合成氨合成工段课程设计说明书 - 图文

化学化工学院 课程设计说明书

太 原 理 工 大 学 课 程 设 计 任 务 书 课程设计题目： 年产20万吨合成氨合成工段工艺设计 课程设计要求： 设计采用中压两级分氨流程，年产20万吨合成氨合成工段的工艺设计。设计配有设计说明书一份，图纸二张。说明书内容：原料气来源、流程方案的确定、物料衡算、热量衡算、设备选型及设计计算、车间布置、三废”治理及综合利用。二张图纸：1.带控制点的合成工段物料流程图； 2.中压合成塔的工艺装配图。 学生应交出的设计文件（纸质及电子版）： 1.设计说明书（首页附设计任务书） 2.工程设计图（CAD版） （1）主要设备图 （2）工艺流程图 主要参考资料（电子版）： 一．手册 1. 小合成氨厂工艺技术与设计手册(上册)，化学工业出版社，1994。 2. 小合成氨厂工艺技术与设计手册(下册) 梅安华主编，化学工业出版社，1994。 3. 氮肥工艺设计手册 气体压缩 氨合成 甲醇合成，化学工业出版社，1989。 4. 氮肥工艺设计手册 理化数据分册，石油化学工业出版社，1977。 二．参考文献 1中国环球化学工程公司编. 氮肥工艺设计手册 [M].1985 2郝晓刚等编著. 化工原理课程设计. 北京：化学工业出版社，2009 1 化学化工学院 课程设计说明书

3陈甘棠主编.化学反应工程[M]. 第三版.北京：化学工业出版社.1990（11） 4黄璐. 化工设计. 北京：化学工业出版社，2000 5陈五平主编.无机化工工艺学.第三版. 北京：化学工业出版社，1985 6姜胜阶.合成氨工学【J】.石油化学工业出版社，1978（7） 7湖北华工设计院.氨合成塔【J】.石油化学工业出版社，1977(12) 8化学工业出版社组织编写.中国化工产品大全[M].第二版上卷. 9司航主编.化工产品手册[M].第三版.北京：化学工业出版社. 10李祥君著.新编精细化工产品手册[M].北京：化学工业出版社.1996. 11万家亮 曾胜年主编.分析化学[M].第三版. 北京：高等教育出版社.2001（6）． 12天津化工研究院编.无机与工业手册【M】.北京:化学工业出版，1988(2) 13江寿建. 化工厂共用设施设计手册. 北京：化工工业出版社，2000 14时 均等. 化学工程手册. 北京：化学工业出版社，1996 15赵国方. 化工工艺设计概论. 北京：原子能出版社，1990 16化工工程师手册编辑委员会. 化学工程师手册. 北京：机械工业出版社，2000 17陈敏恒等. 化工原理，上下册. 北京：化学工业出版社，1985 18吴志泉等. 化工工艺计算，物料、能量衡算. 上海：华东理工大学出版社，1992 18倪进方. 化工过程设计. 北京：化学工业出版社，1999 专业班级 化学工程与工艺0802班 学生 李林豪 组别 第四组 组员 李林豪 李旭 连文豪 马楠 宋路华 要求设计工作起止日期 2011.11.21～2011.12.16 指导教师签字 日期 系主任批准签字 日期

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前 言

《化工设计》课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节，通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法；学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧；掌握各种结果的校核，能画出工艺流程、各类塔结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑生产上的安全性、经济合理性。

本设计就合成车间的工艺生产流程，着重介绍化工设计的基本原理、标准、规范、技巧和经验。本说明书主要确定优化的工艺流程、工艺条件、设备选型及其他非工艺专业等内容。在全面介绍化工设计的基础知识上，重点阐述工艺流程设计、物料和能量衡算及车间布置等内容，并结合工艺计算、工程经济，力求体现当今化工设计的水平。

合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。

本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。

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摘 要

合成氨生产任务设计决定了生产合成氨的规模，设备的要求以及工艺流程的状况。本设计所采用的方法是半水煤气合成法，其主要原料是煤和氮气，利用煤来生成氢气，而本设计主要是对合成氨合成工段的设计，故所用原料直接采用氮气和氢气，其以合成塔为主要设备，在氨冷器、水冷器、气—气交换器、循环机、分离器、冷凝塔等辅助设备的作用下，以四氧化三铁为触媒，在485—500℃的高温条件下来制得氨气。本设计要求要掌握合成塔的工作原理，生产的工艺路线，并能根据工艺指标进行操作计算。在工艺计算过程中，包含物料衡算，热量衡算及设备选型计算等。生产的氨的用途和产生的三废在本设计也有所提到，在合成效率方面也有进一步研究。

[关键词]： 半水煤气合成法 合成塔 催化剂

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目录

符号说明........................................................................................................................................... 8 第一章 总 论 ............................................................................................................................... 9

1.1 概述 ........................................................................................................................................... 9 1.2 氨的性质 ................................................................................................................................... 9

1.2.1 氨的物理性质 ....................................................................................................... 9

1.2.2 氨的化学性质 ..................................................................................................... 10 1.3 原料气来源 ............................................................................................................................. 10 1.4 文献综述 ................................................................................................................................. 11

1.4.1 合成氨工业的发展 ............................................................................................. 11 1.4.2 合成氨工业的现状 ............................................................................................. 11 1.4.3 合成氨工业的发展趋势 ..................................................................................... 12 1.5 设计任务的项目来源 ............................................................................................................. 12 第二章 流程方案的确定 ............................................................................................................. 13

2.1 生产原理 ................................................................................................................................. 13 2.2 各生产方法及特点 ................................................................................................................. 13 2.3 工艺流程的选择 ..................................................................................................................... 14 2.4 合成塔进口气的组成 ............................................................................................................. 16 第三章 工艺流程简述 ................................................................................................................. 18

3.1 合成工段工艺流程简述 ......................................................................................................... 18 3.2 工艺流程方框图 ..................................................................................................................... 19 第四章 工艺计算 ......................................................................................................................... 20

4.1 物料衡算： ............................................................................................................................. 20

4.1.1设计要求： ............................................................................................................ 20

