耗氣組成%（V）生成物質(zhì)量kg生成物質(zhì)量組成%⑨甲醇合成塔循環(huán)氣量的計(jì)算經(jīng)測得，%，根據(jù)表54，設(shè)甲醇塔的出塔氣量為（G醇出塔）。 （58）把G醇循環(huán)=+（58），得G醇出塔=，G醇循環(huán)=。故得循環(huán)氣各組分的量如表56所示。表56 甲醇塔循環(huán)氣量及其組成組分COCO2H2N2CH4ArCH3OH合計(jì)流量，Nm3/h組成，%⑩甲醇合成塔入塔氣量的計(jì)算根據(jù)G入醇塔=G新鮮氣+G循環(huán)氣，由表55與表56得表57。表57 甲醇合成塔入塔氣量及其組成組分COCO2H2N2CH4ArCH3OH小計(jì)流量，Nm3/h組成，%甲醇合成塔出塔氣流量及組成計(jì)算因?yàn)镚醇出塔=G醇入塔G醇反應(yīng)+G醇G醇副反應(yīng)+G醇副產(chǎn)物，根據(jù)表5表54，得表58為甲醇合成塔出塔氣流量及組成。表中，%，⑨%，誤差較小。醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品流量與組成如表59。表58 甲醇合成塔出塔氣流量及組成組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH（CH3）2OC8H18H2O合計(jì)入塔氣流量，Nm3/h合成反應(yīng)消耗，Nm3/h反應(yīng)生成物，Nm3/h出塔氣流量，Nm3/h組成，%表59 甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品流量與組成組分COCO2 H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH（CH3）2OC8H18H2O合計(jì)分離器損失氣量，Nm3/h出分離器氣體流量，Nm3/h0（全溶）組成，%粗甲醇在中間貯槽減壓放出的馳放氣流量與組成如表510。醇后氣經(jīng)精煉得精煉氣流量與組成如表511。根據(jù)表5表511得氨合成塔生產(chǎn)最終平衡，見表512。續(xù)表59 甲醇分離器出口氣體和液體產(chǎn)品流量與組成組分COCO2 H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH（CH3）2OC8H18H2O合計(jì)出分離器液體量，Nm3/h（氣態(tài)）組成，%重量，kg/h組成，%表510 甲醇馳放氣流量與組成組分COCO2H2N2CH4CH3OH合計(jì)馳放氣流量，Nm3/h組成，%表511 精煉氣流量與組成組分H2N2CH4Ar合計(jì)精煉氣流量，Nm3/h組成，%表512 氨合成塔物料平衡表消耗分類反應(yīng)消耗或損耗反應(yīng)生成NH3合計(jì)H2N2CH4Ar精煉氣，Nm3/h溶解損耗，Nm3/h小計(jì)合成反應(yīng)消耗，Nm3/h吹出氣，Nm3/h氨擴(kuò)散損耗，Nm3/h合成氨產(chǎn)量，Nm3/h kg/h匯總物料平衡各過程，得平衡匯總表513。表513 聯(lián)醇生產(chǎn)物料平衡匯總表組分①新鮮氣流量Nm3/h%②甲醇入塔氣流量Nm3/h%③甲醇循環(huán)氣流量Nm3/h%④甲醇出塔氣流量Nm3/h%⑤醇后氣流量Nm3/h%⑥甲醇馳放氣流量Nm3/h%⑦精煉氣流量Nm3/h%⑧吹出氣流量Nm3/h%⑨氨馳放氣流量Nm3/h%COCO2H2N2CH4Ar（CH3）2OCH3OHC4H9OHC8H18H2ONH3合計(jì)工藝條件：ⅰ.進(jìn)塔氣體溫度平均按40℃計(jì)算；Ⅱ.冷凝器氣體出口溫度與液體溫度相等，都為33℃；Ⅲ.冷卻水溫度為27℃，冷卻回水為40℃；Ⅳ.系統(tǒng)熱損失為5%。（1）全塔熱平衡方程式∑Q入＋∑Qr=∑Q出＋∑Qf （59） ∑Q入=∑（G入Cm入Tm入） （510） ∑Q出=∑（G出Cm出Tm出） （511）式中：∑Q入—入塔氣熱量，kJ/h；∑Q出—出塔氣熱量，kJ/h；∑Qr —合成塔反應(yīng)熱，kJ/h；∑Qf —合成塔熱損失，kJ/h。