畢業(yè)論文設(shè)計年產(chǎn)8萬噸合成氨工藝設(shè)計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文設(shè)計</b></p><p>　　年產(chǎn)8萬噸合成氨工藝設(shè)計</p><p>　　PRODUCES 80,000 TONS OF AMMONIA SYNTHESIS PROCESS DESIGN</p><p>　　學(xué) 院 （部）： 安徽理工大學(xué) </p><p>　　專業(yè)班級：

2、 化學(xué)工程與工藝 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 教授 </p><p>　　2013年 6月 1 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要…………………

3、……………………………………………2</p><p>　　外文摘要……………………………………………………………………………3</p><p>　　1．總論…………………………………………………………………………4</p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)的依據(jù)………………………………………………………………4</p><p>　　1.2 概述…

4、…………………………………………………………………………</p><p>　　1.2.1 設(shè)計題目…………………………………………………………7</p><p>　　1.2.2 設(shè)計具體類容范圍及設(shè)計階段………………………………………7</p><p>　　1.2.3設(shè)計的產(chǎn)品的性能、用途及市場需要…………………………………8</p><p>

5、;　　1.2.4簡述產(chǎn)品的幾種生產(chǎn)方法及特點………………………………………8</p><p>　　1.3產(chǎn)品方案………………………………………………………………………8</p><p>　　1.4設(shè)計產(chǎn)品所需要的主要原料規(guī)格、來源……………………………………8</p><p>　　1.4.1設(shè)計產(chǎn)品所需要的主要原料來源………………………………………8</p&g

6、t;<p>　　1.4.2涉及產(chǎn)品所需要的主要原料規(guī)格………………………………………8</p><p>　　1.5生產(chǎn)中產(chǎn)生有害物質(zhì)和處理措施……………………………………………8</p><p>　　1.5.1氨氣和液氨………………………………………………………………8</p><p>　　1.5.2合成氨廢水………………………………………………………

7、………8</p><p>　　2．生產(chǎn)流程及生產(chǎn)方法的確定……………………………………………8</p><p>　　3．生產(chǎn)流程簡述…………………………………………………………………14</p><p>　　4．工藝計算……………………………………………………………………16</p><p>　　4.1 原始條件………………………………………

8、…………………16</p><p>　　4.2 物料衡算…………………………………………………………16</p><p>　　4.2.1 合成塔物料衡算……………………………………………………18</p><p>　　4.2.2氨分離器氣液平衡計算………………………………………………19</p><p>　　4.2.3冷交換器氣液平衡計算……

9、…………………………………………19</p><p>　　4.2.4液氨貯槽氣液平衡計算………………………………………………25</p><p>　　4.2.5液氨貯槽物料計算……………………………………………………29</p><p>　　4.2.6 熱交換器熱量計算…………………………………………………35</p><p>　　4.2.7

10、 水冷器熱量計算………………………………………………………36</p><p>　　4.2.8 氨分離器熱量核算……………………………………………………39</p><p>　　5. 主要設(shè)備選型…………………………………………………………………39</p><p>　　5.1 廢熱鍋爐設(shè)備工藝計算……………………………………………………40</p>

11、<p>　　5.1.1 計算條件…………………………………………………………………40</p><p>　　5.1.2 官內(nèi)給熱系數(shù)α計算……………………………………………………41</p><p>　　5.1.3 管內(nèi)給熱系數(shù)αi計算…………………………………………………42</p><p>　　5.1.4 總傳熱系數(shù)K 計算……………………………………

12、………………43</p><p>　　5.1.5 平均傳熱溫差m Δt 計算……………………………………………44</p><p>　　5.1.6 傳熱面積…………………………………………………………………45</p><p>　　5.2主要設(shè)備選型匯總……………………………………………………………46</p><p>　　6. 環(huán)境保護與安

13、全措施……………………………………………………………47</p><p>　　6.1環(huán)境保護………………………………………………………………………48</p><p>　　6.1.1 化學(xué)沉淀—A/ O 工藝處理合成氨廢水………………………………49</p><p>　　6.1.2 合成氨尾氣的回…………………………………………………………50</p>

14、<p>　　6.2安全措施………………………………………………………………………51</p><p>　　6.2.1 防毒…………………………………………………………………52</p><p>　　6.2.2 防火……………………………………………………………………53</p><p>　　6.2.3 防爆………………………………………………………………

15、……54</p><p>　　6.2.4防燒傷…………………………………………………………………55</p><p>　　6.2.6防機械傷…………………………………………………………………56</p><p>　　6.2.5防觸電……………………………………………………………………57</p><p>　　結(jié)束語……………………………………

16、………………………………………40</p><p>　　注釋………………………………………………………………………………40</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………42</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………43</p><p>　　附錄………………

17、…………………………………………………………………43</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在整個合成氨工藝中，精制工序是非常重要的環(huán)節(jié)，經(jīng)CO變換和脫硫碳后的原料氣中撒花姑娘含有少量的CO和CO2，它們會毒害氨合成的催化劑。因此，原料氣在進入合成工序之前，必須進行原料氣的最終凈化，即精制工序。進行相關(guān)的物料衡算和能量衡算，確定了工藝過程

18、中的消耗定額，并計算了主相關(guān)參數(shù)。</p><p>　　介紹合成氨合成生產(chǎn)工藝流程，著重通過對此工藝流程的物料衡算，能量衡算確定主要設(shè)備選型。</p><p>　　關(guān)鍵詞：氨合成； 生產(chǎn)工藝； 物料衡算； 能量衡算； 設(shè)備選型 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Refining

19、section is one of the absolutely necessary sections in the synthetic Ammonia .The raw gas after CO conversion and desulfurization decarbuzation still contains a small amount of residual CO and CO2.They will poison the a

20、mmonia synthesis catalyst .Therefore ,the raw gas before entering the synthesis process ,must be purified finally ,what is called refining process.Working out what related to material balance and balance,determing consum

21、ption fixing of the process,and calculating the mai</p><p>　　Introduction of ammonia synthesis production process, highlighted by this process of material balance calculate, energy calculation confirming the

22、 main equipment selection.</p><p>　　Key Words：Ammonia synthesis, Production process, Material calculation, Energy calculation, Selection of equipment</p><p><b>　　1 總論</b></p>

23、<p>　　氨是最為重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品之一，其產(chǎn)量居各種化工產(chǎn)品的首位; 同時也是能源消耗的大戶，世界上大約有10 %的能源用于生產(chǎn)合成氨。氨主要用于農(nóng)業(yè),合成氨是氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)，氨本身是重要的氮素肥料，其他氮素肥料也大多是先合成氨、再加工成尿素或各種銨鹽肥料，這部分約占70 %的比例，稱之為“化肥氨”；同時氨也是重要的無機化學(xué)和有機化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料，用于生產(chǎn)銨、胺、染料、炸藥、制藥、合成纖維、合成樹脂的原料，這部分約占30

