年產(chǎn)11萬(wàn)噸合成氨合成工段-畢業(yè)設(shè)計(jì)001

四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄PAGE四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11萬(wàn)噸/年合成氨合成工段工藝設(shè)計(jì)學(xué)生：學(xué)號(hào)：專業(yè)：化學(xué)工程與工藝班級(jí)：2007級(jí)2班指導(dǎo)教師：毛潤(rùn)琦四川理工學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院二〇一一年六月四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄PAGE四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要摘要本設(shè)計(jì)是年生產(chǎn)能力為11萬(wàn)噸合成氨合成工段的初步工藝設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用“二進(jìn)二出”合成流程。根據(jù)四川鴻化廠有關(guān)文獻(xiàn)資料，以合成塔為主要設(shè)備，在氨冷器、水冷器、氣—?dú)饨粨Q器、循環(huán)機(jī)、分離器、冷凝塔等輔助設(shè)備的作用下，以A301催化劑即三氧化二鐵為觸媒，在300—400℃的高溫條件下來(lái)制得氨氣。通過(guò)工藝路線的選擇確定工藝流程，完成物料，熱量的計(jì)算，通過(guò)設(shè)備選型等方面的計(jì)算設(shè)計(jì)了熱交換器的結(jié)構(gòu)。此設(shè)計(jì)配有說(shuō)明書一份，圖紙兩張關(guān)鍵詞：合成氨；；催化劑；衡算；換熱器AbstractThedesignfortheyearproductioncapacityof110000tonsofsyntheticammoniasynthesissectionpreliminaryprocessdesignthisdesignUSESthe"binary2outof"syntheticprocess.Accordingtotheliteraturesofplantinsichuaninsynthetictowerfordata,mainequipment,ammoniatanks,water-coolingdevice,gas-gasswitch,recyclingmachine,separator,theauxiliaryequipmentcoolingtower,undertheactionofA301catalystnamelywithirontrioxidecatalyst,300-400℃inthehightemperatureconditiondownsystemammonia.Throughtheprocessroutechoosingprocess,completematerials,heat,throughthecalculationofequipmenttypeselectionofcalculatingthestructureoftheheatexchangersdesign.ThisdesigniseqKeywords:syntheticammonia;Catalyst;Calculation;Heatexchanger;

目錄摘要 IAbstract I第一部分緒論 11.1概述 11.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)： 11.1.2三廢治理及環(huán)境保護(hù)： 11.2.1氨的用途 21.2.2我國(guó)合成氨的發(fā)展 21.2.3氨的發(fā)展前景 31.3流程簡(jiǎn)述及設(shè)計(jì)規(guī)模特點(diǎn) 41.3.1流程圖簡(jiǎn)述 51.3.2設(shè)計(jì)規(guī)模及特點(diǎn)： 5第二部分合成工段工藝計(jì)算 7設(shè)計(jì)依據(jù) 72.1物料衡算 72.1.1合成塔進(jìn)出口物料計(jì)算： 72.1.2氨分離器氣液平衡計(jì)算： 92.1.3冷交換器氣液平衡計(jì)算： 102.1.4液氨貯槽氣液平衡計(jì)算： 102.1.5液氨貯槽物料計(jì)算： 122.1.6合成系統(tǒng)物料計(jì)算: 122.1.7合成塔物料計(jì)算： 132.1.8水冷器物料計(jì)算： 142.1.9氨分離器物料計(jì)算： 142.1.10冷交換器物料計(jì)算： 142.1.11氨冷器物料計(jì)算： 152.1.12冷交換器物料計(jì)算： 172.1.13液氨貯槽物料計(jì)算: 172.1.14物料計(jì)算匯總表 182.2熱量衡算 202.2.1冷交換器熱量計(jì)算 202.2.2氨冷凝器熱量計(jì)算： 222.2.3循環(huán)機(jī)熱量計(jì)算： 242.2.4合成塔熱量衡算： 252.2.5沸熱鍋爐熱量計(jì)算： 272.2.6熱交換器熱量計(jì)算： 272.2.7水冷器熱量衡算： 282.2.8氨分離器熱量衡算： 29第三部分設(shè)備的選型與計(jì)算 303.1熱交換器設(shè)備工藝計(jì)算: 303.1.1計(jì)算條件 303.1.2管內(nèi)給熱系數(shù)的計(jì)算 303.1.3管外給熱系數(shù) 313.1.4總傳熱系數(shù) 333.1.5傳熱面積核算 333.1.6接管計(jì)算 343.1.7接管法蘭的選擇 343.1.8.殼體管箱和封頭 343.2沸熱鍋爐設(shè)備工藝計(jì)算： 353.2.1計(jì)算條件 353.2.2管內(nèi)給熱系數(shù)的計(jì)算: 353.2.3管外給熱系數(shù): 373.2.4傳熱總系數(shù)K: 373.2.5傳熱溫差 373.2.6傳熱面積 373.3水冷器設(shè)備工藝計(jì)算： 383.3.1計(jì)算條件 383.3.2管內(nèi)給熱系數(shù)的計(jì)算 383.3.3管外給熱系數(shù) 393.3.4傳熱溫差 393.3.5傳熱總系數(shù)K 393.3.6傳熱面積 393.4氨冷器Ⅰ設(shè)備工藝計(jì)算: 403.41計(jì)算條件 403.4.2管內(nèi)給熱系數(shù)的計(jì)算 403.4.3管外給熱系數(shù) 423.4.4傳熱總系數(shù)K 423.4.5傳熱溫差 423.4.6傳熱面積 423.5設(shè)備一覽表 43第四部分設(shè)計(jì)評(píng)述 44參考文獻(xiàn)： 45主體設(shè)備圖及帶控制點(diǎn)的工藝流程圖 46四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)緒論第一部分緒論1.1概述氨是一種重要的含氮化合物。氮是蛋白質(zhì)質(zhì)中不可缺少的部分，是人類和一切生物所必須的養(yǎng)料；可以說(shuō)沒(méi)有氮，就沒(méi)有蛋白質(zhì)，沒(méi)有蛋白質(zhì)，就沒(méi)有生命。大氣中存在有大量的氮，在空氣中氮占78％（體積分?jǐn)?shù)）以上，它是以游離狀態(tài)存在的。