物料衡算部分模板

1、4。1物料衡算產(chǎn)品組成剖析工廠設(shè)計(jì)為年產(chǎn)精甲醇20萬(wàn)噸,動(dòng)工時(shí)間為每年330天,采用連續(xù)操作，則每小時(shí)精甲醇的產(chǎn)量為25.25（=200，000/330/24）噸,即25。25t/h。精餾工段經(jīng)過(guò)三塔高效精餾工藝，精甲醇的純度可達(dá)到99.9%，三塔精餾工藝中甲醇的收率達(dá)97。則入預(yù)精餾塔的粗甲醇中甲醇量25。25/0。97=26.03t/h.由粗甲醇的組成通過(guò)計(jì)算可得下表：表2粗甲醇組成組分百分比產(chǎn)量甲醇93。40%813。50kmol/h即18222。40m3/h二甲醚0.422.53kmol/h即57.00m3/h高級(jí)醇（以異丁醇計(jì))0。26%0.98kmol/h即21.94m3/h高級(jí)烷

2、烴(以辛烷計(jì))0。320。78kmol/h即17。52m3/h水5.686.72kmol/h即1942。36m3/h粗甲醇10027。87t/h注；設(shè)計(jì)中的體積都為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下計(jì)算方法：粗甲醇=26。03/0.9340=27。87t/h二甲醚=27。870。42=117.05kg/h即2.53kmol/h,57.00m3/h高級(jí)醇（以異丁醇計(jì))=27。870.26%=72。48kg/h即0.98kmol/h,21.94m3/h高級(jí)烷烴(以辛烷計(jì))=27。870。32=89.22kg/h即0.78kmol/h，17.52m3/h水=27。875。6=1561.28kg/h即86。72kmol/h，

3、1942.36m3/h4.1。2合成工段（1)合成塔中發(fā)生的反響:主反響CO+2H2=CH3OH(1）CO+3H=CHOH+HO(2）2232副反響2CO+4H2322（）=(CHO)+HO3CO+3H2=CH+HO(4）424CO+8H2=C4H9OH+3H2O（5）8CO+17H2=C18H18+8H2O（6)CO+H=CO+HO（7）222（2）粗甲醇的合成工業(yè)生產(chǎn)中測(cè)得低壓時(shí),每生產(chǎn)一噸粗甲醇就會(huì)產(chǎn)生1.52m3(標(biāo)態(tài)）的甲烷，即設(shè)計(jì)中每小時(shí)甲烷產(chǎn)量為1。90kmol/h，42。38m3/h。由于甲醇入塔氣中水含量很少，忽略入塔氣帶入的水。由反響(3）、（4)、（5）、（6）得出反響(

4、2）、（7）生成的水分為;86。721.902。540。9830.788=73.06kmol/h由于合成反響中甲醇主要由一氧化碳合成，二氧化碳主要發(fā)生逆變反響生成一氧化碳，且入塔氣中二氧化碳的含量一般不高出5%，所以計(jì)算中忽略反響（2)。則反響（7）中二氧化碳生成了73。06kmol/h，即1636。54m3/h的水和一氧化碳。(計(jì)算水汽變換反應(yīng)）（3）粗甲醇中的溶解氣體量粗甲醇中氣體溶解量查表5Mpa、40時(shí)，每一噸粗甲醇中溶解其他組成以下表:表3噸粗甲醇中合成氣溶解情況（已知)氣體H2COCO2N2ArCH4溶解量（m3/t粗甲醇）4。3640.8157.7800。3650。2431。68

5、0則粗甲醇中的溶解氣體量為：H2=27。874.364=121.64m3/h即5。44kmol/hCO=27.870。815=22.72m3/h即1。02kmol/hCO2=27.877。780=216.84m3/h即9.68kmol/hN2=27。870.365=10.18m3/h即0。46kmol/hAr=27。870.243=6.78m3/h即0.30kmol/hCH4=27。871。680=46.82m3/h即2.10kmol/h(4）粗甲醇中甲醇擴(kuò)散損失40時(shí),液體甲醇中釋放的溶解氣中，每立方米含有37014g的甲醇,假定減壓后液相中除二甲醚外，其他氣體全部釋放出，則甲醇擴(kuò)散損失：G