24、%的比例,稱之為“工業(yè)氨”。</p><p>　　世界合成氨技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)型蒸汽轉(zhuǎn)化制氨工藝、低能耗制氨工藝、裝置單系列產(chǎn)量最大化三個階段。根據(jù)合成氨技術(shù)發(fā)展的情況分析, 未來合成氨的基本生產(chǎn)原理將不會出現(xiàn)原則性的改變, 其技術(shù)發(fā)展將會繼續(xù)緊密圍繞“降低生產(chǎn)成本、提高運行周期, 改善經(jīng)濟性”的基本目標, 進一步集中在“大型化、低能耗、結(jié)構(gòu)調(diào)整、清潔生產(chǎn)、長周期運行”等方面進行技術(shù)的研究開發(fā)[1]。</

25、p><p>　　(1) 大型化、集成化、自動化, 形成經(jīng)濟規(guī)模的生產(chǎn)中心、低能耗與環(huán)境更友好將是未來合成氨裝置的主流發(fā)展方向。以Uhde公司的“雙壓法氨合成工藝”和Kellogg 公司的“基于釕基催化劑KAAP 工藝”,將會在氨合成工藝的大型化方面發(fā)揮重要的作用。氨合成工藝單元主要以增加氨合成轉(zhuǎn)化率(提高氨凈值) ,降低合成壓力、減小合成回路壓降、合理利用能量為主，開發(fā)氣體分布更加均勻、阻力更小、結(jié)構(gòu)更加合理的合成塔

26、及其內(nèi)件; 開發(fā)低壓、高活性合成催化劑, 實現(xiàn)“等壓合成”。</p><p>　　(2) 以“油改氣”和“油改煤”為核心的原料結(jié)構(gòu)調(diào)整和以“多聯(lián)產(chǎn)和再加工”為核心的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,是合成氨裝置“改善經(jīng)濟性、增強競爭力”的有效途徑。</p><p>　　實施與環(huán)境友好的清潔生產(chǎn)是未來合成氨裝置的必然和惟一的選擇。生產(chǎn)過程中不生成或很少生成副產(chǎn)物、廢物,實現(xiàn)或接近“零排放”的清潔生產(chǎn)技術(shù)將日趨成

27、熟和不斷完善。</p><p>　　提高生產(chǎn)運轉(zhuǎn)的可靠性,延長運行周期是未來合成氨裝置“改善經(jīng)濟性、增強競爭力”的必要保證。有利于“提高裝置生產(chǎn)運轉(zhuǎn)率、延長運行周期”的技術(shù),包括工藝優(yōu)化技術(shù)、先進控制技術(shù)等將越來越受到重視。</p><p>　　1.1設(shè)計任務(wù)的依據(jù)</p><p>　　設(shè)計任務(wù)書是項目設(shè)計的目的和依據(jù)：</p><p>　　

28、產(chǎn)量：80 kt/a 液氨</p><p>　　放空氣（惰性氣Ar +CH4 ）：17%</p><p>　　原料：新鮮補充氣N2 24%，H2 74.5%，Ar 0.3%，CH4 1.2%</p><p>　　合成塔進出口氨濃度：2.5%，13.2%</p><p>　　放空氣:（惰性氣Ar +CH4 ）～17%</p>&l

29、t;p>　　合成塔操作壓力 32 MPa （絕壓）</p><p><b>　　精練氣溫度 40℃</b></p><p>　　水冷器出口氣體溫度 35 ℃</p><p>　　循環(huán)機進出口壓差 1.47MPa</p><p>　　年工作日 310 d</p><p>　　計算基準 生產(chǎn)1t

30、氨</p><p><b>　　1.2概述</b></p><p>　　1.2.1設(shè)計題目：年產(chǎn)8萬噸合成氨合成工段設(shè)計</p><p>　　1.2.2 設(shè)計具體內(nèi)容范圍及設(shè)計階段</p><p>　　本次設(shè)計的內(nèi)容為合成氨合成工段的設(shè)計，具體包括以下幾個設(shè)計階段：</p><p>　　1. 進行

31、方案設(shè)計，確定生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝流程。</p><p>　　2. 進行化工計算，包括物料衡算、能量衡算以及設(shè)備選型和計算。</p><p>　　3. 繪制帶控制點的工藝流程圖（PID）。</p><p>　　4. 進行車間布置設(shè)計，并繪制設(shè)備平立面布置圖。</p><p>　　5. 進行管路配置設(shè)計，并繪制管路布置圖。</p>

32、<p>　　6. 撰寫設(shè)計說明書。</p><p>　　1.2.3設(shè)計的產(chǎn)品的性能、用途及市場需要</p><p>　　(1) 氨的物化性能</p><p>　　合成氨的化學(xué)名稱為氨，氮含量為82.3%。氨是一種無色具有強烈刺激性、催淚性和特殊臭氣的無色氣體，比空氣輕，相對密度0.596，熔點－77.7℃；沸點－33.4℃。標準狀況下，1米3氣氨重0.77

33、1公斤；1米3液氨重638.6公斤。極易溶于水，常溫（20℃）常壓下，一個體積的水能溶解600個體積的氨；標準狀況下，一個體積水能溶解1300個體積的氨氨的水溶液稱為氨水，呈強堿性。因此，用水噴淋處理跑氨事故，能收到較好的效果[2]。</p><p>　　氨與酸或酸酐可以直接作用，生成各種銨鹽；氨與二氧化碳作用可生成氨基甲銨，脫水成尿素；在鉑催化劑存在的條件下，氨與氧作用生成一氧化氮，一氧化氮繼續(xù)氧化并與水作用，

34、便能得到硝酸。氨在高溫下(800℃以上)分解成氮和氫；</p><p>　　氨具有易燃易爆和有毒的性質(zhì)。氨的自燃點為630℃，氨在氧中易燃燒，燃燒時生成藍色火焰。氨與空氣或氧按一定比例混合后，遇明火能引起爆炸。常溫下氨在空氣中的爆炸范圍為15.5～28％，在氧氣中為13.5～82％。液氨或干燥的氣氨，對大部分物質(zhì)沒有腐蝕性，但在有水的條件下，對銅、銀、鋅等有腐蝕作用[3]。</p><p>