但是，如此豐富的氮，通常狀況下不能為生物直接吸收，只有將空氣中的游離氮轉(zhuǎn)化為化合物狀態(tài)，才能被植物吸收，然后再轉(zhuǎn)化成人和動(dòng)物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。把大氣中的游離氮固定下來(lái)并轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀恢参镂盏幕衔锏倪^(guò)程，稱為固定氮。目前，固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨，也就是直接由氮和氫合成為氨，再進(jìn)一步制成化學(xué)肥料或用于其它工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，氨占有重要地位，特別是對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重大意義。氨主要用來(lái)制作化肥。液氨可以直接用作肥料，它的加工產(chǎn)品有尿素、硝酸銨、氯化氨和碳酸氫氨以及磷酸銨、氮磷鉀混合肥等。氨也是非常重要的工業(yè)原料，在化學(xué)纖維、塑料工業(yè)中，則以氨、硝酸和尿素作為氮元素的來(lái)源生產(chǎn)己內(nèi)酰胺、尼龍-6、丙烯腈等單體和尿醛樹(shù)脂等產(chǎn)品。由氨制成的硝酸，是各種炸藥和基本原料，如三硝基申苯，硝化甘油以及其它各種炸藥。硝酸銨既是優(yōu)良的化肥，又是安全炸藥，在礦山開(kāi)發(fā)等基本建設(shè)中廣泛應(yīng)用。氨在其他工業(yè)中的應(yīng)用也非常廣泛。在石油煉制、橡膠工業(yè)、冶金工業(yè)和機(jī)械加工等部門以及輕工、食品、醫(yī)藥工業(yè)部門中，氨及其加工產(chǎn)品都是不可缺1.1.1設(shè)計(jì)依據(jù)：本設(shè)計(jì)按照材化系下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行編制，參照鴻化總廠的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，以及中國(guó)五環(huán)化學(xué)工程總公司（原化工部第四設(shè)計(jì)院），和石油化工部化工設(shè)計(jì)院的有關(guān)資料設(shè)計(jì)而成。1.1.2三廢治理及環(huán)境保護(hù)：①放空氣弛放氣送氫回收系統(tǒng)，先用洗滌塔回收幾乎全部氨，制成濃氨水，再回收大部分氨送入高壓機(jī)壓縮后制氨既可以避免氨氣進(jìn)入大氣，與放空氣作燃料相比又更合理經(jīng)濟(jì)。②廢物集中處理達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。1.2合成氨的用途，發(fā)展及前景1.2.1氨的用途氨是重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品之一，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。除液氨可直接作為肥料外，農(nóng)業(yè)上使用的氮肥，例如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復(fù)合肥，都是以氨為原料的。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來(lái)生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)品的原料。1.2.2我國(guó)合成氨的發(fā)展我國(guó)的合成氨工業(yè)起步于20世紀(jì)30年代。一個(gè)是由著名愛(ài)國(guó)實(shí)業(yè)家范旭東先生創(chuàng)辦的南京永利化學(xué)工業(yè)公司铔廠——永利寧廠，現(xiàn)南京化學(xué)工業(yè)公司的前身；另一個(gè)是日本占領(lǐng)東北后在大連開(kāi)辦的滿洲化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社。其最高年產(chǎn)量不過(guò)50KT。另外，上海吳蘊(yùn)初的天原還有一套電解水制氫生產(chǎn)合成氨、硝酸的小型車間(32年吳蘊(yùn)初訪問(wèn)Dupont購(gòu)買的一套日產(chǎn)4t液氨的合成氨中試裝置)。整個(gè)合成氨生產(chǎn)從業(yè)人員約3400人，技術(shù)人員150人。新中國(guó)成立以后，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的努力，己形成了遍及全國(guó)的、完整的合成氨工業(yè)布局。我國(guó)擁有多種原料、不同流程的大、中、小型合成氨廠1000多個(gè)。1999年我國(guó)合成氨產(chǎn)量為34.5Mt，列世界第一。解放后，我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展是從建設(shè)中型氮肥廠開(kāi)始的。經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：①恢復(fù)老廠，建設(shè)新廠(新中國(guó)成立——1956年)建國(guó)之初，在恢復(fù)與擴(kuò)建老廠的同時(shí)，從前蘇聯(lián)引進(jìn)了三套以煤為原料、年產(chǎn)5萬(wàn)噸合成氨配9萬(wàn)噸硝銨裝置，創(chuàng)建了吉化、蘭州、太原三大化工基地。②自力更生發(fā)展中型氮肥廠(1956年——1965年)56年自行設(shè)計(jì)、制造了7.5萬(wàn)噸合成氨系統(tǒng)，以川化的創(chuàng)建為標(biāo)志。到65年中氮投產(chǎn)了15家。20世紀(jì)60年代隨著石油、天然氣資源的開(kāi)采，64年又從英國(guó)引進(jìn)了一套以天然氣為原料的10萬(wàn)噸合成氨裝置(即瀘天化)。③小氮肥的迅猛發(fā)展(1965年——1975年)為了適應(yīng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的迫切需要，58年由著名化工專家侯德榜提出了碳化法合成氨制取碳酸氫銨的新工藝。在經(jīng)歷了技術(shù)關(guān)、經(jīng)濟(jì)關(guān)后，從20世紀(jì)60年代開(kāi)始在全國(guó)各地(除西藏外)建設(shè)了一大批小型氨廠，鼎盛的1979年時(shí)最多達(dá)1540座氨廠。④大型氮肥廠的引進(jìn)和發(fā)展1975年——至今)20世紀(jì)70年代是世界合成氨工業(yè)大發(fā)展時(shí)期。由于大型合成氨的優(yōu)越性，1972年我國(guó)作出了引進(jìn)大型合成氨裝置的決定。73年開(kāi)始，首批引進(jìn)了13套年產(chǎn)30萬(wàn)噸大型合成氨成套裝置(其中10套為天然氣為原料，建在川化、瀘天化、云南、貴州等地)。為了擴(kuò)大原料范圍，78年又第二批引進(jìn)了4套年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨裝置。20世紀(jì)90年代，又先后引進(jìn)了14套具有20世紀(jì)90年代先進(jìn)水平的大型合成氨成套裝置，從而掌握了世界上幾乎所有的先進(jìn)工藝和技術(shù)。