4.1.2计算物料点流程图： ............................................................................................ 20 4.1.3合成塔入口气组分： ............................................................................................ 21 4.1.4合成塔出口气组分： ............................................................................................ 21 4.1.6氨分离器气液平衡计算： .................................................................................... 22 4.1.7冷交换器气液平衡计算： .................................................................................... 25 4.1.8液氨贮槽气液平衡计算： .................................................................................... 26 4.1.9液氨贮槽物料计算： ............................................................................................ 28 4.1.10合成系统物料计算: ............................................................................................. 30 4.1.11合成塔物料计算： .............................................................................................. 32 4.1.12水冷器物料计算： .............................................................................................. 33 4.1.13氨分离器物料计算： .......................................................................................... 34 4.1.14冷交换器物料计算： .......................................................................................... 34 4.1.15氨冷器物料计算： .............................................................................................. 35

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4.1.16 冷交换器物料计算： ......................................................................................... 38 4.1.17液氨贮槽物料计算: ............................................................................................. 40 4.2 热量衡算： ............................................................................................................................. 42 4.2.1冷交换器热量计算： ............................................................................................ 42 4.2.2氨冷凝器热量衡算： ............................................................................................ 46 4.2.3循环机热量计算： ................................................................................................ 48 4.2.4合成塔热量衡算： ................................................................................................ 50 4.2.5废热锅炉热量计算： ............................................................................................ 53 4.2.6热交换器热量计算： ............................................................................................ 54 4.2.7水冷器热量衡算： ................................................................................................ 56 4.2.8氨分离器热量核算： ............................................................................................ 57

第五章 设备选型及设计计算 ..................................................................................................... 59

5.1 合成塔催化剂层设计： ......................................................................................................... 59 5.2 废热锅炉设备工艺计算： ..................................................................................................... 61

5.2.1计算条件 ................................................................................................................ 61

5.2.2管内给热系数的计算 ............................................................................................ 61 5.2.3管外给热系数 ........................................................................................................ 65 5.2.4传热总系数K ........................................................................................................ 65 5.2.5传热温差 ................................................................................................................ 65 5.2.6传热面积 ................................................................................................................ 66 5.3 热交换器设备工艺计算: ........................................................................................................ 66

5.3.1计算条件 ................................................................................................................ 66 5.3.2管内给热系数的计算 ............................................................................................ 67 5.3.3管外给热系数 ........................................................................................................ 69 5.3.4总传热系数 ............................................................................................................ 73 5.3.5传热面积核算 ........................................................................................................ 73 5.4 水冷器设备工艺计算： ......................................................................................................... 74

5.4.1计算条件 ................................................................................................................ 74 5.4.2管内给热系数的计算 ............................................................................................ 74 5.4.3管外给热系数 ........................................................................................................ 76 5.4.4传热温差 ................................................................................................................ 77 5.4.5传热总系数K ........................................................................................................ 77 5.5 氨冷器设备工艺计算: ............................................................................................................ 78 5.5.1计算条件 ................................................................................................................ 78

5.5.2管内给热系数的计算 ............................................................................................ 78 5.5.4传热总系数K ........................................................................................................ 82 5.5.5传热温差 ................................................................................................................ 82 5.5.6传热面积 ................................................................................................................ 82

第六章 车间布置 ......................................................................................................................... 84 第七章“三废”治理及综合利用 ................................................................................................. 85

7.1 “三废”的产生及污染 ........................................................................................................... 85

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7.1.1废气污染危害 ........................................................................................................ 86 7.1.2废水污染危害 ........................................................................................................ 87 7.1.3工业废渣对环境的污染 ........................................................................................ 87 7.2 “三废”治理原则 ................................................................................................................... 88 结束语 ............................................................................................................................................ 88 参考文献：..................................................................................................................................... 89 附录： ............................................................................................................................................ 90

物料衡算汇总表 .............................................................................................................................. 90 热量计算点图 .................................................................................................................................. 94

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符号说明

V-----气体摩尔质量，kmol d-----管道直径，m

L-----液体摩尔质量,kmol G-----气液百分数

g-----重力加速度，m/s2 Nm3-----标准立方米

K-----平衡常数 F-----进料量 l-----长度，m Cp-----比热容

m-----质量，kg Q-----热量，KJ

M-----摩尔质量，kg/kmol I-----冷凝热，KJ/kg

n-----数量 K-----绝热指数

p-----压强，MPa N-----压缩功，KW

r-----半径，m Z-----压缩系数

HR-----反应焓，KJ/kmol T-----温度，℃

F-----传热面积，m2 V-----体积，m3

?-----传热系数，KJ/?m2?h? ?-----直径，m

y-----气相摩尔分数 W-----重量流量，kg/h

?-----导热系数，KJ/(m?h?℃) λ-----摩擦系数

?-----粘度，Pa?s或cP Pr-----普兰特常数 ρ-----密度，kg/m3 Q-----热负荷，KJ/h R-----污垢系数，(m2?h?℃)/KJ x-----液相摩尔分数

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第一章 总 论

1.1 概述

氨是一种重要的含氮化合物。氮是蛋白质质中不可缺少的部分，是人类和一切生物所必须的养料；可以说没有氮，就没有蛋白质，没有蛋白质，就没有生命。大气中存在有大量的氮，在空气中氨占78％（体积分数）以上，它是以游离状态存在的。但是，如此丰富的氮，通常状况下不能为生物直接吸收，只有将空气中的游离氮转化为化合物状态，才能被植物吸收，然后再转化成人和动物所需的营养物质。把大气中的游离氮固定下来并转变为可被植物吸收的化合物的过程，称为固定氮。目前，固定氮最方便、最普通的方法就是合成氨，也就是直接由氮和氢合成为氨，再进一步制成化学肥料或用于其它工业。

在国民经济中，氨占有重要地位，特别是对农业生产有着重大意义。氨主要用来制作化肥。液氨可以直接用作肥料，它的加工产品有尿素、硝酸铵、氯化氨和碳酸氢氨以及磷酸铵、氮磷钾混合肥等。氨也是非常重要的工业原料，在化学纤维、塑料工业中，则以氨、硝酸和尿素作为氮元素的来源生产己内酰胺、尼龙-6、丙烯腈等单体和尿醛树脂等产品。由氨制成的硝酸，是各种炸药和基本原料，如三硝基申苯，硝化甘油以及其它各种炸药。硝酸铵既是优良的化肥，又是安全炸药，在矿山开发等基本建设中广泛应用。

氨在其他工业中的应用也非常广泛。在石油炼制、橡胶工业、冶金工业和机械加工等部门以及轻工、食品、医药工业部门中，氨及其加工产品都是不可缺少的。例如制冷、空调、食品冷藏系统大多数都是用氨作为制冷剂。