6、=（121。64+22.72+216.84+10。18+6。78+46.82）0。03714=15.80kg/h即0.50kmol/h，11。04m3/h（5）合成反響中各氣體的耗資和生成情況表4弛放氣組成（已知給定條件）氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成0.6181。82%9.16%3。113.21%0。821。89表5合成反響中耗資原料情況(生成甲醇、異丁醇、二甲醚等所耗資）耗資項(xiàng)單位耗資原料氣組分COCO2H2N2Ar反響（1）m3/h16585。8633171.72反響（3）m3/h114.00228。00反響（4）m3/h42。38127。14反響(5）m3/h87.74

7、175.52反響（6）m3/h140.20297.50反響(7）m3/h（1636.54）1636.541636.54注：括號(hào)內(nèi)的為生成量；反響（1）項(xiàng)不包括擴(kuò)散甲醇和弛放氣中甲醇耗資的原料襟懷表6合成反響中生成物情況（依照上述兩個(gè)表計(jì)算出)生成項(xiàng)單位生成物組分CH4CH3OH（CH3O）2C4H9OHC18H18H2O反響（1)m3/h16585.86反響（3）m3/h57。0057。00反響（4）m3/h42。3842.38反響(5)m3/h21.9465.80反響（6）m3/h17.52140.20反響（7）m3/h1636。54表7其他情況原料氣耗資(包括甲醇中溶解、擴(kuò)散的甲醇、馳放氣

8、體、馳放氣中的甲醇）耗資項(xiàng)單位耗資原料氣組分COCO2H2N2ArCH4粗甲醇中溶解m3/h22。72216.84121。6410.186。7846.82擴(kuò)散的甲醇m3/h11。0422。10弛放氣m3/h9.16%3。81。203。210。82%1。89%G11%GGGGG馳放氣中甲醇m3/h0.61%1。22%GG注：G為馳放氣的量，m3/h。（6）新鮮氣和弛放氣襟懷確實(shí)定CO的各項(xiàng)耗資總和=新鮮氣中CO的量，即16585。86+114。00+42。38+87.74+140。201636.54+22.72+11.04+0。61%G+9。16G=15367。40+9。77%G同理，原料氣中其

9、他各氣體的量=該氣體的各項(xiàng)耗資總和,由此可得新鮮氣體中各氣體流量，以下表：表8新鮮氣組成（新鮮襟懷等于馳放襟懷與產(chǎn)物及其他耗資量）組分單位COCO2H2N2ArCH4襟懷m3/h15367。401853。35780。54+10。18+6.78+4.44+9.77G38+3.1182.42G3.21%G0。82%G1。89%G%G新鮮氣m3/h53022.72+1.0183G新鮮氣中惰性氣體（N2+Ar）百分比保持在0.42，反響過(guò)程中惰性氣體的量保持不變，(N2+Ar)=16.96+4。03G，則：53022.72+1。0183G）0.42%=16.96+4.03G（新鮮氣中的惰性氣體N2+A

10、r等于馳放氣和溶解在甲醇中的氣體的量,據(jù)此求出馳放氣體積）解得G=5711.20m3/h,即弛放氣的量為5711。20m3/h，由G可獲得新鮮氣的量58838.44m3/h由弛放氣的組成可得出下表表9弛放氣組成（計(jì)算各組分的襟懷）氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成0.61%81。829。16%3。11%3.210.821。89襟懷m3/h34.844637。48523.14177。64183。3246.86107。92表10新鮮氣組成（依照馳放氣與其他耗資算出)氣體CH4H2COCO2N2Ar組成0.1968。8127.07%3.450。330。09襟懷m3/h112。364048

