Производство синтетического аммиака при среднем давлении. Расчёт колонны синтеза (1093771), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Парциальные давления газов (в ат):

H₂----------290*44649/67151.15=192.9

N₂-----------290*15061,2/67151,15=65

Ar-----------290*967,35/67151,15=4,17

СH₄---------290*1329,6/67151,15=5,74

Таким образом, после водяного холодильника паро-жидкостная смесь имеет следующий состав

14 Количество газов,растворенных в жидком аммиаке ,вторичной конденсации .Принимаем ,что из 10416 -7635=1705 кг NH₃,которые ещё должны быть выделены ,92,5%

выводятся из системы в испаритель жидком виде .При этом допущении в виде ждкости выводится 1705*0,925=1577 кг NH₃

Ориентировочно можно принять ,что в таком количестве NH₃ растворится 17 нм³ H_2, 6 нм³ N₂, 1 нм³ Ar, 3 нм³ СH₄

15.Количество продувочных газов . Для получения 10416 кг NH₃ нужно 20653 нм³ H₂ и 6862 нм³ N_2.Всего надо 27515 нм³ смеси H₂ и N_2. или

27515*100/74,29+24,75=27781 нм³ свежей водородной смеси

Обозначим резервный объем через х .Тогда общий объем свей смеси

27 781+ x, где

H₂----------20650+x*0.7429 нм³

N₂-----------6965+x*0.2475 нм³

Ar-----------104+x*0.0038 нм³

СH₄--------162+x*0.0058 нм³

Всего 27781+х

Из этого количества расходуется на синтез аммиака и удаляется с растворенными газами.

20653+170+17=20840 нм³ водорода

6862+55,2+6=6932,2 нм³азота

5,65+1=6,65 нм³аргона

15+3=18 нм³ метана

При продувке должно быть удалено :

20650+x*0.7429 нм³-20840= x*0.7429-190 нм³ водорода

6965+x*0.2475 нм³-6923,2= x*0.2475-58,2 нм³ азота

104+x*0.0038 нм³-6,65= x*0.0038 +97,35 нм³аргона

162+x*0.0098 нм³-18= x*0.0058+144 нм³ метана

Обозначим общий объем продувочных газов через у .Тогда количество удаляющихся газов:

Аммиака---у*0,0766 нм³

H₂----------у*0,665 нм³

N₂-----------у*0,224 нм³

Ar-----------у*0,014 нм³

СH₄--------у*0,0204 нм³

Приравниваем количество продувочных газов ,выраженных через х и у .

Получим

для H₂---------- x*0.7429-190= у*0,665 нм³

для N₂----------- x*0.2475-58,2 нм³= у*0,224 нм³

для Ar----------- x*0.0038 +97,35= у*0,014 нм³

для СH₄-------- x*0.0058+144 нм³= у*0,0204 нм³

x*0.7429-190= у*0,665 x*0.2475-58,2 нм³= у*0,224

x*0.0038 +97,35= у*0,014 x*0.0058+144 нм³= у*0,0204

у=9275 нм³ у₁=9563 нм³

х=8558 нм³ х₁=8890 нм³

Определим среднее значение х=8724 нм³

У=9419 нм³

В объеме 9419 нм³ содержится

NH₃—0,0766*9419=721 нм³ или 555,5 кг

H₂—0,665*9419=6263 нм³ или 557,4 кг

N₂---0,224*9419=21709 нм³ или 2637 кг

Ar—0,014*9419=131 нм³или 234 кг

СH₄—0,0204*9419=192 нм³ или 137,7 кг

16.Количество циркулирующего газа :

NH₃—5144-721=4423 нм³ или 3961-555,5=3405,5 кг

H₂—44649-6263=38386 нм³ или 3974-557,4=3416,6 кг

N₂---15061,2-2109=1295,2 нм³ или 18826,5-5637=16189,5 кг

Ar—967,35-131=833,35 нм³ или 1722-234=1488 кг

СH₄—1329,6-192=137,6 нм³ или 953-137,7=815,3 кг

17.Количество свежей азотно-водородной смеси, подающийся на синтез.