1.2 氨的性质

1.2.1 氨的物理性质

氨在常温下是无色气体，比空气轻，具有刺激性臭味，能刺激人体感官粘膜

空气中，含氨大于0.01％时即会引起人体慢性中毒。

气态氨易溶于水，成为氨水，氨水呈弱碱性。氨在水中的溶解度随压力增大

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而降低。氨水在溶解时放出大量热。氨水中的氨极易挥发。

常压下气态氨需冷却到-33.35 ℃（沸点）才能液化。而在常温下需加压到0.87MPa时才能液化。液氨为无色液体，气化时吸收大量的热。 1.2.2 氨的化学性质

⑴ 氨与氧在催化剂作用下生成氮的氧化物,并能进一步与水作用,制得硝酸：

4NH3?5O2?4NO?6H2O

⑵ 氨与酸或酐反应生成盐类,是制造氮肥的基本反应：

2NH3?H2SO4?（NH4)2SO4

NH3?HNO3? NH4NO3 NH3?HCl? NH4Cl NH3?H3PO4?NH4H2PO4

⑶ 氨与二氧化碳作用生成氨基甲酸铵,进一步脱水成为尿素：

2NH3?CO2?NH4COONH2

NH4COONH2?CO?NH2?2?H2O

⑷ 氨与二氧化碳和水作用,生成碳酸氢铵：

NH3?CO2?H2O?NH4HCO3

(5) 氨可与盐生成各种络合物，如CuCl2?6NH3、CuSO4?4NH3。

氨与空气(或氧)的混合气,在一定浓度范围内能发生剧烈的氧化作用而爆 炸。在常温常压下，氨与空气爆炸极限为15%～28%(NH3)。100℃，0.1 MPa下，爆炸极限为14.5%～29.5%(NH3)。

1.3 原料气来源

原料气主要有两部分：氮气、氢气。氮气主要是从空气中提取。氢气是从半水煤气中提取的，以煤为原料，在一定的高温条件下通入空气、水蒸气或富氧空气-水蒸气混合气，经过一系列反应生成含有一氧化碳、二氧化碳、氢气、氮气、

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数要少，所以当空间速度增加时，合成氨的产量也有所增加。

在其他条件一定时，增加空间速度能提高合成氨的生产强度。但空间速度增大，将使系统阻力增加，压缩循环气功耗增加，分离氨所需的冷冻量也增大，因此冷冻功耗增加。同时，单位循环气量的产氨量减少。但在一定限度内，其他条件不变，增加空间速度，合成氨产量增加，单位时间所得的总反应热增多，通过水冷器和氨冷器的气体流量增大，需要移走的热量增多，导致冷凝器的冷却面积要相应增大，否则就不能将高流速气体中的氨冷凝下来。此外，空间速度增大，使出塔气体中氨的百分含量降低，为了使氨从混合气中冷凝分离出来，必须降低出塔气体温度，这样就要消耗更多的冷冻量，导致冷冻功耗增加。

综合以上各方面的考虑，空间速度的增加是有限度的。目前，国内一些小型合成氨厂合成压力在30 MPa左右的，空间速度选择在2000~3000每小时之间。 工业上采用的氨合成工艺流程虽然很多，而且流程中设备结构操作条件也各有差异，但实现氨合成过程的基本步骤是相同的，都必须包括以下几个步骤：氮、氢原料气的压缩并补充到循环系统；循环气的预热与氨的合成；氨的分离；热能的回收利用；对未反应气体补充压力，循环使用；排放部分循环气以维持循环气中惰性气体的平衡等。

流程设计在于合理地配置上述几个步骤，以便得到较好的技术效果，同时在生产上稳定可靠。

从氢氮混合气体中分离氨的方法大致有两种：水吸收法、冷凝法。

本设计采用冷凝法。一般含氨混合气体的冷凝分离是经水冷却器和氨冷嚣二步实现的。液氨在氨分离器中与循环气体分开，减压送入贮槽。贮槽压力一般为1.6～1.8 MPa，此时，冷凝过程中溶解在液氨中的氢、氮及惰性气体大部分可减压释放出来，即弛放气。

2.4 合成塔进口气的组成

合成塔进口气体组成包括氢氮比、惰性气体含量和塔进口氨含量。 (1) 氢氮比

当氢氮比为3:1时，对于氨合成反应可以获得最大的平衡氨浓度，但从动力学角度分析，最适宜氢氮比随着氨含量的变化而变化。从氨的合成反应动力学机

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理可知，氮的活性吸附是合成氨反应过程速度的控制步骤，因此适当提高氮气浓度，对氨合成反应速度有利。在实际生产中，进塔气体的氢氮比控制在2.8~2.9比较适宜。 (2) 惰性气体

在混合气体中含有甲烷和氩气等，统称为惰性气体。惰性气体不参与反应，也不毒害催化剂，但由于他们的存在会降低氢氮比的分压。无论从化学平衡还是动力学角度分析，他们都是有弊无利的，导致氨的生产率下降。

惰性气体来源于新鲜气，随着合成反应的进行，它们不参与反应而在系统中积累，这样合成系统中惰性气体越来越多，为了提高氨的合成率，必须不断在循环气中将它们排放出去。排放量多，可以使合成系统惰性气体含量降低，氨的合成率提高。但是氢氮气和部分氨也随之排放，造成一定损失，故循环气体中惰性气体的控制含量不能过高也不能过低。

循环气体中惰性气体的控制还与操作压力和催化剂活性有关。操作压力比较高，及催化剂活性比较好时，惰性气体的含量可以高一些。相反，则要控制低一些。由于原料气的制备与净化方法不同，新鲜气体中惰性气体的含量也不同。在生产中，一般要保持新鲜气中含惰性气体的体积分数在0.5%~1.0%之间，并控制循环气中惰性气体的体积分数在10%~15%之间。 (3) 塔进口氨含量

进塔气体中氨的含量，主要决定于氨分离时的冷凝温度和分离效率。冷凝温度越低，分离效果越好，则进塔气体中氨含量也就越低。降低进口氨含量，可加快反应速度，提高氨净值和生产能力。但将进口氨含量降的过低，会导致冷冻功耗增加过多，经济上并不可取。