35、;<b>　　(2) 氨的用途</b></p><p>　　氨是基本化工產(chǎn)品之一，用途很廣?；适寝r(nóng)業(yè)的主要肥料，而其中的氮肥又是農(nóng)業(yè)上應(yīng)用最廣泛的一種化學(xué)肥料，其生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)裝備水平、產(chǎn)品數(shù)量，都居于化肥工業(yè)之首，在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。各種氮肥生產(chǎn)是以合成氨為主要原料的，因此，合成氨工業(yè)的發(fā)展標志著氮肥工業(yè)的水平。以氨為主要原料可以制造尿素、硝酸銨、碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨等氮

36、素肥料。還可以將氨加工制成各種含氮復(fù)合肥料。此外，液氨本身就是一種高效氮素肥料，可以直接施用，一些國家已大量使用液氨。可見，合成氨工業(yè)是氮肥工業(yè)的基礎(chǔ)，對農(nóng)業(yè)增產(chǎn)起著重要的作用。</p><p>　　氨也是重要的工業(yè)原料，廣泛用于制藥、煉油、純堿、合成纖維、合成樹脂、含氮無機鹽等工業(yè)部門。將氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生產(chǎn)炸藥、染料等產(chǎn)品的重要原料?，F(xiàn)代國防工業(yè)和尖端技術(shù)也都與氨合成工業(yè)有密切關(guān)系，如生產(chǎn)火箭的

37、推進劑和氧化劑，同樣也離不開氨。此外，氨還是常用的冷凍劑。</p><p>　　合成氨工業(yè)的迅速發(fā)展，也促進和帶動了許多科學(xué)技術(shù)部門的發(fā)展，如高壓技術(shù)、低溫技術(shù)、催化技術(shù)、特殊金屬材料、固體燃料氣化、烴類燃料的合理利用等。同時，尿素和甲醇的合成、石油加氫、高壓聚合等工業(yè)，也是在合成氨工業(yè)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。所以合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有十分重要的地位，氨及氨加工工業(yè)已成為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的一個重要部門[4]。<

38、/p><p><b>　　市場需要</b></p><p>　　據(jù)資料統(tǒng)計:1997 年世界合成氨年產(chǎn)量達103.9Mt。2000 年產(chǎn)量將達111.8Mt。其化肥用氨分別占氨產(chǎn)量的81.7%和82.6%。我國1996 年合成氨產(chǎn)量已達30.64Mt,2000 年將達36Mt,2020 年將增加至45Mt。即今后20 年間將增加到現(xiàn)在的1.5 倍。因而合成氨的持續(xù)健康發(fā)展

39、還有相當(dāng)長的路要走。未來我國合成氨氮肥的實物產(chǎn)量將會超過石油和鋼鐵。合成氨工業(yè)在國民經(jīng)濟中舉足輕重。農(nóng)業(yè)生產(chǎn),“有收無收在于水,收多收少在于肥”。所以,合成氨工業(yè)是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。它的發(fā)展將對國民經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。因此,我國現(xiàn)有眾多的化肥生產(chǎn)裝置應(yīng)成為改造擴建增產(chǎn)的基礎(chǔ)。我國七十至九十年代先后重復(fù)引進30 多套大化肥裝置,耗費巨額資金,在提高了化肥生產(chǎn)技術(shù)水平的同時,也受到國外的制約。今后應(yīng)利用國內(nèi)開發(fā)和消化吸收引進的工藝技術(shù),自力更

40、生,立足國內(nèi),走出一條具有中國特色的社會主義民族工業(yè)的發(fā)展道路。過去引進建設(shè)一套大型化肥裝置,耗資數(shù)十億元。當(dāng)今走老廠改造擴建的道路,可使投資節(jié)省1/2—2/3。節(jié)省的巨額資金,用作農(nóng)田水利建設(shè)和農(nóng)產(chǎn)品深加工,將在加速農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展,提高農(nóng)民生活水平,</p><p>　　1.2.4簡述產(chǎn)品的幾種生產(chǎn)方法及特點 </p><p>　　氨的合成是合成氨生產(chǎn)的最后一道工序，其任務(wù)是將經(jīng)過精制的氫

41、氮混合氣在催化劑的作用下多快好省地合成為氨。對于合成系統(tǒng)來說，液體氨即是它的產(chǎn)品。工業(yè)上合成氨的各種工藝流程一般以壓力的高低來分類[3]。</p><p><b>　　(1)高壓法</b></p><p>　　操作壓力70～100MPa，溫度為550～650℃。這種方法的主要優(yōu)點是氨合成效率高，混合氣中的氨易被分離。故流程、設(shè)備都比較緊湊。但因為合成效率高，放出的熱量

42、多，催化劑溫度高，易過熱而失去活性，所以催化劑的使用壽命較短。又因為是高溫高壓操作，對設(shè)備制造、材質(zhì)要求都較高，投資費用大。目前工業(yè)上很少采用此法生產(chǎn)。</p><p><b>　　(2)中壓法</b></p><p>　　操作壓力為20～60MPa，溫度450～550℃，其優(yōu)缺點介于高壓法與低壓法之間，目前此法技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟性比較好。因為合成壓力的確定，不外乎從

43、設(shè)備投資和壓縮功耗這兩方面來考慮。從動力消耗看，合成系統(tǒng)的功耗占全廠總功耗的比重最大。但功耗決不但取決于壓力一項，還要看其它工藝指標和流程的布置情況?？偟膩砜?，在15～30Pa的范圍內(nèi)，功耗的差別是不大的，因此世界上采用此法的很多。因此，本次設(shè)計選用32MPa壓力的合成氨流程。</p><p><b>　　(3)低壓法</b></p><p>　　操作壓力10MPa左

44、右，溫度400～450℃。由于操作壓力和溫度都比較低，故對設(shè)備要求低，容易管理，且催化劑的活性較高，這是此法的優(yōu)點。但此法所用催化劑對毒物很敏感，易中毒，使用壽命短，因此對原料氣的精制純度要求嚴格。又因操作壓力低，氨的合成效率低，分離較困難，流程復(fù)雜。實際工業(yè)生產(chǎn)上此法已不采用了。</p><p><b>　　1.3 產(chǎn)品方案</b></p><p>　　產(chǎn)品的名稱：

45、氨(NH3)；</p><p>　　產(chǎn)品的質(zhì)量規(guī)格：液體純氨；</p><p>　　產(chǎn)品的規(guī)模：80 kt/a 液氨；</p><p>　　產(chǎn)品的包裝方式：氨為高壓低溫液體，合成后直接送到下一工段作為原料繼續(xù)生產(chǎn)，多余部分設(shè)立氨儲槽儲存起來。</p><p>　　1.4設(shè)計產(chǎn)品所需的主要原料規(guī)格、來源</p><p>