同時(shí)從20世紀(jì)70年代起，我國(guó)開(kāi)始了大型合成氨成套裝置的自行設(shè)計(jì)、自行制造工作，第一套年產(chǎn)30萬(wàn)噸的合成氨裝置于80年在上海建成投產(chǎn)。特別是于90年代初在川化建成投產(chǎn)的年產(chǎn)20萬(wàn)噸合成氨裝置達(dá)到了當(dāng)時(shí)的國(guó)際先進(jìn)水平。1.2.3氨的發(fā)展前景據(jù)統(tǒng)計(jì),世界合成氨產(chǎn)能已超過(guò)1.76億噸/年,主要生產(chǎn)能力分布情況:美國(guó)1000萬(wàn)噸/年、加拿大520萬(wàn)噸/年、墨西哥291萬(wàn)噸/年、南美地區(qū)856萬(wàn)噸/年(其中特立尼達(dá)453萬(wàn)噸/年)、西歐1218萬(wàn)噸/年、東歐3333.4萬(wàn)噸/年、中東/非洲1560.2萬(wàn)噸/年、亞太地區(qū)8720萬(wàn)噸/年。合成氨按終端用途來(lái)分,約85%-90%的合成氨用作化肥:液態(tài)氨、硝酸銨、尿素或其他衍生物,僅13%用于其他商品市場(chǎng)。20世紀(jì)上半葉，合成氨生產(chǎn)經(jīng)歷了從間歇生產(chǎn)向連續(xù)生產(chǎn)、從小規(guī)模生產(chǎn)向大規(guī)模生產(chǎn)的歷史性轉(zhuǎn)變，大型化和連續(xù)化成為20世紀(jì)化工工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要特征，特別是20世紀(jì)60年代以后，開(kāi)發(fā)了多種活性好的新型催化劑，能量回收和利用更趨合理。展望21世紀(jì)，合成氨裝置繼續(xù)朝著大型化、集中化、自動(dòng)化、低能化與環(huán)保型的方向發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）合成氨裝置單系列大型化，對(duì)于規(guī)模較大的合成氨，為了提高生產(chǎn)能力一般采用若干個(gè)平行的系列裝置。若能提高單系列裝置的生產(chǎn)能力，就可以減少平行的系列數(shù)，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。從20世紀(jì)60年代中期開(kāi)始，世界上新建的以氣態(tài)和液態(tài)為原料的大型氨廠大都采用單系列大型裝置，目前單系列大型合成氨裝置的能力從1000~1350t/d提高到1500~2000t/d。

（2）生產(chǎn)控制更加智能化、自動(dòng)化、新型智能化的儀表的生產(chǎn)，使合成氨生產(chǎn)的控制更加智能化、自動(dòng)化。采用多微處理器結(jié)構(gòu)、控制功能分散、各功能集中的集中分散型控制系統(tǒng)；可編程序邏輯控制器（PLC）與邏輯控制系統(tǒng)以及新型的智能化儀表的使用，將進(jìn)一步提高合成氨生產(chǎn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

（3）預(yù)計(jì)21世紀(jì)以下技術(shù)可能實(shí)現(xiàn)突破并工業(yè)化

a；氣體分布更均勻阻力更小，更合理的合成塔內(nèi)件。

b；無(wú)毒、無(wú)害、吸收能力更強(qiáng)，再生能耗更低的凈化技術(shù)。

c；用低壓（3.0~6.0兆帕）高活性的氨合成催化劑，實(shí)行等壓合成。

d；合成回路增設(shè)變壓吸收系統(tǒng)，即在接近合成溫度和壓力的條件下，選擇一種對(duì)氨比氫氣、氮?dú)飧哂形侥芰透鼜?qiáng)選擇性的吸附劑，實(shí)現(xiàn)一次循環(huán)即獲得純氨產(chǎn)品以及未反應(yīng)氫、氮?dú)庠傺h(huán)利用。

e；建立合成氨裝置的精確的數(shù)學(xué)模型，采用APC技術(shù)，如模型多變量預(yù)估控制和在線優(yōu)化控制。

f；生物固氮技術(shù)有望取得突破性進(jìn)展，實(shí)現(xiàn)合成氨生產(chǎn)的革命性改變。1.3流程簡(jiǎn)述及設(shè)計(jì)規(guī)模特點(diǎn)工藝流程圖：廢熱鍋爐1.3.1流程圖簡(jiǎn)述廢熱鍋爐氨冷器Ⅱ氨冷器Ⅰ循環(huán)機(jī)新鮮氣冷交換器熱交換器水冷器氨分離器液氨貯槽合成塔由氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)送來(lái)的35℃～45℃的新鮮氣，與放空后經(jīng)冷交換器來(lái)的循環(huán)氣混合，而后溫度被降至20℃，進(jìn)入氨冷器Ⅰ。氣體管內(nèi)流動(dòng)，液氨在管外蒸發(fā)，由于氨大量蒸發(fā)吸收了混合氣的熱量，使管內(nèi)氣體進(jìn)一步被冷卻至0℃左右，為降低氨冷器Ⅰ負(fù)荷，進(jìn)入氨冷器Ⅱ繼續(xù)冷卻至-2.5℃左右，出氨冷器后的氣液混合物，在冷交換器的下部用分離器將液氨分離，分離出的液氨進(jìn)入液氨貯罐，分氨后的循環(huán)氣上升至上部換熱器殼程被熱氣體加熱至22℃后出冷交換器，然后，氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)，補(bǔ)充壓力至15兆帕，由合成塔的下部進(jìn)入層間換熱器，移走第二絕熱床反應(yīng)熱，冷氣體升溫進(jìn)入第一絕熱床進(jìn)行合成反應(yīng)，再入第一、二絕熱床空間（冷激器）由185度左右的冷氣體作冷激氣原與出第一絕熱床的反應(yīng)氣體混合降溫到385度左右，混合后氣體進(jìn)入第二絕熱床進(jìn)行合成反應(yīng)，氣體氨凈值升高，出第二絕熱床氣體進(jìn)入層間換熱器，移走熱量，使冷氣升溫，熱氣體降溫后進(jìn)入第三絕熱床進(jìn)行合成反應(yīng)，氣體氨含量增加到14﹪，再經(jīng)塔內(nèi)下?lián)Q熱器將熱量移走，后進(jìn)入沸熱鍋爐，副產(chǎn)1.3Mpa蒸氣。換熱產(chǎn)生蒸汽后進(jìn)入循環(huán)器加熱器一次出塔氣體至160℃，本身溫度降至80℃左右進(jìn)水冷器被冷卻產(chǎn)生部分液氨，溫度降至35℃，混合氣液進(jìn)氨分離器，分離液氨，分離的液氨去液氨罐貯存，出氨分離器的氣體則部分放空，放空氣去氫回收裝置，放空后的循環(huán)氣經(jīng)冷交換器降溫至17℃與新鮮氣混合，繼續(xù)下一循環(huán)。氨冷器Ⅱ氨冷器Ⅰ循環(huán)機(jī)新鮮氣冷交換器熱交換器水冷器氨分離器液氨貯槽合成塔1.3.2設(shè)計(jì)規(guī)模及特點(diǎn)：本工段生產(chǎn)液氨，生產(chǎn)能力為11萬(wàn)噸液氨/年，與傳統(tǒng)流程相比較，具有節(jié)能低耗的特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)計(jì)兩個(gè)串聯(lián)的氨冷器，在低壓下，既減少了動(dòng)力消耗，又保證了合成塔入口氨含量的要求；現(xiàn)具體起來(lái)如下：（1）循環(huán)機(jī)位置：本工段設(shè)置在氨分離系統(tǒng)后，合成塔之前，從而充分利用循環(huán)機(jī)壓縮功，提高進(jìn)合成塔溫度，減少冷量消耗，降低氨冷器負(fù)荷，同時(shí)提高進(jìn)塔壓力，提高合成率，而進(jìn)循環(huán)機(jī)的氨冷量較低，避免了塔后循環(huán)機(jī)流程容易帶液氨而導(dǎo)致循環(huán)機(jī)泄漏。