煤合成100wta尿素-氨合成工段设计毕业论文(编辑修改稿)

煤合成100wta尿素-氨合成工段设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

2020 届毕业设计 9 表 33 各组分平衡常数 KNH3 KCH4 KH2 KN2 KAr 设 ( / )  时，带入 ( ) ( ) / [1 ( / ) ( ) ] ( )L i m i V L K i L i    ： LNH3= 33/ [1 ( / ) ]N H N Hm V L K= LCH4= 44/ [1 ( / ) ]C H C Hm V L K= LH2= 22/ [1 ( / ) ]HHm V L K= L N2= 22/ [1 ( / ) ]NNm V L K= LAr= / [1 ( / ) ]Ar Arm V L K= L 总 = 3 4 2 2( ) ( ) ( ) ( ) ( )L NH L CH L H L N L A r   = 分离气体量： 1 1 0 . 0 8 0 3 0 . 9 1 9 7V L K m o l     计算气液比 ： /( / )VL= 再计算液体中各组分含量： 液体中氨的含量： xNH3= 3 / 100%NHLL = 0 . 0 7 6 6 4 / 0 . 0 8 0 3 1 0 0 % 9 5 . 4 4 2 % 液体中甲烷的含量： xCH4=4 / 100%CHLL 0 . 0 0 1 4 7 / 0 . 0 8 0 3 1 0 0 % 1 . 8 3 1 %   液体中氢的含量： xH2= 2 / 100%HLL=100%=% 液体中氮的含量： xN2= 2 / 100%NLL=100%=% 液体中氩的含量： xAr= / 100%ArLL =100%=% 分离气体组分含量： 气体氨的含量： yNH3=33( ) / 1 0 0 %N H N Hm L V=% 气体甲烷的含量： yCH4=44( ) / 1 0 0 %C H C Hm L V=% 气体氢含量： yH2=22( ) / 1 0 0 %HHm L V=% 气体氮含量： yN2=22( ) / 1 0 0 %NNm L V=% 气体氩的含量： yAr= ( ) / 1 0 0 %A r A rm L V=% 氨分离器出口的液体、气体含量见表 34： 2020 届毕业设计 10 冷交换器气液平衡计算 查表得当 10t ℃ , ap MP 的平衡常数： 表 34 氨分离器出口液体、气体含量 （ %） NH3 CH4 H2 N2 Ar 小计 液体含量 100 气体含量 100 表 35 各组分的平衡常数 KNH3 KCH4 KH2 KN2 KAr 27 75 80 51 冷交换器出口液体组分含量： 出口液体氨的含量： xNH3= 33/ 100%NH NHyK =100%=% 出口液体甲烷的含量： xCH4=44/ 100%CH CHyK =% 出口液体氢的含量 ： xH2=22/ 100%HHyK=% 出口液体氮含量： xN2=22/ 100%NNyK=% 出口液体氩的含量： xAr= / 100 %Ar AryK =% 表 36 冷交换器出口液体组分含量（％） NH3 CH4 H2 N2 Ar 小计 100 液氨贮槽气液平衡计算 因为 冷交换器出口 中和 氨分离器中的液体 都流到 液氨贮槽， 然后通过降低压力后，将溶解在液氨中的气体析 出，便是 弛放气。 流 进 的 这 两 种 液 体 的 百 分 比 大 约 值 ， 就 是 水 冷 后 分 离 出 的 液 氨 占 总 量 的 百 分 数。 G％ =3 3 3 3 335 , 8 , 8 , 5 ,( 1 ) ( ) / [ ( ) ( 1 ) ]NHN H N H N H N H N Hy y y y y y      =[(1+） （ ） ]/ [（ ） （ ） ] =% 水冷之后分离的液氨占总量的 %冷交，氨冷后分离的液氨占总量的%。 假定液氨贮槽入口的液体为 1Kmol，则记为 L0=1Kmol，那么入口的液体混合后2020 届毕业设计 11 组分含量为： m(0i)= 15 5 16 16iiL X L X= 0 1 5 1 6% (1 % )iiG L X G X = X15i + X16i 混合后入口氨的含量： m0， NH3=+= 混合后入口甲烷的含量： m0， CH4=+= 混合后入口氢的含量： m0， H2=+= 混合后入口氮含量： m0， N2=+= 混合后入口氩的含量： m0， Ar=+= 表 37 液氨贮槽入口液体含量 m0， NH3 m0， CH4 m0， H2 m0， N2 m0， Ar 小计 当 t=17℃ ， P= 时，可得到热平衡常数如下： 表 38 各组分的平衡常数 KNH3 KCH4 KH2 KN2 KAr 170 575 620 540 由气液平衡 L(i)= ( 0, ) ( )/ [1 ( / ) ]iim V L k ,设 (V/L)=,代入得： 出口液体中氨的含量： LNH3= 330, / [1 ( / ) ]N H N Hm V L k = (1+)= Kmol 出口液体中甲烷的含量： LCH4= 440, / [1 ( / ) ]C H C Hm V L k =( 1+170)= Kmol 出口液体中氢气的含量： LH2= 220, / [1 ( / ) ]HHm V L k =(1+575)= Kmol 出口液体中氮气的含量： LN2= 220, / [1 ( / ) ]NNm V L k =(1+620)= Kmol 出口液体中氩的含量： LAr= 0, / [1 ( / ) ]A r A rm V L k =(1+540)= Kmol L 总 = 3 4 2 2N H C H H N A rL L L L L   = Kmol V = 1L总 ==， 39。 /)VL（ = 2020 届毕业设计 12 误差 =()/=％，假定正确 . 出口液体中各组分的含量： 出口液体中氨的含量： xNH3=3 / 100%NHLL总 0 . 0 0 1 3 3 / 0 . 9 4 1 0 8 1 0 0 % 0 . 1 4 2 %   出口液体甲烷的含量： xCH4=4 / 100%CHLL总= 0 . 0 0 1 3 3 / 0 . 9 4 1 0 8 1 0 0 % 0 . 1 4 2 % 出口液体中氢气的含量： xH2=2 / 100%HLL总=100%=% 出口液体中氮气的含量： xN2=2 / 100%NLL总=100%=% 出口液体中氩的含量： xAr= / 100%ArLL总 =100%=% 表 39 液氨贮槽出口液氨各组分（％） NH3 CH4 H2 N2 Ar 小计 100 出口中弛放气各组分含量： 弛放气中氨的含量： yNH3= 330, )/NH NHm L V（ =（ )/ 100%=% 弛放气中甲烷的含量： yCH4= 440,( ) /CH CHm L V =()/ 100%=% 弛放气中氢气的含量： yH2= 220,( ) /HHm L V =()/ 100%=% 弛放气中氮气的含量： yN2= 220,( ) /NNm L V =()/ 100%=% 弛放气中氩的含量： yAr= 0,( ) /Ar Arm L V =()/ 100%=% 表 310 出口弛放气各组分含量（％） NH3 CH4 H2 N2 Ar 小计 100 液氨贮槽物料计算 1t以 液 氨 贮 槽 的 出 口 纯 液 氨 为 基 准 ， 折 成 标 准 状 态 下 的 气 体 体 积 ， 则L(19)=1000/(17)= m3 2020 届毕业设计 13 其中 NH3： L(19， NH3)= 3(19) (19 )NHLX ， = %= m3 CH4： L(19， CH4)= 4(19) (19 )CHLX ， = %= m3 H2： L(19， H2)= 2(19) (19 )HLX ，= %= m3 N2： L(19， N2)= 2(19) (19 )NLX ， = %= m3 Ar： L(19， Ar)= (19) (19 )ArLX ， = %= m3 假定液氨贮槽出口弛放气（ V/L） =，则 V(20)= L(19)== m3 其中 NH3： V(20， NH3)= 3(20) (20, )NHVy= %= m3 CH4： V(20， CH4)= 4(20) (20, )CHVy = %= m3 H2： V(20， H2)= 2(20) (20,HVy ）= %= m3 N2： V(20， N2)= 2(20) 20 )NVy （ ， = %= m3 Ar： V(20， Ar)= (20) 20 ArVy （ ， ） = %= m3 液氨贮槽出口总物料体积 =V(20) + L(19) =+= m3 因此入口物料也应与出口相等： L(21)=L(19)+V(20)= m3 入口的液体各组分含量： L(21i)= (19 ) (20, )iiLV 其中 NH3： L(21， NH3)= += m3 CH4： L(21， CH4)= += m3 H2： L(21， H2)= += m3 N2： L(21， N2)= += m3 Ar： L(21， Ar)= += m3 入口液体中各组分含量核算 ,由 m′(0i)= 21 (21)/iLL（ ） ： 其中 NH3： m′(0NH3)= 100%=% CH4： m′(0CH4)= 100%=% H2： m′(0H2)= 100%=% N2： m′(0N2)= 100%=% Ar： m′(0Ar)= 100%=% 2020 届毕业设计 14 入口液体中组分含量 m′(0i)≈ M′(0i) 合成系统物料计算 V 补把 整 个 合 成 看 成 一 个 系 统 ， 进 此 系 统 的 物 料 有 新 鲜 补 充 气 ，离开的物料,V V L弛 氨放有 空 气 ， 液 氨 贮 槽 弛 放 气 产 品 液 氨。 根 据上面计算数据得下表： 表 311 各组分含量 名称 NH3 CH4 H2 N2 Ar 气量 入塔气 V 入 出塔气 V 出 补充气 —— V 补 放空气 V 放 弛放气 液氨 由物料平衡和元素组分平衡求 V 入 、 V 出 、 V 补 、 V 放 循环回路中氮平衡 : V 补 yN2 补 =V 放 yN2放 ＋ V 弛 yN2弛 +1/2V 放 yNH3放 +1/2V 弛 yNH3弛 +1/2LNH3 循环回路中氢平衡： 3232 23= 3 / 2 3 / 2 3 / 2 NHH N HH H N HV y V。