46、　　1.4.1主要原料來源</p><p>　　生產(chǎn)合成氨，首先必須制備氫、氮原料氣。</p><p>　　氮氣來源于空氣，可以在低溫下將空氣液化、分離而得，或者在制氫過程中直接加入空氣來解決。</p><p>　　氫氣來源于水或含有烴類的各種燃料，它取決于用什么方法制取。最簡便的方法是將水電解，但此法由于電能消耗大、成本高而受到限制。現(xiàn)在工業(yè)上普遍采用以焦炭、煤、

47、天然氣、重油等原料與水蒸汽作用的氣化方法。</p><p>　　1.4.2 主要原料規(guī)格</p><p>　　(1) 合成塔進口氣體組成</p><p>　　合成塔進口氣體組成包括氫氮比、惰性氣體含量與初始氨含量。當(dāng)氫氫比為3時，對于氨合成反應(yīng)，可得最大平衡氨含量，但從動力學(xué)角度分析，最適宜氫氨比隨氨含量的不同而變化。如果略去氫及氨在液氨中溶解損失的少量差異，氨合成

48、反應(yīng)氫與氮總是按3：1消耗，新鮮氣氫氮比應(yīng)控制為3，否則循環(huán)系統(tǒng)中多余的氫或氮就會積累起來，造成循環(huán)氣中氫氮比的失調(diào)。</p><p>　　惰性氣體(CH4、Ar)來源于新鮮原料氣，它們不參與反應(yīng)因而在系統(tǒng)中積累。惰性氣體的存在，無論從化學(xué)平衡還是動力學(xué)上考慮均屬有弊。但是，維持過低的惰氣含量又需大量排放循環(huán)氣導(dǎo)致原料氣消耗量增加。如果循環(huán)氣中惰性氣體含量一定，新鮮氣中惰性氣體含量增加，根據(jù)物料平衡關(guān)系，新鮮氣消

49、耗隨之增大。因此，循環(huán)氣中惰性氣體含量應(yīng)根據(jù)新鮮氣惰性氣體含量、操作壓力、催化劑活性等條件而定。由于原料氣制備與凈化方法不同，新鮮氣中惰性氣體含量也各個相同，循環(huán)氣中所控制的惰性氣體含量也有差異。</p><p>　　當(dāng)其它條件一定時，進塔氣體中氨含量越高，氨凈值越小，生產(chǎn)能力越低。初始氨含量的高低取決于氨分離的方法。對于冷凍法分離氨，初始氨含量與冷凝溫度和系統(tǒng)壓力有關(guān)。為過分降低冷凝溫度而過多地增加氨冷負荷在經(jīng)

50、濟上也并不可取。操作壓力300atm時，一般進塔氨含量控制在3.2～3.8％；150atm時，為2.0～3.2％。</p><p>　　(2) 硫化物和碳氧化物含量</p><p>　　無論那一種原料所得原料氣，都含有一定數(shù)量的硫化物。雖然原料氣中硫化物含量不高，但對合成氨生產(chǎn)危害卻很大。硫化物是各種催化劑的毒物，硫化氫能腐蝕設(shè)備管道。以烴類為原料的蒸汽轉(zhuǎn)化法制取原料氣，鎳催化劑對硫含量限

51、制十分嚴格，要求烴原料中總硫含量為0.5PPm(重量)以下。</p><p>　　為防止CO和CO2對催化劑的毒害，規(guī)定CO和CO2總含量不得多余20ppm[5]。</p><p>　　1.5生產(chǎn)中產(chǎn)生有害物質(zhì)和處理措施</p><p>　　中小型合成氨廠在生產(chǎn)過程中，常見的有毒有害物質(zhì)種類很多，多以氣體、蒸氣、霧、粉塵等狀態(tài)存在，其中有毒有害氣體是合成氨生產(chǎn)中最常

52、見的。</p><p>　　1.5.1 氨氣和液氨</p><p>　　氨氣是一種具有強烈刺激臭味的無色氣體, 易被液化成藍色液體。車間空氣中氨的最高容許濃度為30 毫克／米3。它對人的眼睛和呼吸器官有較大的傷害作用。氨中毒的癥狀首先是服粘膜和呼吸道粘膜受到刺激、胸感抑郁、胃痛、打噴嚏、流口水、周身有不舒服感。如在氨氣濃度不大的環(huán)境中，停留時間不長，而且能及時離開環(huán)境，到空氣新鮮的地方去，

53、上述的癥狀可漸漸消失。中毒嚴重時，會引起肺部腫脹導(dǎo)致死亡。氨氣刺激眼睛能引起角膜炎。因氨有氣味，故較好預(yù)防。</p><p>　　合成氨生產(chǎn)中合成工段經(jīng)常接觸的液體毒物有液氨、氨水等。液氨或氨水濺入眼內(nèi)，可造成眼睛嚴重損傷，出現(xiàn)眼瞼水腫，眼結(jié)膜迅速充血水腫，眼劇痛，角膜混濁，甚至因角膜潰瘍、穿孔而失明。接觸液氨和高濃度氣氨，可使皮膚引起類似強堿的嚴重灼傷，出現(xiàn)紅斑、水泡，甚至因吸收水分，使皮膚脂肪皂化而壞死。&l

54、t;/p><p>　　在正常生產(chǎn)過程中，有很少一部份氣態(tài)NH3無法回收，通過放空火炬燃燒掉就不會對環(huán)境造成影響。對于成品氨罐放空的氣態(tài)NH3可引入冰機中進行加壓冷凝，不僅回收了NH3，同時也不會造成環(huán)境的污染[3]。</p><p>　　1.5.2 合成氨廢水</p><p>　　合成氨生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水是COD的主要來源。比如，隔油池中廢水就含有COD。如果含有CO

55、D的廢水排放出去就會繁衍菌類、藻類，污染水源和土壤，更嚴重的是會造成污染滋生源，對環(huán)境造成更大的破壞。</p><p>　　要減少廢水和工藝冷凝液中的COD的排放，可改進生產(chǎn)工藝，使廢水排放減少，建設(shè)特生化處理裝置，進行廢水處理，使廢水中的COD含量達到國家控制標準[6]。</p><p>　　2 生產(chǎn)流程及生產(chǎn)方法的確定</p><p>　　2.1合成氨生產(chǎn)的特點