进口氨含量还与合成操作压力和冷凝温度有关。压力高，氨合成反应速度快，进口氨含量可适当控制高一些；压力低，为保持一定的反应速度，进口氨含量可适当控制低一些。

综合考虑的结果，一般中小型合成氨厂当操作压力在30 MPa左右时，塔进口氨含量约控制在2.5%~3.5%之间。对于压力在15 MPa的合成氨厂，一般应控制在2.0%左右。本设计中塔进口氨含量控制为2.5% 。

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第三章 工艺流程简述

3.1 合成工段工艺流程简述

由氮氢气压缩机送来的35℃的新鲜气，在油分离器中与循环机来的循环气混合，除去气体中的油、水及其杂质。混合气进冷交换器上部换热管内，与冷交换器下部来的冷气体进行换热回收冷量，热气体被冷却至17℃，然后进入氨冷器。气体在管内流动，液氨在管外蒸发，由于氨大量蒸发吸收了混合气的热量，使管内气体进一步冷却至-10℃，出氨冷器后的气液混合物，在冷交换器的下部用氨分离器将液氨分离。

分氨后的循环气上升至上部换热器壳程被热气体加热至25℃后出冷交换器。然后气体分两股进入合成塔，一股主线经主阀由塔顶进入塔内环隙，另一股副线经副阀从倒塔底进入塔内中心管，以调节催化剂床层温度。入塔气氨含量为2.5%。反应换热后温度降为140~160℃，氨含量13%的反应气体出合成塔进入水冷器，气体经水冷器冷却至常温，其中部分气氨被冷凝，液氨在氨分离器中分出。 为降低惰性气体含量，保持循环系统中一定量的惰性气体，循环气岀氨分离器后部分放空，然后进循环机增压后送往油分离器，从而完成一个循环。 冷交换器和氨分离器内的液氨，经液位调节系统减压后送往液氨贮槽。 该流程具有能如下一些特征：

1氨合成反应热未充分予以回收，用来副产蒸汽，或用来预热锅炉给水。 ○

2流程简单，设备投资抵。 ○

3放空气位置设在惰性气体含量最高，氨含量较低处以减少氨和原料气损○失。

4循环机位于水冷器和氨冷器之间，适用于有油润滑往复式压缩机。 ○

5新鲜气和循环气中油、水及杂质可通过氨冷器低温液氨洗涤后除去。 ○

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3.2 工艺流程方框图

合成塔 废热锅炉 热交换器 放 空 水冷器 油分离器 循环机 新鲜气 冷交换器 氨分离塔 驰放气 氨冷器 液氨储槽

图3-1合成氨工艺流程方框图

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第四章 工艺计算

4.1 物料衡算：

4.1.1设计要求：

1. 年产20万吨液氨,设计裕度及液氨损失均不计

2. 精炼气组成（%）：如下表

表4-1-1精炼气组成（mol％）

组 成 mol％

N2 24.12

H2 74.45

CH4 1.10

Ar 合 计 0.33

100

3. 合成塔入口氨含量（mol％）：NH3,入?2.5％ 合成塔出口氨含量（mol％）：NH3,出?16.5%

合成塔入口惰性气体含量（mol％）：CH4?Ar ?15.0％ 4. 合成塔操作压力: 32MPa(绝压) 5. 精炼气温度：35℃ 6. 水冷器出口温度：35℃ 7. 循环机进出口压差：1.47Mpa 8. 年工作日：330天 9. 产量：25.2525t NH3/h 10. 计算基准：生产1吨液氨

4.1.2计算物料点流程图：

1 2 3 4 5------精炼气 6 7 8 9 10 11 12 14 17 18------合成气； 13------放空气 20------弛放气 15.16.19.21------液氨

图4-1-1 计算物料点流程图

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6 合成塔 氨分离5 油分离器 新鲜气 4 循环机 3 冷交换器 2 1 17 18 氨冷器 8 废热锅炉 放 7 9 热交换器 液氨储槽 10 水冷器 氨冷器 11 氨分离塔 15 21 液氨储槽 20 19 13 14 12 16

4.1.3合成塔入口气组分：

根据计算依据有

入塔氨含量：y5,NH3?2.5% 入塔甲烷含量：y5,CH4?15%?1.10?100％?11.539％

1.10?0.330

入塔氩含量：y5,Ar?15%?0.33?100％?11.539％

1.10?0.330

3100?2.5?11.539?3.462?入塔氢含量：y5,H2???????4?100%?61.874％ 1100?2.5?11.136?3.864?入塔氮含量：y5,N2???????100%?20.625％ ?4

NH3 2.500 CH4 11.539 表4-1-2 入塔气组分含量（%）

Ar 3.462 H2 61.874 N2 20.625 小计 100

4.1.4合成塔出口气组分：

以 1000kmol入塔气作为基准求出塔气组分，

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由下式计算塔内生成氨含量：

MNH3?M5y?y???1000??0.165?0.025??120.172kmol ??1?0.165??1?y?8,NH35,NH38,NH3出塔气量:

?8=入塔气量-生成氨含量?1000?120.172?879.828kmol 出塔氨含量： y8,NH3?16.5% 出塔甲烷含量：y8,CH4?M51000?y5,CH4??11.539%?13.115% M8879.828

出塔氨含量： y8,Ar?M51000?y5,Ar??3.462%?3.935% M8879.828y8H,2?3?1?y8N,H?y34?5C,4H?y?8A,r1?000% 出塔氢含量： ?3??1?0.165?0.131?154?49.838% 50393?.0?

1出塔氮含量： y8,H2???1?0.165?0.13115?0.03935??100%?16.612%

4

NH3 16.5 表4-1-3 出塔气体组分含量（%）

Ar 3.935 H2 49.838 N2 16.612 小计 100 CH4 13.115 4.1.5合成率：

2MNH3合成率=M51?y5,NH3?y5,CH4?y5,Ar???100% ?2?120.172?100%

1000?1?0.025?0.11539?0.03462??29.133%4.1.6氨分离器气液平衡计算：

已知氨分离器入口混合物组分mi

22 化学化工学院 课程设计说明书

表4-1-4 氨分离器入口混合物组分

mNH3 mCH4 mAr 0.03935 mH2 mN2 小计 1 0.165 0.13115 0.49838 0.16612 查 35℃，p?29.4MPa各组分平衡常数：

表4-1-5 平衡常数表

KNH3 KCH4 KAr 28.2 KH2 KN2 0.098

设

8.2 27.5 34.5 miV计算各组分溶解液量: ?11.110时，代入Li?VL1??KiLmNH30.165???0.07899kmol

V1??KNH31?11.110?0.098LmCH40.13115??0.00143kmol

V1??KCH41?11.110?8.200L

LNH3

LCH4?