G入G出—進(jìn)出合成塔物料量，kmol/h；Cm入Cm出—進(jìn)出合成塔各組分熱容，kJ/kmol℃；Tm入Tm出—進(jìn)出合成塔氣體溫度，℃； Qri —各組分生成量，kmol/h；ΔH—反應(yīng)熱，kJ/kmol∑Qr=Qr1＋Qr2＋Qr3＋Qr4＋Qr5 （512）（2）全塔入熱計(jì)算查手冊，壓力為10106Pa時(shí)，根據(jù)表57甲醇合成塔入塔氣各組分量，算得甲醇合成塔入塔熱量如表514。表514 甲醇合成塔入塔各組分的比熱容和熱量組分COCO2H2N2CH4ArCH3OH合計(jì)比熱容，kJ/（kmol?℃）入塔量Nm179。/hKmol/h入塔熱量，kJ/（h?℃）根據(jù)計(jì)算條件，入塔氣溫為40℃，40=（3）塔內(nèi)反應(yīng)熱的計(jì)算反應(yīng)方程式如式（52）～（57）則合成甲醇過程中各組分反應(yīng)熱如表515所示。表515 甲醇合成塔內(nèi)反應(yīng)熱組分CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18CH4CO合計(jì)生成熱kJ/mol生成量Nm3/hkmol/h反應(yīng)熱kJ/h（4）合成塔出口總熱量計(jì)算查手冊得甲醇合成塔出口狀態(tài)下各組分的比熱容，根據(jù)甲醇合成塔出口的物料流量制成的表，并按Q出塔=G出塔Cm入，分別計(jì)算出出塔各組分的熱量，如表516所示。假設(shè)T出塔=℃，即450K。表516 甲醇合成塔出塔各組分的比熱和熱量組分COCO2H2N2CH4ArCH3OHC4H9OH（CH3）2OC8H18H2O合計(jì)比熱容，kJ/（kmol?℃）氣量Nm3/hkmol/h出塔熱kJ/（h?℃）（5）合成塔全塔熱損失計(jì)算由設(shè)定的計(jì)算條件給出全塔熱損失為5%，因此損失熱量為：Q熱損失 =（Q入塔+Q反應(yīng)）5%=（ + ） 5% = 5%=。（6）由全塔熱平衡方程∑Q入塔＋∑Q 反應(yīng)=∑Q出塔求出出塔氣體溫度T出塔+= T出塔+T出塔=℃，相對(duì)誤差為：（－）100%/ = % %誤差在允許范圍內(nèi)，假設(shè)成立，合成塔熱量平衡。全塔熱平衡如表517所示。表517 甲醇合成塔全塔熱平衡表熱量氣體顯熱反應(yīng)熱熱損失合計(jì)入塔熱，kJ/h出塔熱，kJ/h（1）熱平衡方程式 Q入口氣＋Q冷凝=Q出口氣＋Q液＋Q冷卻水 （513）式中：Q入口氣、Q出口氣—冷凝器進(jìn)出口氣體顯熱，kJ/h；Q冷凝—出口溫度下氣體冷凝放熱，kJ/h；Q液 —出冷凝器液體帶熱，kJ/h；Q冷卻水 —冷卻水帶走的熱量，kJ/h。（2）熱平衡計(jì)算查手冊得，冷凝器氣體出口溫度33℃，粗甲醇中各組分物理常數(shù)如表518所示。表518 粗甲醇中各組分物理常數(shù)組分CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18H2O氣化熱，kJ/kg液體比熱容，kJ/（kg?℃）假設(shè)有相變物質(zhì)在低于沸點(diǎn)時(shí)全部冷凝，擴(kuò)散于氣相中的組分忽略不計(jì)。①氣體冷凝放熱Q冷凝=GΔHr （514）式中：G—冷凝液體流量，kg/hlΔHr—?dú)饣療?，kJ/kg。根據(jù)表59數(shù)據(jù)計(jì)算得出塔各組分及冷凝放熱量如表519所示。表519 出塔氣在冷凝器中冷凝放熱量組分CH3OH（CH3）2OC4H9OHC8H18H2O合計(jì)冷凝量，Nm3/h kg/h放熱量，kJ/h②進(jìn)冷凝器氣體總熱量Q冷凝器=Q出塔=∑（GFCp）T出塔= （515） 式中：GF —進(jìn)冷凝器各組分摩爾流量；kmol/h； Cp—各氣體組分比熱容，J/（mol?℃）；T出—出合成塔氣體溫度，℃。③冷凝器出口氣體顯熱冷凝器出口氣體顯熱Q′出冷凝器=∑（G′FCp）T出口 （516）式中：G′F—冷凝器出口各氣體組分摩爾流量；kmol/h；Cp—出口氣體各組分比熱容，J/（mol?℃）；T出口—冷凝器出口氣體溫度，℃。根據(jù)表59各組分的流量及熱容，計(jì)算冷凝器出口氣體顯熱，列表為520。因冷凝器氣體出口溫度為33℃，所以出口氣體熱量為Q′出冷凝器=33=④冷凝器出口氣體帶走熱量Q′′出冷凝器Q′′