56、</p><p>　　氨的合成工段，其主要任務(wù)是在適宜的溫度、壓力和有觸媒催化的條件下，將經(jīng)過精制的氫氮混合氣體，在合成塔內(nèi)直接合成為氨。然后將所得的氣氨，從氫氮混合氣中經(jīng)冷卻冷凝成為液態(tài)氨分離出來。液氨由氨罐進入氨冷器蒸發(fā)為氣氨，送碳化崗位制取碳酸氫銨；或送硝酸車間制取硝酸和硝銨；或送硫銨車間制取硫酸銨；或?qū)⒁喊彼湍蛩剀囬g制取尿素等。未合成為氨的氫氮混合氣體繼續(xù)在合成系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)使用。</p>&l

57、t;p>　　合成氨生產(chǎn)的特點，概括起來有如下幾方面[7]：</p><p>　　(1)工藝流程長、設(shè)備管道多；(2)生產(chǎn)過程有高度的連續(xù)性；(3)各工序生產(chǎn)操作相互影響；(4)生產(chǎn)是在高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒、易灼傷的情況下進行的。</p><p>　　在整個合成氨生產(chǎn)過程中，合成氨生產(chǎn)比較復(fù)雜，始終存在著高溫、高壓、易燃、易爆、易中毒等危險因素，各種控制條件比較嚴格，稍有疏忽

58、就可能發(fā)生事故。同時，因生產(chǎn)工藝流程長、連續(xù)性強，設(shè)備長期承受高溫和高壓，還有內(nèi)部介質(zhì)的沖刷、滲透和外部環(huán)境的腐蝕等，各類事故發(fā)生率比較高，尤其是火災(zāi)、爆炸和重大設(shè)備事故經(jīng)常發(fā)生。但是，只要我們能充分認識這一客觀規(guī)律并掌握這一客觀規(guī)律就能做到安全生產(chǎn)，實現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。</p><p>　　因此，合成氨生產(chǎn)必須滿足高溫、高壓、高純度要求。在生產(chǎn)過程中有一系列化學(xué)反應(yīng)、傳熱、燃燒、分離等過程,溫度、壓力、濃度等因素都

59、影響反應(yīng)的進行,這些因素又受到設(shè)備質(zhì)量、水質(zhì)、煤質(zhì)、季節(jié)、氣候、操作水平、調(diào)度與管理的影響,這樣就形成了合成氨生產(chǎn)工藝過程、設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作管理與生產(chǎn)技術(shù)的復(fù)雜性。</p><p>　　2.2 氨合成過程的基本工藝步驟 </p><p>　　實現(xiàn)氨合成的循環(huán)，必須包括如下幾個步驟[4]：氮氫原料氣的壓縮并補入循環(huán)系統(tǒng)；循環(huán)氣的預(yù)熱與氨的合成；氨的分離；熱能的回收利用；對未反應(yīng)氣體補充壓力并循

60、環(huán)使用，排放部分循環(huán)氣以維持循環(huán)氣中惰性氣體的平衡等。</p><p>　　由于采用壓縮機的型式、氨分冷凝級數(shù)、熱能回收形式以及各部分相對位置的差異，而形成不同的工業(yè)生產(chǎn)流程，但實現(xiàn)氨合成過程的基本工藝步驟是相同的。</p><p>　　(1)氣體的壓縮和除油</p><p>　　為了將新鮮原料氣和循環(huán)氣壓縮到氨合成所要求的操作壓力，就需要在流程中設(shè)置壓縮機。當(dāng)使用

61、往復(fù)式壓縮機時，在壓縮過程中氣體夾帶的潤滑油和水蒸汽混合在一起，呈細霧狀懸浮在氣流中。氣體中所含的油不僅會使氨合成催化劑中毒、而且附著在熱交換器壁上，降低傳熱效率，因此必須清除干凈。除油的方法是壓縮機每段出口處設(shè)置油分離器，并在氨合成系統(tǒng)設(shè)置濾油器。若采用離心式壓縮機或采用無油潤滑的往復(fù)式壓縮機，氣體中不含油水，可以取消濾油設(shè)備，簡化了流程。</p><p>　　(2)氣體的預(yù)熱和合成</p>&l

62、t;p>　　壓縮后的氫氮混合氣需加熱到催化劑的起始活性溫度，才能送入催化劑層進行氨合成反應(yīng)。在正常操作的情況下，加熱氣體的熱源主要是利用氨合成時放出的反應(yīng)熱，即在換熱器中反應(yīng)前的氫氮混合氣被反應(yīng)后的高溫氣體預(yù)熱到反應(yīng)溫度。在開工或反應(yīng)不能自熱時，可利用塔內(nèi)電加熱爐或塔外加熱爐供給熱量。</p><p><b>　　(3)氨的分離</b></p><p>　　進入

63、氨合成塔催化層的氫氮混合氣，只有少部分起反應(yīng)生成氨，合成塔出口氣體氨含量一般為10～20％，因此需要將氨分離出來。氨分離的方法有兩種，一是水吸收法；二是冷凝法，將合成后氣體降溫，使其中的氣氮冷凝成液氨，然后在氨分離器中，從不凝氣體中分離出來。</p><p>　　目前工業(yè)上主要采用冷凝法分離循環(huán)氣中的氨。以水和氨冷卻氣體的過程是在水冷器和氨冷器中進行的。在水冷器和氨冷器之后設(shè)置氨分離器，把冷凝下來的液氨從氣相中分

64、離出來，經(jīng)減壓后送至液氮貯槽。在氨冷凝過程，部分氫氮氣及惰性氣體溶解在液氨中。當(dāng)液氨在貯槽內(nèi)減壓后，溶解的氣體大部分釋放出來，通常稱為“貯罐氣”。</p><p><b>　　(4)氣體的循環(huán)</b></p><p>　　氫氮混合氣經(jīng)過氨合成塔以后，只有一小部分合成為氨。分離氨后剩余的氫氮氣，除為降低情性氣體含量而少量放空以外，與新鮮原料氣混合后，重新返回合成塔，再進

65、行氨的合成，從而構(gòu)成了循環(huán)法生產(chǎn)流程。由于氣體在設(shè)備、管道中流動時，產(chǎn)生了壓力損失。為補償這一損失，流程中必須設(shè)置循環(huán)壓縮機。循環(huán)機進出口壓差約為20～30大氣壓，它表示了整個合成循環(huán)系統(tǒng)阻力降的大小。</p><p>　　(5)惰性氣體的排除</p><p>　　氨合成循環(huán)系統(tǒng)的情性氣體通過以下三個途徑帶出：(1)一小部分從系統(tǒng)中漏損；(2)一小部分溶解在液氨中被帶走；(3)大部分采用放