11、7.7215925.382031。02193。5053.62(7）循環(huán)氣襟懷確實(shí)定G1=G3+G4+G5+G6G7G8式中：G1為出塔氣襟懷;G3新鮮氣襟懷；G4循環(huán)氣襟懷；G5主反響生成襟懷；G6副反響生成襟懷；G7主反響耗資襟懷；G8副反響耗資襟懷；G5=16585.86（產(chǎn)品中甲醇)+11。04（擴(kuò)散甲醇）+0.61%5711。20（馳放氣中甲醇）=16631.74m3/hG6=57.00（二甲醚）+57。00（二甲醚副產(chǎn)水）+42。38（甲烷）+42。38（甲烷副產(chǎn)水）+21.94（異丁醇）+65。80（異丁醇副產(chǎn)水）烷副產(chǎn)水）+1636。54（二氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)橐谎趸迹?17。52（辛

12、烷）+140。20(辛+1636。54（副產(chǎn)水）=3717。30m3/hG7=（16585.86（產(chǎn)物中甲醇耗資一氧化碳)+3317。72(產(chǎn)物中甲醇耗資氫氣）+（11.04（擴(kuò)散甲醇耗資CO）+22。08（擴(kuò)散甲醇耗資H2）+0.61%5711.203(馳放氣中甲醇耗資CO和H2）=49895。22m3/hG8=114.00+228。00+42.38+127.14+87.74+175.48+140。20+297.94+1636.54+1636.54=4485.96m3/h已知出塔氣中甲醇含量為5。84(已知條件?），則（G40。61+5711.200.61%+16585.86+11。04）/

13、G1=0。0584解得G4=289947。38m3/h表11循環(huán)氣組成(循環(huán)氣組成與馳放氣相同）氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成0。61%81.82%9。16%3。11%3。21%0。821。89襟懷m3/h1768.68235437。2826559。189017。369037。322377。585480.00（8)循環(huán)比，CO及CO2單程轉(zhuǎn)變率確實(shí)定循環(huán)比R=G4/G3=289947.38/58838。44=4.93（循環(huán)比過(guò)去為3.56)CO單程轉(zhuǎn)變率：（15344.68+69.68）/（15925。38+26559。18)=0。3620（主、副反響耗資CO除以入塔氣CO)即

14、36。2%（過(guò)去為10-15%，給定條件不合理)CO2單程轉(zhuǎn)變率：1636.54/(2031.02+9017.36）=0。1481即14.81%（9）入塔氣和出塔氣組成G1=G3+G4+G5+G6G7G8=314845。88m3/h=14055。62kmol/hG2=G3+G4=348785。80m3/h=15570.80kmol/hG2為入塔氣襟懷表12入塔氣組成（新鮮氣加循環(huán)氣)氣體CH3OHH2COCO2N2ArCH4組成0.0679.1112。18%3.172。72%0.701。60%氣m3/h1768。68275924。5642484.5611048.389500.822431。20

15、5592.36量kmol/h8。8812318。081896。64493。24424。14108.54257.66表13出塔氣組成（甲醇給定，其他計(jì)算）氣體組成氣m3/h量kmol/hH276.29240196。4210723.06CO8。61%27105。041210。04CO22。93%9234.22412。24N23。02%9500.82424。14CH3OH5。84%18400。42821。44CH41.795634.74251。52Ar0.772431.20108.54H2O0。621941.5286。68計(jì)算過(guò)程：（a）入塔氣CO=循環(huán)氣中CO+新鮮氣中CO即:15925.38+26559.18=42484。56m3/h.同理可得其他氣體襟懷；(b)出塔氣中CO=入塔氣中CO反響耗資的CO+反響中生成的CO即42484。5616585.86114.0042。3887.74140。2011.045711。200。61+1636.54=27105。04m3/h同理可得其他氣體量。（10)甲醇分別器出口氣體組成確實(shí)定分別器出口氣體組分=循環(huán)氣氣體組分+弛放氣氣體組分則分別器出口氣體中CO襟懷