（2）反應(yīng)熱回收的方式及利用：這涉及到廢熱鍋爐的熱量利用幾合成塔塔外換熱器如何科學(xué)設(shè)置的問(wèn)題，廢熱鍋爐的配置實(shí)際上是如何提高反應(yīng)熱的回收率和獲得高品位熱的問(wèn)題，本設(shè)計(jì)選擇塔后換熱器及后置鍋爐的工藝路線，設(shè)置塔后換熱器使廢熱鍋爐出口氣體與合成塔二進(jìn)氣體換熱，充分提高合成塔二進(jìn)溫度，相應(yīng)提高了合成塔二出溫度，進(jìn)廢熱鍋爐的氣體溫度為365度，副產(chǎn)1.3兆帕的中壓蒸汽，充分提高回收熱量品位。（3）采用“二進(jìn)二出”合成流程：全部冷氣經(jīng)合成塔環(huán)隙后進(jìn)入熱交換器，可使合成塔體個(gè)點(diǎn)溫度分布均勻，出口氣體保持較低溫度，確保合成塔長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行，與循環(huán)機(jī)來(lái)的冷氣直接進(jìn)入熱交換器相比，使熱交換器出口溫度增大。進(jìn)入水冷的氣體溫度降低意味著合成余熱回收率高和水冷負(fù)荷低。（4）水冷器、氨冷器的設(shè)置：水冷后分離液氨再進(jìn)行冷交，氨冷有利于降低后續(xù)氨冷的負(fù)荷，邊冷卻邊分離液氨，即提高了液氨的分離效果，又避免了氣液兩相流的存在，通過(guò)設(shè)置兩氨冷器的冷凝充分解決了低壓下，水冷后很少有氨冷凝下來(lái)的矛盾，達(dá)到了進(jìn)一步冷卻，保證合成塔入口氨冷量的要求。（5）補(bǔ)充氣及放空點(diǎn)位置設(shè)置：補(bǔ)充氣設(shè)置在冷交的二次入口，以便減少系統(tǒng)阻力，并通過(guò)氨冷進(jìn)一步洗脫微量二氧化碳和一氧化碳及氨基甲酸等雜質(zhì)，有利于保護(hù)觸媒防止管道和設(shè)備堵塞。放空點(diǎn)設(shè)置在冷交換器和氨分離器之間，氨分后有效氣體濃度較低，惰性氣體含量較高，有利于降低新鮮氣單耗。（6）新型設(shè)備的使用：①離心式循環(huán)壓縮機(jī)離心式循環(huán)壓縮機(jī)用于合成工段，能避免油污滲入循環(huán)氣，提高合成氣質(zhì)量，從而可不設(shè)油分離器降低能耗，對(duì)于本工段選用冷激式內(nèi)件，要求合成氣質(zhì)量較高，無(wú)油壓縮機(jī)更為合適，離心式循環(huán)壓縮機(jī)還具有運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，經(jīng)江蘇宜興化肥廠資料表明，無(wú)油壓縮機(jī)與注油壓縮機(jī)相比較平均使用壽命可延長(zhǎng)十倍。②冷交換器分離器為外向型旋流板，上部換熱器為列管換熱器和下部氨分離器，將熱氣體在進(jìn)入氨冷器前用冷氣體進(jìn)行冷卻換熱，以回收冷氣體的冷凍量，使入氨冷器的熱氣體預(yù)冷卻，從而節(jié)省冷凍量，同時(shí)分離經(jīng)氨冷后含氨混和氣中的液氨，安徽淮南化工公司發(fā)表與《小氮肥》雜志上的有關(guān)資料表明，該設(shè)備節(jié)能降耗顯著。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)合成工段工藝計(jì)算第二部分合成工段工藝計(jì)算設(shè)計(jì)依據(jù)（1）.產(chǎn)量：110000tNH3/年，即14.785tNH3/h(2).精煉氣成分，（體積）%H2N2CH4Ar小計(jì)74.5124.460.730.3100.000（3）.合成塔入口氨含量：NH3入=3.200%（4）.合成塔出口氨含量：NH3出=14.00%（5）.合成塔入口惰性氣體含量：CH4+Ar=14.5%（6）.合成塔操作壓力：15MPa（絕壓）（7）.水冷器出口溫度：35（8）年工作日310天2.1物料衡算2.1.1合成塔進(jìn)出口物料計(jì)算：以1kmol入塔氣作為基準(zhǔn)：（如圖2.1）已知：入塔氨含量：b5=3.2入塔惰性氣體含量：b4+b3=14.5%入塔氬含量：入塔甲烷含量：入塔氫含量：入塔氮含量：出塔氨含量以1kmol入塔氣體為基準(zhǔn)求出塔氣體，產(chǎn)生的氨產(chǎn)量（kmol）出塔氫含量：出塔氮含量：出塔甲烷含量：出塔氬含量：出塔氨含量：由：得到：表項(xiàng)目組分進(jìn)塔物料出塔物料%molkmol/hkg/h%molkmol/hkg/hN220.5750.205755.76117.4950.15844.4357H261.7250.617251.23552.4870.47520.9504CH410.2770.102771.64411.3530.102771.6439Ar4.2230.042231.6894.6650.04221.689NH33.20.0320.544140.12672.1546小計(jì)100110.8731000.905310.8742氨合成率：.2氨分離器氣液平衡計(jì)算：表氨分離器入口混合物組分m(i)MNH3mCH4mH2mArmN2小計(jì)0.140.113530.046650.524870.174951.00000查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》35℃，P=14.4555MP表2.1.3各組分平衡常數(shù)：KNH3KCH4KArKH2KN20.1388822.648562.825780.377172.8704設(shè)（V/L）=300時(shí)，帶入Lx(i)=m(i)/［1+(V/L)xK(i)］=L(i):LNH3=mNH3/［1+(V/L)xKNH3］=0.003281KmolLCH4=mCH4/［1+(V/L)xKCH4］=0.00001671KmolLAr=mAr/［1+(V/L)xKAr］=0.000002475KmolLH2=mH2/［1+(V/L)xKH2］=0.00002176KmolLN2=mN2)/［1+(V/L)xKN2］=0.0000080KmolL總=L(NH3)+L(CH4)+L(Ar)+L(Ar)+L(H2)+L(N2)=0.00333Kmol分離氣體量：V=1-L=1-0.00333=0.99667Kmol；計(jì)算氣液比：（V/L）＇=0.99667/0.00333=299.263誤差［（V/L）-（V/L）＇］/（V/L）=（300-299.263）/300X100％=0.245％，結(jié)果合理從而可計(jì)算出液體中各組分含量：液體中氨含量：xNH3=LNH3/L=0.003281/0.00333x100％=98.53％液體中氬含量：xAr=LAr/L=0.00000247/0.00333xIOO％=0.074％液體中甲烷含量：xCH4=LCH4/L=0.0000167/0.00333x100％=0.502％液體中氫含量：xH2=LH2/L=0.0000217/0.00333x100％=0.654％液體中氮含量：xN2=LH2/L=0.0000080/0.00333x100％=0.240％表氨分離器出口液體含量NH3CH4ArH2N2小計(jì)98.5300.5020.0740.6540.240100.00分離氣體組分含量：氣體氨含量yNH3=［mNH3-LNH3］/V=(0.14-0.00328)/0.9967x100％=13.72％氣體甲烷含量yCH4=［mCH4-LCH4］/V=(0.11353-0.0000167)/0.9967x100％=11.39％氣體氬含量yAr=［mAr-LAr］/V=(0.04665-0.0000025)/0.9967x100％=4.68％氣體氫含量yH2=［mH2-LH2］/V=(0.52487-0.0000218)/0.9967x100％=52.65％氣體氮含量yN2=［mN2-LN2］/V=(0.17495-0.000008)/0.9967x100％=17.55％表氨分離器出口氣體含量（％）NH3CH4ArH2N2小計(jì)13.7211.394.6852.6517.55100.002.1.3冷交換器氣液平衡計(jì)算：查《小氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》t=15℃,p=29.1表各組分平衡常數(shù)平衡常數(shù)KNH3KCH4KArKH2KN20.322385.58581.211143.32134.056冷交換器出口液體組分含量：出口液體甲烷含量xCH4=yCH4/KCH4=0.10277/85.585x100％=0.120％出口液體氨含量xNH3=yNH3/KNH3=0.032/0.03224x100％=99.267％ 