LAr?mAr0.03935??0.00013kmol

V1??KAr1?11.110?28.200LmH20.49838??0.00163kmol

V1??KH21?11.110?27.500L

LH2?

mN20.16612LN2???0.00043kmol

V1?11.110?34.5001??KN2L分离液体量：

L总=LNH3?LCH4?LAr?LH2?LN2?0.07899?0.00143?0.00013?0.00163?0.00043?0.08261kmol

分离气体量：V?1?L?1?0.08261?0.91739kmol

?V?0.91739?11.105 计算气液比：????L?0.08261'23 化学化工学院 课程设计说明书

'V?V????11.110?11.105L?L?误差??100%??100%?0.045%

V11.110L结果合理从而可计算出液体中各组分含量： 液体中氨含量：xNH3?液体中氩含量：xAr?LNH3L?0.07899?100%=95.618%

0.08261LAr0.00013??100%=0.157% L0.08261LCH4L??0.00143?100%=1.731%

0.08261液体中甲烷含量： xCH4?液体中氢含量：xH2?LH2LLN2L0.00163?100%=1.973%

0.082610.00043?100%=0.521%

0.08261液体中氮含量：xN2??表4-1-6 氨分离器出口液体含量（%）

NH3 95.618 CH4 1.731 Ar 0.157 H2 1.973 N2 0.521 小计 100.00 分离气体组分含量： 气体氨含量 yNH3?mNH3?LNH3V?0.165?0.07899?100%?9.376%

0.91739?0.13115?0.00143?100%?14.140%

0.91739气体甲烷含量 yCH4?气体氩含量 yAr?mCH4?LCH4VmAr?LAr0.03935?0.00013??100%?4.275% V0.91739mH2?LH2VmN2-LN2V?0.49838?0.00163?100%?54.148%

0.91739气体氢含量 yH2?气体氮含量 yN2??0.16612-0.00043?100%?18.061%

0.91739 24 化学化工学院 课程设计说明书

表4-1-7 氨分离器出口气体含量（%）

NH3 9.376 CH4 14.140 Ar 4.275 H2 54.148 N2 18.061 小计 100 4.1.7冷交换器气液平衡计算：

yi，由于冷交换器第二次出口气体含量等于合成Ki根据气液平衡原理xi?塔进口气体含量，由合成塔入口气体含量yi和操作条件下的分离温度可查出

Ki，便可解出xi。

查 T??10℃, p?28.028MPa的平衡常数：

表4-1-8 平衡常数表

KNH3 KCH4 KAr 51 KH2 KH2 0.0254 27 75 80 冷交换器出口液体组分含量： 出口液体氨含量 xNH3?yNH3KNH3?0.025?100%=98.425% 0.254?0.11539?100%=0.427% 27出口液体甲烷含量 xCH4?yCH4KCH4出口液体氩含量 xAr?yAr0.03462??100%?0.068% KAr51yH2KH2yN2KH2?0.61874?100%=0.825% 750.20625?100%=0.255% 80出口液体氢含量 xH2?出口液体氮含量 xN2??表4-1-9 冷交换器出口液体组分含量（%）

NH3 98.425 CH4 0.427 Ar 0.068 H2 0.825 N2 0.255 小计 100 25

化学化工学院 课程设计说明书

4.1.8液氨贮槽气液平衡计算： 图4-1-2 液氨贮槽气液平衡图

由于氨分离器液体和冷交换器出口分离液

L15 L21 L16 L19 V20 体汇合后进入液氨贮槽经减压后溶解在液氨中的气体会解吸，即弛放气;两种液体百分比估算值，即水冷后分离液氨占总量的百分数。

G%??1?y5,NH3?y???y8,NH3?y5,NH3?1?yNH3分??8,NH3?yNH3分???1?0.025???0.165?0.09376??100%?57.554%??0.165?0.025???1?0.09376?水冷后分离液氨占总量的57.554%，冷交分离液氨占总量的42.446%。 以液氨贮槽入口 1kmol液体计算为准，即 L0?1kmol，入口液体混合后组分含量：

m0,i?L15?x15,i?L16?x16,i?G%?L0?x15,i??1?G%??L0?x16,i?0.57554x15,i?0.42446x16,i

混合后入口氨含量：m0,NH3?0.57554?0.95618?0.42446?0.98425?0.96809 混合后入口甲烷含量：m0,CH4?0.57554?0.00173?0.42446?0.00427?0.01177 混合后入口氩含量：m0,Ar?0.57554?0.00173?0.42446?0.00427?0.01177 混合后入口氢含量：m0,H2?0.57554?0.00157?0.42446?0.00068?0.00119 混合后入口氮含量：m0,N2?0.57554?0.00521?0.42446?0.00255?0.00409

表4-1-10 液氨贮槽入口液体含量（%）

m0,NH3 m0,CH4 m0,Ar m0,H2 m0,N2 小计 100 96.809 1.177 0.119 1.486 0.409 当 T?17℃ (由热平衡计算得) p?1.568MPa平衡常数：

表4-1-11 平衡常数表

KNH3 KCH4 KAr KH2 KN2 26 化学化工学院 课程设计说明书

0.598 根据气液平衡 Li?170 540 575 620 m0,iV,设 ?0.0821,代入上式得: VL1??KiL出口液体氨含量：LNH3m0,NH30.96809???0.92279kmol

V1?0.0821?0.5981??KNH3Lm0,CH40.01174??0.00079kmol

V1??KCH41?0.0821?170L出口液体甲烷含量：LCH4?出口液体氩含量：LAr?m0,Ar0.00119??0.00003kmol

V1??KAr1?0.0821?540L出口液体氢气含量：LH2m0,H20.01486???0.00031kmol

V1?0.0821?5751??KH2Lm0,N20.00409??0.00008kmol

V1??KN21?0.0821?620L出口液体氮气含量：LN2?出口液体总量：

L总=LNH3?LCH4?LAr?LH2?LN2?0.92279?0.00079?0.00003?0.00031?0.00008?0.924kmol

出口气体总量：

V?1?0.924?0.076kmoll

?V?0.076?0.0823 ????L?0.924'误差?0.0821?0.0823?100%??0.244%

0.0821出口液体组分含量 出口液体氨含量：xNH3?LNH3L?0.92279?100%?99.869% 0.924 27 化学化工学院 课程设计说明书

出口液体甲烷含量：xCH4?出口液体氩含量：xAr?LCH4L?0.00079?100%?0.085% 0.924LAr0.00003??100%?0.003% L0.924LH2L?0.00031?100%?0.034% 0.924出口液体氢气含量：xH2?出口液体氮气含量：xN2?LN2L?0.00008?100%?0.009% 0.924表4-1-12 液氨贮槽出口液氨组分（%）

