水碳比的计算.doc

关于制氢水碳比控制高温、低压和高水碳比有利于甲烷蒸汽转化反应的进行。考虑到合成气压缩功和工艺蒸汽消耗的减少，3.546mpa、水碳比3.54.0、温度800可以满足平衡甲烷含量小于9.5%的工艺要求，如欲降低水碳比至2.53.0，则温度需要达到830左右才能满足上述工艺要求。不同温度，压力，和水碳比下甲烷蒸汽转化反应干基甲烷平衡含量的图 可以从合成氨书里找到。由图可论述影响剩余平衡甲烷含量的各因素。水碳比计算公式1. 转化炉水/碳比控制进转化炉水蒸汽和脱硫后原料气流量进行水/碳比的比值控制。在正常生产情况下，控制好水蒸汽与原料气的水/碳比是转化操作的关键。正常比值为3.5：1，水/碳比过高，不仅浪费水蒸汽，而且增加转化炉的热负荷；水/碳比过低，会引起催化剂积碳，使催化剂失活，甚至造成生产事故。从安全生产与节能两方面综合考虑，工艺生产过程稳定时，要求水/碳比操作在低限；原料气增量时，先增水蒸汽后增原料气；减量时，先减原料气后减水蒸汽。设计采用的原料气组成如下：序号 组成 焦化干气 含碳数 体积小数代号 mol% 1 H2O 1.11 2 H2 13.59 3 CH4 59.18 1 X14 C2H6 18.23 2 X25 C3H8 2.84 3 X36 C4H10 1.12 4 X47 C5H12 0.17 5 X58 C2H4 2.51 2 X69 C3H6 1.25 3 X7原料气流量（Nm3/h） Q(PV值)水蒸汽流量（kg/h） WH2O（PV值）X1原料气中甲烷的体积含量，为小数；X2原料气中乙烷的体积含量，为小数；X3原料气中丙烷的体积含量，为小数；X4原料气中丁烷的体积含量，为小数；X5原料气中戊烷的体积含量，为小数；X6原料气中乙烯的体积含量，为小数；X7原料气中丙稀的体积含量，为小数；如果含有其他的含碳组份，可以按碳原子数的含量相应增加。注意：X1X7等的值由原料气的分析化验获得。水碳比R（mol/mol）的计算公式如下：水碳化是指送入转化炉的水蒸汽流量和碳流量的比值，记为H2O/C。 水碳比(H2O/C)=水蒸汽流量(Nm3/h)/轻油碳流量(Nm3/h)+炼厂气碳流量(Nm3/h)水碳化是转化操作的一个重要参数，是烃类-水蒸汽转化法制氢的一个重要影响因素。因为水蒸汽是转化反应的反应物之一，增大水碳化，即是增加水蒸汽的流量，亦即增加了一种反应物的浓度，能提高烃类的转化率，使转化汽CH4含量降低， CO和H2的浓度增加，而且，可以避免催化剂结焦。保护好催化剂的性能。水碳比过小则结碳倾向增加，但水碳比太大时也不经济，它会导致更多的燃料消耗，甚至会引起转化催化剂的钝化。原料轻石脑油轻质油油田气天然气炼油厂干气水碳比55.43.73.54现在假设进油为P2(Kg/h)，进气P4(Nm3/h)，现在使用水蒸汽P1(Kg/h)，其中油中C/油=X，气中C/油=Y。水蒸汽流量(Nm3/h)= P1(Kg/h)*22.4(Nm3/mol)/18 (Kg/mol)轻油碳流量(Nm3/h)= P2(Kg/h)* 22.4(Nm3/mol)*X/12 (Kg/mol)炼厂气碳流量(Nm3/h)= P4(Nm3/h)*Y水碳比(H2O/C)=水蒸汽流量(Nm3/h)/轻油碳流量(Nm3/h)+炼厂气碳流量(Nm3/h)= P1(Kg/h)*22.4(Nm3/mol)/18 (Kg/mol)/ P2(Kg/h)* 22.4(Nm3/mol)*X/12 (Kg/mol)+ P4(Nm3/h)*Y= P1/1.5* P2*X+ 0.8036*P4*Y如果是其他两种原料或第3种原料混用，计算原理同上。H2O/CO和CO变换率的关系一般大型制氢装置为了生产的稳定，保持5.0以上的高水碳比关于干气制氢水碳比的计算知道干气组成，怎们计算水碳比？公式： 水/碳水蒸气流量（Nm3/h）/碳流量（Nm3/h）水蒸气的流量如以kg/h表示时，则乘以22.4/18转化成Nm3/h，再带入公式；干气中碳流量以干起流量（Nm3/h）乘以干气平均分子式的碳原子个数，结果带入公式；油中碳流量进料量kg/h油平均分子式碳原子个数22.4/油的平均相对分子质量，结果带入公式。我举例说明干气H2O/C计算方式干气组分：H2 15% CH4 71%C2H6 10%C2H42% C3H8 2%C4H8 3% 总碳原=0.71+2*0.1+2*0.02+3*0.02+4*0.03=0.71+0.2+0.04+0.06+0.12=1.13干气流量3600NM3/H碳流量=3600*1.13=4068配汽量12000KG/H水碳比=12000*24除以（4068*18）=3.93公式： 水/碳水蒸气流量（mol/h）/总碳元素的流量（mol/h）一般控制在34.5这样计算出来的是表观水碳比,如果要计算实际水碳比,则要用加入的水蒸气流量（mol/h）+转化炉内生成的水的流量（mol/h）)/总碳原素的流量（mol/h）知道干气的组分可以计算出总碳元素的含量（mol/mol）,然后用,总碳元素的流量（mol/h）=总碳元素的含量（mol/mol）*干气的流量(mol/h),水蒸气流量（mol/h）=水蒸气流量（kg/h）*1000/18根据工艺要求计算水碳比是计算H2O与C的mol比，干气的单位是Nm3/H，水蒸汽的单位是T/H，一定注意量纲的统一。物质的mol量计算： 0 1个大气压下，每摩尔气体的体积大约为22.4升1Nm3干气的mol量=1000/22.41Nm3干气中碳C的mol量=1000/22.4（干气中C的mol含量）。而对水蒸汽，可采用“摩尔量=质量/摩尔质量”公式计算，水的摩尔质量是18g/mol，1