Общий объем 27781+8874=36505 нм³

В ней содержится

H₂—0,7429*36505=27120 нм³ или 2413 кг

N₂---0,2475*36505=9035 нм³ или 11293 кг

Ar—0,038*36505=138,71 нм³ или 246,9 кг

СH₄—0,0058*36505=211,72 нм³ или 151,8 кг

8000 нм³ -1 кг H₂О

36505 нм³-х кг H₂О х=36505*1/8000=4,56 или 6,08 нм³ паров воды

18.Количество водородной смеси после смещения циркулирующего и свежего газов;

NH₃—4423 нм³ или 3405 кг

H₂—38386+27420=65506 нм³ или 3416,6+2413=5829,6 кг

N₂—12952,2+9035=21987,2 нм³ или 16189,5+11293 кг=27482,5

Ar—836,35+138,71=975,06 нм³ или 246,9+1488=1734,9 кг

СH₄—1137,6+211,72=1349,32 нм³ или 151,8+815,3=967,1 кг

Общий объем газов – 94241 нм³

19. Количества аммиака ,конденсирующегося в колонне.

Учитывая ,что объем газов, за исключением аммиака ,составляет 94241-4423=89818 нм³,находим объем газообразного аммиака;

89818*3,16/100-3,16=2930,86 нм³

Конденсируются в жидкость

4423-2930,86=1492,14 нм³ или 1148,94 кг, аммиака

Объем оставшихся газов

94241-1492,14=92748,86 нм³

Парциальные давления газов( в ат):

Водород 280*65506/92748=197,7

Азот 280*21987,2/92748=66,37

Аргон 280*975,06/92748=2,94

Метана 280*1349,32/92748=4,07

При этих условиях растворимость ( в нм³ на 1000 кг жидкого аммиака ) водорода 11,99,азота4,96,аргона,1,27,метана 2,60 в 1148 кг жидкого аммиака растворится 17 нм³ H_2, 6 нм³ N₂, 1 нм³ Ar, 3 нм³ СH₄.Это совпадает с принятым по п.14.

Объем газов за вычетом аммиака и растворившихся в жидком аммиаке газов

89818-(17+6+1+3)=89845 нм³

Объем газообразного аммиака

89845*3,16/100-3,16=2931,7 нм³

Конденсируется 4423-2931,7=1491,3 нм³ или 1148 кг ,аммиака

Таким образом ,выделяется в жидком виде. 1148 кг аммиака ,в котором растворено 1,7 кг водорода,7,5 азота,2 аргона,2 Метана.Кроме этого, в в жидком аммиаке растворяется весь поступивший водяной пар.

20.Количество газовой смеси, поступающей в колонну синтеза :

Аммиака 3405-1148=2257 кг/ч ,или 1737,89 нм³/ч

Водорода 5829,6-1,7=5827,9 кг/ч или 65506 нм³-17=65489нм³

Азота 27482,5- 7,5=27475 кг/ч или 21987,2 нм³-6=21981 нм³

Аргона 1734,9 – 2=1732,9кг/ч или 975,06 нм³-1=974,06 нм³

Метана 967,1 – 2=965,1 кг/ч или 1349,32 нм³-3=1346,32 нм³

21.Общее количество товарного аммиака.Из водяного холодильника выводится 7635 кг,из газов продувки 555,5 кг и из испарителя 2257 кг: итого 10416 кг/час.

22.Фактически в колонну синтеза поступает согласно п11 газовой смеси 92736,3 нм³\ч и

23 Уходит из колоны газовой смеси 78710,5 нм³ \ч

Сводный материальный баланс агрегата синтеза аммиака за 1 час

Характеристики

Список файлов курсовой работы