NH3 99.869 CH4 0.085 Ar 0.003 H2 0.034 N2 0.009 小计 100 出口弛放气组分含量： 弛放气氨含量：yNH3?m0,NH3?LNH3V?0.096809?0.92279?100%?59.605%

0.076?0.01177?0.00079?100%?14.447%

0.076弛放气甲烷含量：yCH4?弛放气氩含量：yAr?m0,CH4?LCH4V?m0,Ar?LArV0.00119?0.00003?100%?1.526%

0.076弛放气氢气含量：yH2?m0,H2?LH2Vm0,N2?LN2V?0.01486?0.00031?100%?19.145%

0.0760.00409?0.00008?100%?5.277%

0.076弛放气氮气含量：yN2??表4-1-13 出口弛放气组分含量(%)

NH3 59.605 CH4 14.447 Ar 1.526 H2 19.145 N2 5.277 小计 100 4.1.9液氨贮槽物料计算：

以液氨贮槽出口一吨纯液氨为基准折标立方米计算液氨贮槽出口液体量

28 化学化工学院 课程设计说明书

L19?1000?22.4?1319375Nm3

0.99869?17其中NH3 L19,NH?L19?x19,NH?1319.375?99.869%?1317.467Nm3

33CH4 L19,CH?L19?x19,CH?1319.375?0.085%?1.121Nm3 44Ar L19,Ar?L19?x19,Ar?1319.375?0.003%?0.039Nm3 H2 L19,H?L19?x19,H?1319.375?0.034%?0.449Nm3 22N2 L19,N?L19?x19,N?1319.375?0.009%?0.119Nm3 22液氨贮槽出口弛放气

V?0.0821 LV20?0.0821?L19?0.0821?1319.375?108.321Nm3

其中 NH3 V20,NH3?V20?y20,NH3?108.321?59.605%?64.565Nm3

CH4 V20,CH4?V20?y20,CH4?108.321?14.447%?15.649Nm3 Ar V20,Ar?V20?y20,Ar?108.321?1.526%?1.653Nm3 H2 V20,H2?V20?y20,H2?108.321?19.145%?20.738Nm3 N2 V20,N2?V20?y20,N2?108.321?5.277%?5.716Nm3 液氨贮槽出口总物料?L19?V20?1319.375?108.321?1427.696Nm3 液氨贮槽进口液体：

由物料平衡，入槽总物料=出槽总物料，L21?L19?V20?1427.696Nm3 入口液体各组分含量计算：L21,i?L19,i?V20,i

47其中 NH3 L21NH,3?1317.6?64?.56531Nm38 2.212CH4 L21,CH4?1.121?15.649?16.77Nm3 Ar L21,Ar?0.039?0.1653?0.1692Nm3

9H2 L21H,2?0.44?20.7?3832N1m.187

29 化学化工学院 课程设计说明书

9N2 L21N,2?0.11?5.?71635N.m8 35入口液体中组分含量核算,由 m'0,i?L21,iL21

入口液体中氨含量 m'0,NH3?1382.212?100%?96.814%

1427.69616.770?100%?1.175%

1427.696入口液体中甲烷含量 m'0,CH4?入口液体中氩含量 m'0,Ar?1.692?100%?0.119%

1427.69621.187?100%?1.484%

1427.6965.835?100%?0.408%

1427.696入口液体中氢气含量 m'0,H2?入口液体中氮气含量 m'0,N2?入口液体中组分含量 m0i?m'0i 4.1.10合成系统物料计算:

将整个合成看着一个系统，进入该系统的物料有新鲜补充气 V放,离开该系统的物料有放空气 V放，液氨贮槽弛放气 V驰，产品液氨 L氨，见图4-1-3所示：

V补 V入 V出 V放 V驰 V氨

图4-1-3 合成系统物料计算示意图

30

化学化工学院 课程设计说明书

由前计算数据如下表：

表4-1-14 计算数据

名称 补充气 放空气 弛放气 液氨 入塔气 出塔气 NH3 -- 0.09376 0.59605 0.99869 0.025 0.165 CH4 0.011 0.14140 0.14447 0.00085 0.11539 0.13115 Ar 0.0033 0.04275 0.01526 0.00003 0.03462 0.03935 H2 0.7445 0.51494 0.1921 N2 0.2412 0.18061 0.05277 气量Nm３ V补 V放 108.321 1319.375 0.000336 0.00009 0.61874 0.49838 0.20625 0.16612 V入 V出 根据物料平衡和元素组分平衡求V补,V放,V入,V出: 循环回路中氢平衡：

3330 .1V补yH2补=V放yH2放+V驰yH2驰+V放yH2放+V驰yH2驰+LNH3 ?4.1.1?222循环回路中氮平衡:

111V补yN2补=V放yN2放+V驰yN2驰+V放yN2放+V驰yN2驰+LNH3 ?4.1.10? .2222循环回路中惰性气体平衡:

V补(yCH4放?yAr放)?Ｖ弛(yCH4放?yAr放)?V弛(yCH4弛?yAr弛)

V补?0.011?0.0033??V放?0.1414?0.04275??108.321?0.14447?0.01526?