出口液體氬含量xAr=yAr/KAr=0.0423/81.211x100％=0.052％出口液體氫含量xH2=yH2/KH2=0.61725/143.32x100％=0.431％出口液體氮含量xN2=yN2/KN2=0.20575/157.652x100％=0.130％表2.1.7冷交換器出口液體組分體積含量（％）NH3CH4ArH2N2小計(jì)99.2670.1200.0520.4310.130100.002.1.4液氨貯槽氣液平衡計(jì)算：由于氨分離器液體和冷交換器出口分離液體匯合后進(jìn)入液氨貯槽經(jīng)減壓后溶解在液氨中的氣體會(huì)解吸，即弛放氣;兩種液體百分比估算值，即水冷后分離液氨占總量的白分?jǐn)?shù).G％=（1+y5NH3）x(y8NH3-yNH3分)/((y8NH3-y5NH3)x(1-yNH3分))=[(1+0.032）x（0.14-0.13718）]/[（0.14-0.032)x（1-0.13718）]x100％=3.10％水冷后分離液氨占總量的3.10％冷交，氨冷后分離液氨占總量的96.90％.液氨貯槽入口1Kmol液體計(jì)算為準(zhǔn)，即L0=1Kmol，入口液體混合后組分含量：m(0i)=L(15)xX15i+L16xX16i=G％xL0xX15i+(1-G％)xX16i=0.031xX15i+0.969X16i混合后入口氨含量：m0NH3=0.031x0.9853+0.969x0.99267=0.9924混合后入口甲烷含量:m0CH4=0.031x0.00502+0.969x0.0012=0.00132混合后入口氬含量:m0Ar=0.031x0.0007+0.969x0.00052=0.000527混合后入口氫含量：m0H2=0.031x0.0065+0.969x0.00431=0.00438混合后入口氮含量：m0N2=0.031x0.0024+0.969x0.0013=0.00133表液氨貯槽入口液體含量m0NH3m0CH4m0Arm0H2m0N2小計(jì)0.99240.001320.0005270.004380.001331.0000當(dāng)熱t(yī)=17℃表2.1.9平衡常數(shù)P=1.568MPaKNH3KCH4KArKH2KN20.598170540575620根據(jù)氣液平衡L(i)=m(0i)/[1+(V/L)xk(i)],設(shè)(V/L)=0.0168代入上式得:出口液體氨含量：LNH3=m0NH3/[(1+(V/L)xkNH3]=0.9924/(1+0.0565x0.598)=0.9826Kmol出口液體甲烷含量：LCH4=m0CH4/[1+(V/L)xkCH4]=0.00132/(1+0.0565x170)=0.000342Kmol出口液體氬含量LAr=m0Ar/[1+(V/L)xkAr]=0.000527/(1+0.0565x540)=0.000052Kmol出口液體氫氣含量：LH2=m0H2/[1+(V/L)xkH2]=0.00438/(1+0.0565x575)=0.000411Kmol出口液體氮?dú)夂浚篖N2=m0N2/[1+(V/L)xkN2]=0.00313/(1+0.0565x620)=0.000117KmolL(總)=0.9835,V=1-0.9465=0.0165Kmol(V/L)＇=V/L=0.01678,誤差(0.01678-0.0165)/0.0165=0.089％假設(shè)成立出口液體組分含量：出口液體氨含量：xNH3=LNH3/L=0.9826/0.9835x100％=99.906％出口液體甲烷含量：xCH4=LCH4/L=0.000342/0.9835x100％=0.035％出口液體氬含量：xAr=LAr/L=0.000052/0.9835x100％=0.0053％出口液體氫氣含量：xH2=LH2/L=0.00041/0.9835x100％=0.0417％出口液體氮?dú)夂浚簒N2=LN2/L=0.000117/0.9835x100％=0.0119％表液氨貯槽出口液氨組分（％）NH3CH4ArH2N2小計(jì)99.9060.0350.00530.04170.0121.0000出口弛放氣組分含量：弛放氣氨含量：yNH3=(M0NH3-LNH3)/V=(0.99244-0.98257)/0.01651x100％=59.797％弛放氣甲烷含量：yCH4=(M0CH4-LCH4)/V=(0.001318-0.0003476)/0.01651x100％=5.91％弛放氣氬含量：yAr=(M0Ar-LAr)/V=(0.00053-0.0000532)/0.0165x100％=2.87％弛放氣氫氣含量：yH2=(M0H2-LH2)/V=(0.004379-0.0004176)/0.0165x100％=24.04％弛放氣氮?dú)夂浚簓N2=(M0N2-LN2)/V=(0.00133-0.0001169)/0.0165x100％=7.37％表出口弛放氣組分含量NH3CH4ArH2N2小計(jì)59.805.912.8824.047.37100.002.1.5液氨貯槽物料計(jì)算：以液氨貯槽出口一噸純液氨為基準(zhǔn)折標(biāo)立方米計(jì)算液氨貯槽出口液體量L(19)=1000x22.4/(0.9906256x17)=1318.883其中 NH3L(19NH3)=L(19NH3)xX(19NH3)=1318.883x99.906﹪=1317.647mCH4L(19CH4)=L(19CH4)xX(19CH4)=1318.883x0.03476﹪=0.458ArL(19Ar)=L(19Ar)xX(19Ar)=1318.883x0.0053﹪=0.070mH2L(19H2)=L(19H2)xX(19H2)=1318.883x0.041﹪=0.N2L(19N2)=L(19N2)xX(19N2)=11318.883x0.012﹪=0.1液氨貯槽出口弛放氣（V/L）=0.0168V(20)=0.025xL(19)=0.0168x1318.883=22.157m其中NH3V(20NH3)=V(20NH3)×y(20NH3)=22.157x59.80﹪=13.249mCH4V(20CH4)=V(20CH4)×y(20CH4)=22.157x5.92﹪=1.311mArV(20Ar)=V(20Ar)×y(20Ar)=22.157x2.875﹪=0.637mH2V(20H2)=V(20H2)×y(20H2)=22.157x24.038﹪=5.326mN2V(20N2)=V(20N2)×y(20N2)=22.157x7.37﹪=1.634