66、空的辦法，即間斷或連續(xù)地從系統(tǒng)中排放。</p><p>　　在氨合成循環(huán)系統(tǒng)中，流程中各部位的惰性氣體含量是不同的，放空位置應(yīng)該選擇在惰性氣體含量最大而氨含量最小的地方，這樣放空的損失最小。由此可見，放空的位置應(yīng)該在氨已大部分分離之后，而又在新鮮氣加入之前。放空氣中的氨可用水吸收法或冷凝法加以回收，其余的氣體一股可用作燃料。也可采用冷凝法將放空氣中的甲烷分離出來，得到氫、氮氣，然后將甲烷轉(zhuǎn)化為氫，回收利用，從而降

67、低原料氣的消耗。</p><p>　　有些工廠設(shè)置二循環(huán)合成系統(tǒng)，合成系統(tǒng)放空氣進入二循環(huán)系統(tǒng)的合成塔，繼續(xù)進行合成反應(yīng)，分離氨后部分情性氣體放空，其余部分在二循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)。這樣，提高了放空氣中惰性氣體含量，從而減少了氫氮氣損失。</p><p>　　(6)反應(yīng)熱的回收利用</p><p>　　氨的合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，必須回收利用這部分反應(yīng)熱。目前回收利用反應(yīng)熱

68、的方法主要有以下幾種：</p><p>　　(1) 預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣。在塔內(nèi)設(shè)置換熱器，用反應(yīng)后的高溫氣體預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣，使其達到催化劑的活性溫度。這種方法簡單，但熱量回收不完全。目前小型氨廠及部分中型氨廠采用此法回收利用反應(yīng)熱。</p><p>　　(2) 預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和副產(chǎn)蒸汽。既在塔內(nèi)設(shè)置換熱器預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣，又利用余熱副產(chǎn)蒸汽。按副產(chǎn)蒸汽鍋爐安裝位置

69、的不同，可分為塔內(nèi)副產(chǎn)蒸汽合成塔(內(nèi)置式)和塔外副產(chǎn)蒸汽合成塔(外置式)兩類。目前一般采用外置式，該法熱量回收比較完全，同時得到了副產(chǎn)蒸汽，目前中型氮廠應(yīng)用較多。 </p><p>　　(3)預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和預(yù)熱高壓鍋爐給水。反應(yīng)后的高溫氣體首先通過塔內(nèi)側(cè)換熱器預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣，然后再通過塔外的換熱器預(yù)熱高壓鍋爐給水。此法的優(yōu)點是減少了塔內(nèi)換器的面積，從而減小了塔的體積，同時熱能回收完全。目前大型合

70、成氨廠一般采用這種方法回收熱量。用副產(chǎn)蒸汽及預(yù)熱高壓鍋爐給水方式回收反應(yīng)熱時，生產(chǎn)一噸氨一般可回收0.5～0.9噸蒸汽。</p><p>　　2.3氨合產(chǎn)工藝的選擇</p><p>　　考慮氨合成工段的工藝和設(shè)備問題時，必須遵循三個原則：一是有利于氨的合成和分離；二是有利于保護催化劑，盡量延長使用壽命；三是有利于余熱回收降低能耗。</p><p>　　氨合成工藝選擇

71、主要考慮合成壓力、合成塔結(jié)構(gòu)型式及熱回收方法。氨合成壓力高對合成反應(yīng)有利, 但能耗高。中壓法技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟性比較好，在15～30Pa的范圍內(nèi)，功耗的差別是不大的，因此世界上采用此法的很多。 一般中小氮肥廠多為32MPa , 大型廠壓力較低,為10～20MPa。由于近來低溫氨催化劑的出現(xiàn), 可使合成壓力降低。</p><p>　　合成反應(yīng)熱回收是必需的, 是節(jié)能的主要方式之一。除盡可能提高熱回收率,多產(chǎn)蒸汽外,

72、 應(yīng)考慮提高回收熱的位能, 即提高回收蒸汽的壓力及過熱度。高壓過熱蒸汽的價值較高, 當(dāng)然投資要多, 根據(jù)整體流程統(tǒng)一考慮。</p><p>　　本次設(shè)計選用中壓法（壓力為32MPa）合成氨流程，采用預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和副產(chǎn)蒸汽的方法回收反應(yīng)熱，塔型選擇見設(shè)備選型部分。</p><p><b>　　3 生產(chǎn)流程簡述</b></p><p>　

73、　氣體從冷交換器出口分二路、一路作為近路、一路進入合成塔一次入口，氣體沿內(nèi)件與外筒環(huán)隙向下冷卻塔壁后從一次出口出塔，出塔后與合成塔近路的冷氣體混合，進入氣氣換熱器冷氣入口，通過管間并與殼內(nèi)熱氣體換熱。升溫后從冷氣出口出來分五路進入合成塔、其中三路作為冷激線分別調(diào)節(jié)合成塔。二、三、四層(觸媒)溫度，一路作為塔底副線調(diào)節(jié)一層溫度，另一路為二入主線氣體，通過下部換熱器管間與反應(yīng)后的熱氣體換熱、預(yù)熱后沿中心管進入觸媒層頂端，經(jīng)過四層觸媒的反應(yīng)后

74、進入下部換熱器管內(nèi)，從二次出口出塔、出塔后進入廢熱鍋爐進口，在廢熱鍋爐中副產(chǎn)25MPa 蒸氣送去管網(wǎng)，從廢熱鍋爐出來后分成二股，一股進入氣氣換熱器管內(nèi)與管間的冷氣體換熱，另一股氣體進入鍋爐給水預(yù)熱器在管內(nèi)與管間的脫鹽，脫氧水換熱，換熱后與氣氣換熱器出口氣體會合，一起進入水冷器。在水冷器內(nèi)管被管外的循環(huán)水冷卻后出水冷器，進入氨分離器，部分液氨被分離出來，氣體出氨分離器，進入透平循環(huán)機入口，經(jīng)加壓后進入循環(huán)氣濾油器出來后進入冷交換器熱氣進口

75、。在冷交換器管內(nèi)被管間的冷氣體換熱，冷卻后出冷交換器與壓縮送來經(jīng)過新鮮氣濾油器的新鮮氣氫氣、氮氣會合進入氨冷器，被液氨蒸發(fā)</p><p>　　圖3-1 工藝流程圖</p><p><b>　　4 工藝計算</b></p><p><b>　　4.1 原始條件</b></p><p>　?。?）年

76、產(chǎn)量80kt，年生產(chǎn)時間扣除檢修時間后按310天計，則產(chǎn)量為：10.7527t/h </p><p>　?。?）新鮮補充氣組成</p><p>　　表4-1 新鮮補充氣組成</p><p>　?。?）合成塔入口中氨含量：NH3入=2.5%</p><p>　?。?）合成塔出口中氨含量：NH3出=13.2%</p><p&g