0.0143V补?0.18415 V放?17.327

V补?12.878 V放?1211.68 ?4.1.10? .3循环回路中惰性气体平衡:

V出yNH3出?V入yNH3入?V放y放?V弛yNH3弛?LNH3

0.165V出?0.025V入?0.09376V放? 0.59605?108.321 ? 1317.647

0.165V出?0.025V入?0.09376V放? 1382.212 ?4.1.10? .431 化学化工学院 课程设计说明书

循环回路中总物料平衡:

V入?V出? V补?V放?V弛?LNH3?V出?V补?V放?108.321?1317.647?V出?V补?V放?1425.968 ?4.1.10? . 5联立?4.1.10.1??4.1.10.2??4.1.10.3??4.1.10.4??4.1.10.5?各式解得：

V放?135.479 m３; V补?2956.387m３; V出?10212.836 m３; V入?11607.770 m3

4.1.11合成塔物料计算： 入塔物料： V5?11607.77 m3

其中 NH3 V5,NH3?11607.77?2.50%?290.194Nm3

CH4 V5,CH4?11607.77?11.539%?1339.421Nm3 Ar V5,Ar?11607.77?3.462%?401.801Nm3 H2 V5,H2?11607.77?61.874%?7182.192Nm3 N2 V5,N2?11607.77?20.625%?2394.102Nm3

合成塔一出，二进物料，热交换器冷气进出物料等于合成塔入塔物料

即 Ｖ5?V6?V7?11607.77Nm3

3m3出塔物料 V8?10212.8 6NH3 V8,NH3?10212.836?16.5%?1685.118Nm3 CH4 V8,CH4?10212.836?13.115%?1339.421Nm3 Ar V8,Ar?10212.836?3.935%?401.861Nm3 H2 V8,H2?10212.836?49.838%?5089.873Nm3 N2 V8,N2?10212.836?16.612%?1696.583Nm3

合成塔生成氨含量：?VNH3?V8,NH3?V5,NH3?1685.118?290.194?1394.924Nm3 废热锅炉进出口物料，热交换器进出口物料等于合成塔出塔物料。

32 化学化工学院 课程设计说明书

即 V8?V9?V10?10212.836Nm3 4.1.12水冷器物料计算：

进器物料：水冷器进气物料等于热交换器出口物料，即 V10,入?10212.836Nm3 出器物料：在水冷器中部分气氨被冷凝；由氨分离器气液平衡计算得气液比

V2?11615.289Nm3 ，

V?11.105,有如下方程: LV11,出L11,出?V?11.105 ?4.1.1?2 .1LV11,出?L11,出?L10,入?10212.836 ?4.1.12? .2V11,出?11.105?L11,出 代入 ?4.1.12.2? 得: 将 3L11,出?843.687Nm3 V11出49m ,?9369.1N出口气体组分由V11,i?V11,出?y11,i得:

3?9369.1?499.3?76%Nm878其中， NH3 V11NH .451,3CH4 V11,CH4?9369.149?14.140%?1324.798Nm3 Ar V11,Ar?9369.149?4.275%?400.531Nm3

4954.1?48%H2 V11H,2?9369.1?4918.0?61%N2 V11N,2?9369.1?35N0m7 3.30731N6m9 2.062出口液体各组分由 L11,i?V8,i?V11,i 得

?18其中 NH3 L11NH,3?1685.1387?8.541Nm806.667

CH4 L11,CH4?1339.421?1324.798?14.623Nm3 Ar L11,Ar?401.861?400.531?1.330Nm3

73H2 L11H,2?5089.8?35073?.307Nm1 6.565N2 L11,N2?1696.563?1692.062?4.501Nm3

33 化学化工学院 课程设计说明书

4.1.13氨分离器物料计算：

进器物料：氨分离器进器总物料等于水冷器出口气液混合物总物料

即 V11?V11,出?L11,出?9369.149?843.687?10212.836Nm3 出器物料：气液混合物在器内进行分离，分别得到气体和液体 出器气体V12＝V11,出＝9369.149Nm3，出器液体L15＝L11,出＝843.687Nm3 氨分离器出口气体放空V13?135.479Nm3

3799.3?76%Nm12 其中， NH3 V13NH .703,3?135.4? CH4 V13,CH4?135.479?14.14%?19.157Nm3 Ar V13,Ar?135.479?4.275%?5.792Nm3

3?954.1?48%N7m3 .359 H2 V13H,2?135.473?918.0?61%N2m4 .468 N2 V13N,?2135.474.1.14冷交换器物料计算：

进器物料：进器物料等于氨分离器出口气体物料减去放空气量

V14?V12?V13?9369.149?135.479?9233.67Nm3

67其中， NH3 V14NH,3?9233.?9.3?76%8Nm635 .748 CH4 V14,CH4?9233.67?14.14%?1305.641Nm3 Ar V14,Ar?9233.67?4.275%?394.739Nm3

?7 H2 V14H,2?9233.654.1?484N9m99.948

?718.0?61% N2 V14N,2?9233.631N66m 7.594出器物料（热气）：

设热气出口温度17℃（由热量计算核定）查 T?17℃,p?28.42MPa气相中平衡氨含量y*NH3?5.9%，计算热气出口冷凝液氨时，忽略溶解在液氨中的气体。

34 化学化工学院 课程设计说明书

取过饱和度 10%，故 V17,NH3?1.1?5.9%?6.49%。

设热气出口氨体积为 a，则：

a3 N9m?0.0649 a?580.769233.67?865.748?aL17,NH3?V14,NH3?a?865.748?580.769?284.979Nm3

冷交换器热气出口气量及组分：

其中 NH3 V17,NH3? V14,NH3?L17,NH3?865.748?284.979?580.769Nm3

CH4 V17,CH4? V14,CH4?1305.641Nm3 Ar V17A,r?V14A,r?394.73N93m

H2 V17,H2? V14,H2?4999.948Nm3 N2 V17,N2? V14,N2?1667.594Nm3

出口总气量 V17?V1?4L出口气体各组分：

NH3

V17NH,3V17V17,CH4V17?580.769?100%?6.49%

8948.6911305.641?100%?14.590%

8948.691?9233.?67NH173,284?.97938Nm94 8.691CH4 ?Ar

V17,ArV17V17H,2V17V17N,2V17?394.739?100%?4.411%

8948.6914999.948?100%?55.874%

8948.6911667.594?100%?18.635%

8948.691H2 ?N2 ?4.1.15氨冷器物料计算：

进器物料：氨冷器进器物料等于冷交换器出器物料加上补充新鲜气物料

35

化学化工学院 课程设计说明书

V1?2956.98Nm3

其中 CH4 V1,CH4?2956.98?0.011?32.527Nm3

Ar V1,Ar?2956.98?0.0033?9.758Nm3 H2 V1,H2?2956.98?0.7445?2201.472Nm3 N2 V1,N2?2956.98?0.2412?713.223Nm3

2956.9?8进器气体物料 V18?V1?V17?8948.?69111N93m0 5.671进器气体组分含量 V1i8?,V?i1,V

i其中 NH3 V18,NH3? V17,NH3?580.769Nm3

?7CH4 V18CH,4?32.521305?.64131Nm33 8.168Ar V18,Ar?9.758?394.739?404.497Nm3

72H2 V18H,2?2201.4?3499?9.948N7m2 01.42?31667?.594N2 V18N,2?713.2232N3m8 0.817各组分百分含量 y1i8?,V1i8,V18