m液氨貯槽出口總物料=L(19)+V(20)=1318.883+22.157=1341.040m液氨貯槽進(jìn)口液體：由物料平衡，入槽總物料=出槽總物料，L(21)=L(19)+V(20)=1341.040m入口液體各組分含量計(jì)算:L(21i)=L(19i)+V(20i)其中NH3L(21NH3)=1317.647+13.249=133CH4L(21CH4)=0.458+1.311=1.769ArL(21Ar)=0.070+0.637=0.707H2L(21H2)=0.551+5.326=5.877N2L(21N2)=0.157+1.634=1.791入口液體中組分含量核算,由m′(0i)=L(21i)/L(21):入口液體中氨含量m′(0NH3)=1330.896/1341.040x100﹪=98.24﹪入口液體中甲烷含量m′(0CH4)=1.769/1341.040x100﹪=0.131﹪入口液體中氬含量m′(0Ar)=0.707/1341.040x100﹪=0.0527﹪入口液體中氫氣含量m′(0H2)=5.877/1341.040x100﹪=0.438﹪入口液體中氮?dú)夂縨′(0N2)=1.791/1341.040x100﹪=0.134﹪入口液體中組分含量m′(0i)≈M′(0i)2.1.6合成系統(tǒng)物料計(jì)算:將整個(gè)合成看著一個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)入該系統(tǒng)的物料有新鮮補(bǔ)充氣補(bǔ)V補(bǔ)，離開(kāi)該系統(tǒng)的物料有放空氣V放，液氨貯槽弛放氣V弛，產(chǎn)平液氨L氨由前計(jì)算數(shù)據(jù)如下表：表名稱NH3CH4ArH2N2氣量補(bǔ)充氣--0.00730.0030.74510.2446V補(bǔ)放空氣0.13720.11390.04680.52650.1755V放弛放氣0.59800.05910.02880.24040.073722.157液氨0.999060.000350.0000530.0004170.000121318.883入塔氣0.0320.102770.042230.617250.20575V入出塔氣0.140.113530.046650.524870.17495V出根據(jù)物料平衡和元素組分平衡求V補(bǔ),V放,V入,V出：循環(huán)回路中氮平衡:V補(bǔ)yN2補(bǔ)=V放yN2放＋1/2V放yNH3放+V弛yN2弛+1/2V弛yNH3弛+1/2LNH3+LN2①帶人數(shù)據(jù)得0.2446V補(bǔ)=0.1755V放+1/2V放x0.1372+22.157x0.0737+0.5x22.157x0.5980+1318.883x0.00012+1318.883x0.9906循環(huán)回路中惰性氣體平衡:V補(bǔ)(yCH補(bǔ)+yAr補(bǔ))=Ｖ放(yCH4放+yAr放)+V弛(yCH4弛+yAr弛)+LCH4+LAr②帶入數(shù)據(jù)得0.0103V補(bǔ)=（0.1139+0.0468）V放+（0.028+0.051）x22.157+（0.00035+0.00053）x1318.883聯(lián)立①②解得：V放=169.711m3V補(bǔ)循環(huán)回路中氨平衡：V出yNH3出-V入yNH3入=V放+V弛+LNH3③循環(huán)回路中總物料體平衡:V入=V出+V補(bǔ)-V放-V弛-LNH3=V出+V補(bǔ)－V放-22.157-1317.647④聯(lián)立③④式解得：V出=12949.51m３;V入=2.1.7合成塔物料計(jì)算：入塔物料：Ｖ5=143345.997NH3V5NH3=14335.997x3.2﹪=458.752CH4V5CH4=14335.997x10.227﹪=14ArV5Ar=14335.997x4.223﹪=605.41H2V5H2=14335.997x61.725﹪=8848.89N2V5N2=14335.997x20.575﹪=2949.63合成塔一出，二進(jìn)物料，熱交換器，冷氣進(jìn)出物料等于合成塔入塔物料即Ｖ5=V6=V7=143345.997出塔物料V8=12949.51NH3V8NH3=12949.51x14﹪=1812.93CH4V8CH4=12949.51x11.353﹪=1470.16ArV8Ar=12949.51x4.665﹪=604.09H2V8H2=12949.51x52.487﹪=6796.81N2V8N2=12949.51x17.495﹪=2265.52合成塔生成氨含量：⊿VNH3=V8NH3-V5NH3=1812.93-458.752=1354.18m3沸熱鍋爐進(jìn)出口物料，熱交換器進(jìn)出口物料等于合成塔出塔物料。即V8=V9=V10=12949.512.1.8水冷器物料計(jì)算：進(jìn)器物料：水冷器進(jìn)氣物料等于熱交換器出口物料，即V10入=9998.906m出器物料：在水冷器中部分氣氨被冷凝；由氨分離器氣液平衡計(jì)算得氣液比(V/L)=300,有如下方程:V11出/L11出=(V/L)=300①V11出+L11出=L10入=12949.51②將V11出=29.85L11出帶入②得:L11出=43.02m3V11出出口氣體組分由V11i=V11出y11i得:其中，NH3V11NH3=12906.488x13.72﹪=1CH4V11CH4=12906.488x11.39﹪=1470.05ArV11Ar=12906.488x4.68﹪=604.023H2V11H2=12906.488x52.65﹪=6795.266N2V11N2=12906.488x17.55﹪=2266.379出口液體各組分由L11i=V8i-V11i其中，NH3L11NH3=1812.93-1770.77=CH4L11CH4=1470.1578-1470.049=ArL11Ar=604.0946-604.0236=0.H2L11H2=6796.809-N2L11N2=2265.52-2265.0892.1.9氨分離器物料計(jì)算：進(jìn)器物料：氨分離器進(jìn)器總物料等于水冷器出口氣液混合物總物料即V11=12949.51出器物料：氣液混合物在器內(nèi)進(jìn)行分離，分別得到氣體和液體出器氣體V12＝V11出＝12906.488m3，出器液體L15＝L11出氨分離器出口氣體放空V13=169.711其中，NH3V13NH3=169.711x13.72﹪=23.284CH4V13CH4=169.711x11.39﹪=19.33ArV13Ar=169.711x4.68﹪=7.94H2V13H2=169.711x52.65﹪=89.37N2V13N2=169.711x17.55﹪=29.782.1.10冷交換器物料計(jì)算：進(jìn)器物料：進(jìn)器物料等于氨分離器出口氣體物料減去放空氣量V14=V12-V13=12906.488-169.711=12736.778其中，NH3V14NH3=12736.778x13.72﹪=1747.485CH4V14CH4=12736.778x11.39﹪=1450.719ArV14Ar=12736.778x4.68﹪=596.081H2V14H2=12736.778x52.65﹪=6707.18N2V14N2=12736.778x17.55﹪=2235.30出器物料（熱氣）：設(shè)熱氣出口溫度17℃查t=17℃,P=13.062MPa氣相平衡氨含量yNH3=8.386﹪，計(jì)算熱氣出口冷凝液氨時(shí)，忽略溶解在液氨中的氣體。