77、t;　?。?）合成塔入口惰性氣體含量：CH4 +Ar=17%</p><p>　　（6）合成塔操作壓力：32Mpa</p><p>　?。?）精練氣溫度：35℃</p><p><b>　?。?？？？？？？</b></p><p><b>　　4.2 物料衡算</b></p><p

78、>　　4.2.1 合成塔物料衡算</p><p>　?。?）合成塔入口氣組分：</p><p>　　入塔氨含量: y5NH3=2.5％;</p><p>　　入塔甲烷含量：y5CH4=17.00％×1.2/（1.2+0.3）×100％=13.6％；</p><p>　　入塔氫含量：y5H2=［100-（2.5+17）

79、］×3/4×100％=60.375％；</p><p>　　入塔氬含量：y5Ar=17％-13.6％=3.4％；</p><p>　　入塔氮含量：y5N2=［100 -（2.5+17）］×1/4×100％=20.125％</p><p>　　表4-2 入塔氣組分含量（％）</p><p>　?。?）合

80、成塔出口氣組分：</p><p>　　以1000kmol入塔氣作為基準求出塔氣組分，</p><p>　　由下式計算塔內(nèi)生成氨含量：MNH3=M5 (y8NH3-y5NH3)/ (1+y8NH3) =1000(0.132- 0.025)/ (1+0.132) =94.523kmol</p><p>　　出塔氣量: M8=入塔氣量—生成氨含量=1000-94.

81、523=905.477kmol</p><p>　　出塔氨含量： y8NH3=13.2％</p><p>　　出塔甲烷含量：y8CH4=(M5/M8)×y5CH4=(1000/905.477)×13.6％=15.2％</p><p>　　出塔氬含量： y8Ar=(M5/M8)×y5Ar=1000/905.477×3.4％=

82、3.754％</p><p>　　出塔氫含量： y8H2=3/4(1-y8NH3-y8CH4-y8Ar)×100％</p><p>　　=3/4(1-0.132-0.152-0.03754)×100％=50.8845％</p><p>　　出塔氮含量： y8N2=1/4(1-0.132-0.152-0.03754)×100％=16.

83、9615％</p><p>　　表4-3 出塔氣體組分含量（％）</p><p><b>　?。?）合成率：</b></p><p>　　合成率=2MNH3/［M5(1-y5NH3-y5CH4-y5Ar)］×100％</p><p>　　=2×94.523/［1000×(1-0.025-0

84、.17)］×100％=23.484％</p><p>　　4.2.2氨分離器氣液平衡計算</p><p>　　表4-5 已知氨分離器入口混合物組分m(i)</p><p>　　查t=35℃，P=29.1MPa時各組分平衡常數(shù)：</p><p>　　表4-6 各組分平衡常數(shù)</p><p>　　設(shè)（V/L）

85、=11.1時，帶入L×(i)=m(i)/［1+(V/L)×K(i)］=L(i):</p><p>　　LNH3=mNH3/［1+(V/L)×KNH3］=0.07903Kmol</p><p>　　LCH4= mCH4/［1+(V/L)×KCH4］=0.00143 Kmol</p><p>　　LAr=mAr/［1+(V/L)&

86、#215;KAr］=0.00013 Kmol</p><p>　　LH2=mH2/［1+(V/L)×KH2］=0.0163Kmol</p><p>　　LH2=mN2)/［1+(V/L)×KN2］=0.00043 Kmol</p><p>　　L總= L(NH3)+ L(CH4)+ L(Ar)+ L(Ar)+ L(H2)+ L(N2)=0.082

87、64 Kmol</p><p>　　分離氣體量：V=1-L=1-0.08264=0.91736 Kmol</p><p>　　計算氣液比：（V/L）＇=0.91739/0.08261=11.1005</p><p>　　誤差［（V/L）-（V/L）＇］/（V/L）=（11.10-11.1005）/11.10×100％=0.0047％，結(jié)果合理。</p

88、><p>　　從而可計算出液體中各組分含量：</p><p>　　液體中氨含量： xNH3=LNH3/L=0.07899/0.08261×100％=95.631％</p><p>　　液體中氬含量： xAr=LAr/L=0.000013/0.08261×IOO％=0.152％</p><p>　　液體中甲烷含量：xCH4=

89、LCH4/L=0.00143/0.08261×100％=1.725％</p><p>　　液體中氫含量: xH2=LH2/L=0.00163/0.08261×100％=1.969％</p><p>　　液體中氮含量： xN2=LH2/L=0.00043/0.08261×100％=0.524％</p><p>　　表4-7 氨分離

90、器出口液體含量</p><p><b>　　分離氣體組分含量：</b></p><p>　　氣體氨含量： yNH3=［mNH3-LNH3］/V=8.23％</p><p>　　氣體甲烷含量： yCH4=［mCH4-LCH4］/V=15.86％</p><p>　　氣體氬含量： yAr=［mAr-LAr］/V

91、=3.93％</p><p>　　氣體氫含量： yH2=［mH2-LH2］/V=53.93％</p><p>　　氣體氮含量： yN2=［mN2-LN2］/V=18.06％</p><p>　　表4-8 氨分離器出口氣體含量（％）</p><p>　　4.2.3冷交換器氣液平衡計算</p><p>　　查

92、t=-10℃,p=28.3MPa的平衡常數(shù)：</p><p>　　表4-9 各組分的平衡常數(shù)</p><p>　　冷交換器出口液體組分含量：</p><p>　　出口液體甲烷含量： xCH4=yCH4/ KCH4=0.427％</p><p>　　出口液體氨含量： xNH3=yNH3/ KNH3=98.425％</p>

93、<p>　　出口液體氬含量: xAr=yAr/ KAr=0.068％</p><p>　　出口液體氫含量: xH2=yH2/ KH2=0.825％</p><p>　　出口液體氮含量: xN2=yN2/ KN2=0.258％</p><p>　　表4-10 冷交換器出口液體組分含量（％）</p><p>

94、;　　4.2.4液氨貯槽氣液平衡計算</p><p>　　由于氨分離器液體和冷交換器出口分離液體匯合后進入液氨貯槽經(jīng)減壓后溶解在液氨中的氣體會解吸，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數(shù)。</p><p>　　G％=（1+y5NH3）×(y8NH3-yNH3)/(( y8NH3- y5NH3)×(1- yNH3))</p><

95、p>　　=[(1+0.025）×（0.132-0.09371）]/ [（0.132-0.025）×（1-0.13741）]</p><p><b>　　=57.588％</b></p><p>　　水冷后分離液氨占總量的57.588％冷交，氨冷后分離液氨占總量的42.412％。</p><p>　　液氨貯槽入口1Kmo