NH3 y18NH,3?580.769?100%?11905.6714.87 8%CH4 y18,CH4?1338.168?100%?11.239%

11905.671Ar y18,Ar?404.497?100%?3.398%

11905.6717201.42?100%?60.487%

11905.6712380.817?100%?19.998%

11905.671H2 y18,H2?N2 y18,N2?进器液体等于冷交换器冷凝液氨量 L18?L18,NH3?L17,NH3?284.979Nm3

36 化学化工学院 课程设计说明书

进器总物料＝V18?L18?11905.671?284.979?12190.650Nm3

出器物料：已知出器气体中氨含量为 2.5%，设出器气体中氨含量为bNm3。

b4.8783 解得 b?290.38 N2m?11905.671?580.7690.025则氨冷器中冷凝液氨量： L?18,NH3?V18,NH3?b?580.769?290.382?290.387Nm3

??L?L氨冷器出器总液氨量: L2N,H18N,H331N83,H?284.97?9290.?3875N73m5 .36611905.67?1氨冷器出器气量: V2?V18?b?290?.382311N6m15.289

其中 NH3 V2,NH3?290.382Nm3

CH4 V2,CH4?V18,CH4?1338.168Nm3 Ar V2,Ar? V18,Ar?404.497Nm3 H2 V2,H2?V18,H2?7201.42Nm3 N2 V2,N2?V18,N2?2380817Nm3

各组分百分含量 y2,i?V2,iV2

NH3 y2,NH?3290.382?100%?2.499%

11615.2891338.168?100%?11.521%

11615.289CH4 y2,CH?4Ar y2,Ar?404.497?100%?3.482%

11615.2897201.42?100%?61.999%

11615.2892380.817?100%?20.498%

11615.289H2 y2,H?2N2 y2,N?2出器总物料?V2?L2,NH3?11615.289?575.366?12190.655Nm3

37 化学化工学院 课程设计说明书

4.1.16 冷交换器物料计算： 图4-1-4 冷交换器物料计算示意图

V17 V2 V14 V3 进口物料：冷交换器进口总物料等于氨冷器出口总物料

38m9； 其中气体入口xNH3?0.98425 V2?11615.2N液体入口

LNH3?575.366Nm3；

由气液平衡计算得，以 1kmol进口物料为计算基准：即 F?1

6 .1L?V?F ?4.1.1?L?xNH3?V?yNH3?F?mNH3 ?4.1.16.2?

将 yNH3?0.025 ，xNH3?0.98425代入上式：

V?xNH3?mNH3xNH?yNH33?1.026?mNH30.95925 ?4.1.16? .3V2,NH3V2?4.1.16.3?式中

mNH3 可由物料平衡和氨平衡计算 mNH3?

?V2??V1?V17 ?4.1.16.4? ?V17?V18?V13?L15 ?4.1.16? .5?V2,NH?V2,NH3?L17,NH3?L?18,NH3 ?4.1.16? .63?式中 V2?—冷交换器入口总物料； V17—冷交换器热气出口总物料 ? V2,NH3—冷交换器入口总氨物料

将 V8?10212.836Nm3，V13?135.479Nm3，L15?843.687Nm3 代入上式解得：

V?17?9233.67Nm3

∴ V2??2956.98?9233.67?12190.65Nm3；

?3V2,NH3?284.979?290.387?290.382?865.748Nm

38 化学化工学院 课程设计说明书

?V2,NH3∴ mNH3?V2??865.748.3 ?0.071017代入 ?4.1.16?得：

9233.67V?1.026?0.071017?0.95197; L?1?V?0.04803;

0.95925L0.04803??0.05045 V0.95197由

LLL 可求出冷交换器冷凝液体量 16??0.05045

V3VV冷凝液体量 L16?0.05045V3?0.05045?11607.77?585.612Nm3

出器物料：冷交换器（冷气）出口气体物料等于进口总物料减去冷凝液体量。

V3?12190.65?585.612?11605.038Nm3

其中 NH3 V3,NH3?11605.038?2.5%?290.126Nm3

CH4 V3,CH4?11605.038?11.539%?1339.105Nm3 Ar V3,Ar?11605.038?3.462%?401.766Nm3 H2 V3,H2?11605.038?61.874%?7180.501Nm3 N2 V3,N2?11605.038?20.625%?2393.539Nm3

计算误差?V3?V511605.038?11607.77?100%??100%??0.0235% V511607.77校核氨分离器液氨百分数 氨分离器液氨百分数：

G分%??L15?x15?100%L15?L16?x16843.687?0.95618?100%?58.325?3.687?0.95618?585.612?0.98425

冷交换器分离液氨百分数：G冷%?1?G分%?1?58.325%?41.675% 计算误差?G??G分0.57554?0.58325??100%??1.322％ G分0.58325 39 化学化工学院 课程设计说明书

4.1.17液氨贮槽物料计算:

进槽物料：氨分离器入槽液体 L15?843.687Nm3

87 其中 NH3 L15NH,3?843.6?0.9?5618Nm8036 .667 CH4 L15,CH4?843.687?0.01731?14.623Nm3 Ar L15,Ar?843.687?0.00157?1.330Nm3

?7 H2 L15H,2?843.68?7N2 L15N,?2843.6830.01?973N1m6 .56630.00?521Nm4 .501冷交换器入槽液体 L16?585.612Nm3

120.9?8425 其中 NH3 L16NH,3?585.6x12 CH4 L16CH,4?585.6?Nm5736 .38930.0?0427Nm2 .501Ar L16,Ar? 585.612?0.00068?0.398Nm3 H2 L16,H2? 585.612?0.00825?4.831Nm3 N2 L16,N2? 585.612?0.00255?1.493Nm3

入槽混合物料 L21?L15?L16?843.687?585.612?1429.299Nm3 各组分物料含量： L21,i?L15,i?L16,i

67 其中 NH3 L21NH,3?806.6?576?.38931Nm383.056

CH4 L21,CH4?14.623?2.501?17.124Nm3

Ar L21,Ar?1.33?0.398?1.728Nm3 H2 L21,H2?16.566?4.831?21.397Nm3

11.4?93N2 L21N,2?4.50?35N.m9 94L21i,百分含量 x21i,?

L21 40

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