取過(guò)飽和度10﹪故V17NH3=1.1x8.386﹪=9.225﹪設(shè)熱氣出口氨體積為，則：a/(12736.77-1747.486+a)=0.09225a=1116.786L17NH3=V14NH3-a=1747.486-1116.786=630.70冷交換器熱氣出口氣量及組分：其中NH3V17NH3=V14NH3-L17NH3=1116.786CH4V17CH4=V14CH4=1ArV17Ar=V14Ar=596.08H2V17H2=V14H2=6707.19N2V17N2=V14N2=2253.30出口總氣量V17=V14-L17NH3=12736.777-630.70=12106.077出口氣體各組分：NH3V17NH3／V17=1116.78／12106.077x100％=9.225％CH4V17CH4／V17=1450.72／12106.077x100％=11.983％ArV17Ar／V17=596.08／12106.077x100％=4.9238％H2V17H2／V17=6707.19／12106.077x100％=55.403％N2V17N2／V17=2235.30／12106.077x100％=18.146％2.1.11氨冷器物料計(jì)算：氨冷器Ⅰ物料計(jì)算：進(jìn)器物料：氨冷器進(jìn)器物料等于冷交換器出器物料加上補(bǔ)充新鮮氣物料V1=2897.238其中，CH4V1CH4=2897.238x0.0073=21.1498ArV1Ar=2897.238x0.003=8.692H2V1H2=2897.238x0.7451=2N2V1N2=2897.238x0.2446=2943.969V18（進(jìn)器氣體物料）=V1+V17=2897.238+12106.077=1進(jìn)器氣體組分含量V18i=V1i+V17i其中，NH3V18NH3=V17NH3=1116.786CH4V18CH4=21.145+1450.719=1471.869ArV18Ar=8.692+596.081=604.773H2V18H2=2158.732+6707.187=8865.919N2V18N2=2235.305+708.664=2943.969各組分百分含量y18i=V18i/V18NH3y18NH3=1116.786/15003.315x100％=7.44％CH4y18CH4=1254.252/15003.315x100％=9.81％Ary18Ar=435.557/15003.315x100％=4.03％H2y18H2=7013.307/15003.315x100％=59.09％3N2y18N2=2386.273/15003.315x100％=19.62％進(jìn)器液體等于冷交換器冷凝液氨量L18=L18NH3=L17NH3=630.70進(jìn)器總物料＝V18=L18=15003.31+630.70=15634.01出器Ⅰ物料：已知出器Ⅰ氣體中氨含量為4.872％，設(shè)出器氣體中氨含量為bm3b/(15003.31-1116.786+b)=4.872％解得b=711.201則氨冷器Ⅰ中冷凝液氨量：L′18NH3=V18NH3-b=1116.786-711.201=405.584氨冷器Ⅰ出口總液氨量:L2NH3=L18NH3+L′18NH3=630.70+405.58=1036.28氨冷器Ⅰ出口氣量:V2=V18-b=15003.31-405.584=1其中，NH3V2NH3=711.201CH4V2CH4=V18CH4=1ArV2Ar=V18Ar=604.773H2V2H2=V18H2=8865.919N2V2N2=V18N2=2各組分百分含量y2i=V2i/V2NH3y2NH3=711.201/14597.73100％=4.872％CH4y2CH4=1471.869/14597.73x100％=10.082％Ary2Ar=604.773/14597.73x100％=4.143％H2y2H2=8865.919/14597.73x100％=60.735％N2y2N2=2943.969/14597.73x100％=20.167％出器Ⅰ總物料=V2+L2NH3=14597.73+1036.28=15634.0氨冷凝器Ⅱ物料計(jì)算：進(jìn)器氣體物料=V2=1進(jìn)器氣體組分含量等于氨冷凝器Ⅰ出口氣體含量進(jìn)器液體等于氨冷器Ⅰ液氨量=1036.2841進(jìn)器總物料等于出器Ⅰ總物料=15634.015出器Ⅱ物料：已知出器Ⅱ氣體中氨含量為3.2％，設(shè)出器氣體中氨含量為bⅡm3bⅡ/(14597.73-711.201+bⅡ)=0.032解得bⅡ=459.059則氨冷器Ⅱ中冷凝液氨量：L′22NH3=V′28NH3-bⅡ=711.20-459.059=252.142氨冷器Ⅱ出口總液氨量:LⅡNH3=L8NH3+L′28NH3=1036.284+252.142=1288.427氨冷器Ⅱ出口氣量:VⅡ=V8-bⅡ=14597.73-252.142=14345.58其中，NH3VⅡNH3=459.059CH4VⅡCH4=V22CH4=1471.869ArVⅡAr=V22Ar=604.773H2VⅡH2=V22H2=8865.919N2VⅡN2=V22N2=2943.969各組分百分含量yⅡi=VⅡi/VⅡNH3yⅡNH3=459.059/14345.58x100％=3.2％CH4yⅡCH4=1471.869/14345.58x100％=10.2601％AryⅡAr=604.773/14345.58x100％=4.216％H2yⅡH2=8865.919/14345.58x100％=61.802％N2yⅡN2=2943.969/14345.58x100％=20.522％出器Ⅱ總物料=VⅡ+LⅡNH3=15634.0152.1.12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進(jìn)器物料V進(jìn)=12736.778m3，V補(bǔ)=出器氣體量V出器=V入塔=14335.9由物料平衡得出器液體量L=V進(jìn)+V補(bǔ)-V出器=12736.778+2897.238-14335.997=1298.0192.1.13液氨貯槽物料計(jì)算:進(jìn)槽物料：氨分離器入槽液體L15=43.022其中NH3L15NH3=43.022x0.99267CH4L15CH4=43.022x0.0012ArL15Ar=43.022x0.00052=0.H2L15H2=43.022x0.00431N2L15N2=43.022x0.00131冷交換器入槽液體L16=1288.427其中NH3L16NH3=1288.427x0.99267CH4L16CH4=1288.427x0.0012ArL16Ar=1288.427x0.00052=0.670H2L16H2=1288.427x0.00431N2L16N2=1288.427x0.00131入槽混合物料L21=L15+L16=43.022+1288.427=1331.449各組分物料含量：L21i=L15i+L16i其中NH3L21NH3=CH4L21CH4=ArL21Ar=0.0224+0.670=0.692H2L21H2=0.185N2L21N2=出槽物料：液氨貯槽出口弛放氣V20=22.157其中NH3V20NH3=13.249CH4V20NH3=1.311ArV20NH3=0.637H2V20NH3=5.326N2V20NH3=1.634出口液氨總物料L19=L21-L20=1331.449-22.157=1309.292其中NH3L19NH3=L21NH3-V20NH3CH4L19CH4=L21CH4-V20CH4ArL19NH3=L21NH3-V20NH3=0.692-0.637=0.055H2L