96、l液體計算為準，即L0=1Kmol，入口液體混合后組分含量：</p><p>　　m(0i)=L(15)X15i+L16X16i</p><p>　　= G％L0X15i+(1- G％)X16i</p><p>　　=0.57588X15i+0.42412X16i</p><p>　　混合后入口氨含量： m0NH3=0.57588×

97、0.9563+0.42412×0.9842=0.96816</p><p>　　混合后入口甲烷含量: m0CH4=0.57588×0.01724+0.42412×0.004274=0.01174</p><p>　　混合后入口氬含量: m0Ar=0.57588×0.001516+0.42412×0.0006787=0.00116</

98、p><p>　　混合后入口氫含量： m0H2=0.57588×0.01969+0.42412×0.00825=0.01484</p><p>　　混合后入口氮含量： m0N2=0.57588×0.005237+0.42412×0.002578=0.00411</p><p>　　表4-11 液氨貯槽入口液體含量</p>

99、;<p>　　當(dāng)t=17℃，P=1.568MPa時，計算得熱平衡常數(shù)：</p><p>　　表4-12 各組分的平衡常數(shù)</p><p>　　根據(jù)氣液平衡L(i)=m(0i)/[1+(V/L)k(i)],設(shè)(V/L)=0.05,代入上式得:</p><p>　　出口液體氨含量： LNH3=m0NH3/[(1+(V/L)×kNH3]<

100、/p><p>　　=0.968161/(1+0.05×0.598)=0.94005 Kmol</p><p>　　出口液體甲烷含量：LCH4=m0CH4/[ 1+(V/L)×kCH4]</p><p>　　=0.011744/(1+0.005×170)=0.00124 Kmol</p><p>　　出口液體氬含量：

101、 LAr=m0Ar/[ 1+(V/L)×kAr]</p><p>　　=0.001161/(1+0.05×540)=0.00004 Kmol</p><p>　　出口液體氫氣含量：LH2=m0H2/[ 1+(V/L)×kH2]</p><p>　　=0.014839/(1+0.05×575)=0.0005 Kmol</p

102、><p>　　出口液體氮氣含量：LN2=m0N2/[ 1+(V/L)×kN2]</p><p>　　=0.004109/(1+0.05×620)=0.00013 Kmol</p><p>　　L(總)=0.94196,V=1-0.94196=0.058Kmol,(V/L) ＇=V/L=0.062,誤差 =(0.062-0.05)/0.05=-0.23

103、2％，假定正確。</p><p>　　出口液體組分含量： </p><p>　　出口液體氨含量： xNH3=LNH3/L=0.94/0.942×100％=99.798％</p><p>　　出口液體甲烷含量： xCH4=LCH4/L=0.00124/0.942×100％=0.131％</p><p>　　出口液體氬含量

104、： xAr=LAr/L=0.00004/0.942×100％=0.004％</p><p>　　出口液體氫氣含量： xH2=LH2/L=0.0005/0.942×100％=0.053％</p><p>　　出口液體氮氣含量： xN2=LN2/L=0.00013/0.942×100％=0.014％</p><p>　　表4-13 液

105、氨貯槽出口液氨組分（％）</p><p>　　出口弛放氣組分含量：</p><p>　　弛放氣氨含量： yNH3=(M0NH3-LNH3)/V=(0.96816-0.94)/0.058×100％=48.427％</p><p>　　弛放氣甲烷含量：yCH4=(M0CH4-LCH4)/V=(0.01174-0.00124)/0.058×100％=1

106、8.104％</p><p>　　弛放氣氬含量： yAr=(M0 Ar-LAr)/V=(0.00116-0.00004)/0.058×100％=1.929％</p><p>　　弛放氣氫氣含量：yH2=(M0H2-LH2)/V=(0.01484-0.0005)/0.058×100％=24.707％</p><p>　　弛放氣氮氣含量： yN2=(

107、M0N2-LN2)/V=(0.00411-0.00013)/0.058×100％=6.857％</p><p>　　表4-14 出口弛放氣組分含量（％）</p><p>　　4.2.5液氨貯槽物料計算</p><p>　　以液氨貯槽出口一噸純液氨為基準折標立方米計算液氨貯槽出口液體量</p><p>　　L(19)=1000

108、15;22.4/(0.99798×17)=1320.317m３</p><p>　　其中 NH3 L(19NH3)=L(19NH3)×X(19NH3)=1320.317×99.798﹪=1317.647 m３</p><p>　　CH4 L(19CH4)=L(19CH4)×X(19CH4)=1320.317×0.131﹪=1.733

109、 m３</p><p>　　Ar L(19Ar)=L(19Ar)×X(19Ar)=1320.317×0.004﹪=0.058 m３</p><p>　　H2 L(19H2)=L(19H2)×X(19H2)=1320.317×0.053﹪=0.0699 m３</p><p>　　N2 L(19N2)=L(19N

110、2)×X(19N2)=1320.317×0.014﹪=0.18 m３</p><p>　　液氨貯槽出口弛放氣（V/L）=0.062</p><p>　　V(20)=0.062×L(19)=0.062×1320.317=81.355 m３</p><p>　　其中　NH3 V(20NH3)=V(20NH3)×y(20

111、NH3)=81.355×48.427﹪=39.398 m３</p><p>　　CH4 V(20CH4)=V(20CH4)×y(20CH4)=81.355×18.104﹪=14.728 m３</p><p>　　Ar V(20Ar)=V(20Ar)×y(20Ar)=81.355×1.929﹪=1.569 m３</p>&

112、lt;p>　　H2 V(20H2)=V(20H2)×y(20H2)=81.355×24.707﹪=20.101 m３</p><p>　　N2 V(20N2)=V(20N2)×y(20N2)=81.355×6.857﹪=5.579 m３</p><p>　　液氨貯槽出口總物料=L(19)+ V(20)=1320.317+81.355=1

113、401.627 m３</p><p><b>　　液氨貯槽進口液體：</b></p><p>　　由物料平衡，入槽總物料=出槽總物料，L(21)=L(19)+V(20)=1401.627 m３</p><p>　　入口液體各組分含量計算:L(21i)= L(19i) + V(20i)</p><p>　　其中 NH3

114、L(21NH3)=1317.647+39.398=1357.045 m３</p><p>　　CH4 L(21CH4)=1.733 +14.728 =16.461 m３</p><p>　　Ar L(21Ar)=0.058 +1.569 =1.627 m３</p><p>　　H2 L(21H2)=0.699 +20.101= 20.8 m３</p&