合成氨变换设计基本程序
催化剂用量计算:
合成氨变换设计基本程序
确定工艺流程:题设采用中变流程,主要是希望简单一些,但很难做到使工艺流程最先进。 流程主要包括:
变换炉,一般采用3段,可采用1~2段间采用水冷激,2~3段间采用间接换热(中间换热器)的方式;设热水饱和塔、主热交换器、中间热交换器,水加热器、软水加热器、冷凝器; 变换炉建议参数:320℃入,进出口温差30℃左右,出口平衡温距(差)20℃,依此确定汽气比。
汽气比的估算:
首先计算出实际变换率:教材P49,2-33式(或手册P72);
然后按照手册P99计算。
可首先假设蒸汽比,再根据转化率求出出口组成(湿基),求出平衡常数,查出对应温度,与假设温度对比,看是否在合理的平衡温距范围内,否则重设。或者先设定平衡温距,再根据选定的出口温度求得平衡常数,将平衡常数表达为组成表达方式,将出口组成表达成进口量加上反应变化量的方式即可求得水蒸气加入量
注意:如果采用水冷激时流程,求得的蒸汽比中包含补加蒸汽和冷激水两部分,实际添加蒸汽量要小于此数。
T-X图的绘制:
按手册,平衡线采用平衡温度计算绘出,再根据平衡温度计算最适宜温度绘制在同一图中,然后将各操作线和冷却线作于同一图中(与计算穿插进行),通过图可以看出计算和选择合理与否。
催化剂选用:
中变催化剂,尽量选用温度低些的,看教材,如选用BMC,但缺相关数据,可采用B109数据代替。
催化剂用量计算:
两种方法,严格的需采用动力学方程式进行计算,但工作量较大,也可采用空速计算或经验方法计算,可参见手册P102。
物料和热量衡算:要求全部计算
设备计算:
变换炉,计算催化剂用量,确定直径和高度
换热器,计算一个;
塔:目前大多是采用填料塔,不计算填料高度。
管道直径计算,根据实际流量和所选择的流速计算出所需管道直径然后圆整成为标准管径。
结果要求采用法定计量单位表达,如果计算过程中由于公式和算图等的原因采用了其他计量单位,在最后应换算为法定计量单位。
设计图纸要求完成带控制点的工艺流程图、设备平面布置图。
计算完成后,撰写说明书,最后完成图纸。
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