19H2=L21H2-V20H2N2L19N2=L21N2-V20N2各組分百分含量：x19i=L19i/L19其中NH3x19NH3=1308.44/1309.292x100％=99.927％CH4x19CH4=0.287/1309.292x100％=0.022％Arx19Ar=0.055/1309.292x100％=0.004％H2x19H2=0.503/1309.292x100％=0.038％N2x19N2=0.11/1309.292x100％=0.0084％液氨產(chǎn)量核算:mNH3=1308.44/22.4x17=992.1.14物料計(jì)算匯總表表2.14.1物料計(jì)算匯總表：（3）氨冷器Ⅰ出口（氣體）（5）冷交換器冷氣出口％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH34.872711.20110515.107469.4243.2458.7526782.65302.80CH410.0821471.86921761.583971.49910.2771473.3121782.89972.45Ar4.143604.7738941.569399.1774.223605.418950.99399.60H260.7358865.919131082.6125851.90261.7258848.89130830.845840.66N220.1672943.96143526.4631943.14620.5752949.6343610.281946.88∑100.00014597.73215827.3349635.149100.000145335.99211957.649462.39（7）合成塔一次入口（10）合成塔二次出口％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH33.2458.7526782.65302.80141812.9326804.171196.61CH410.2771473.3121782.89972.4511.3531470.1621736.32970.31Ar4.223605.418950.99399.604.665604.098931.47398.73H261.7258848.89130830.845840.6652.4876796.81100490.834486.20N220.5752949.6343610.281946.8817.4952265.5233495.711495.34∑100.000145335.99211957.649462.39100.00012949.51191458.518547.25(13)水冷器出口氣體(13)水冷器出口液體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH313.721770.77026180.8371168.78793.81242.16623.33627.827CH411.391470.04921734.674970.2980.2430.1091.6120.0719Ar4.68604.0248930.489398.6821.5600.70110.3640.463H252.656795.266100468.0074485.1793.4331.54322.8131.018N217.562266.37933508.4181495.9120.9520.4286.3280.282∑100.00012906.488190822.4258518.858100.00043.022664.45229.663（18）氨分離器出口（19）放空氣％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH313.721770.77026180.8371168.78713.7223.284344.25915.368CH411.391470.04921734.674970.29811.3919.330285.79512.759Ar4.68604.0248930.489398.6824.687.942117.4295.242H252.656795.266100468.0074485.17952.6589.3521321.08258.977N217.562266.37933508.4181495.91217.5629.801440.61219.670∑100.00012906.488190822.4258518.858100.000169.7112509.177112.017（20）冷交換器熱氣進(jìn)口（14）氨分離器出口液氨％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH313.721747.48625836.5791153.41998.856320.4066068.169270.900CH411.391450.71921448.881957.5392.9220.94717.9350.8Ar4.68596.0818813.061393.4400.0640.2073.9200.175H252.656705.91399146.9334426.2020.4071.31824.9621.114N217.562236.57833067.8091476.2410.1640.53310.0940.451∑100.00012736.77812736.7788406.842100.000324.1146138.395274.035（6）冷交換器出口液體（21）冷交換器熱氣出口氣體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH399.267626.0779256.548413.2399.2251116.7816511.5923737.125CH40.120.75711.1900.49911.9831450.7221448.8952957.540Ar0.0520.3284.8490.2164.924596.088813.0428393.439H20.4312.71840.1901.79455.40356707.1999165.8044427.045N20.1310.82612.2160.54518.4642235.3033048.9111475.398∑100.000630.709324.993416.294100.00012106.77178988.2457990.547（21）冷交換器熱氣出口液體（2）氨冷器Ⅰ進(jìn)口氣體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3100630.709324.993416.2947.441116.7816511.592737.125CH49.811471.86921761.583971.499Ar4.03604.7738941.569399.177H259.098865.919131082.6125851.902N219.622943.96943526.5821943.151∑100.000630.709324.993416.294100.00015003.31221823.9389902.854（2）氨冷器Ⅰ進(jìn)口液體（3）氨冷器Ⅱ進(jìn)口氣體％m3/tNH3m3/hKmol/h％m3/tNH3m3/hKmol/hNH3100630.709324.993416.2944.872711.20110515.107469.424CH410.0831471.86921761.583971.499Ar4.143604.7738941.569399.177H260.7358865.919131082.6125851.902N220.1672943.