物料衡算部分模板

1、4。1物料衡算产品组成剖析工厂设计为年产精甲醇20万吨,动工时间为每年330天,采用连续操作，则每小时精甲醇的产量为25.25（=200，000/330/24）吨,即25。25t/h。精馏工段经过三塔高效精馏工艺，精甲醇的纯度可达到99.9%，三塔精馏工艺中甲醇的收率达97。则入预精馏塔的粗甲醇中甲醇量25。25/0。97=26.03t/h.由粗甲醇的组成通过计算可得下表：表2粗甲醇组成组分百分比产量甲醇93。40%813。50kmol/h即18222。40m3/h二甲醚0.422.53kmol/h即57.00m3/h高级醇（以异丁醇计)0。26%0.98kmol/h即21.94m3/h高级烷

2、烃(以辛烷计)0。320。78kmol/h即17。52m3/h水5.686.72kmol/h即1942。36m3/h粗甲醇10027。87t/h注；设计中的体积都为标准状态下计算方法：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高级醇（以异丁醇计)=27。870.26%=72。48kg/h即0.98kmol/h,21.94m3/h高级烷烃(以辛烷计)=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)合成塔中发生的反响:主反响CO+2H2=CH3OH(1）CO+3H=CHOH+HO(2）2232副反响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）粗甲醇的合成工业生产中测得低压时,每生产一吨粗甲醇就会产生1.52m3(标态）的甲烷，即设计中每小时甲烷产量为1。90kmol/h，42。38m3/h。由于甲醇入塔气中水含量很少，忽略入塔气带入的水。由反响(3）、（4)、（5）、（6）得出反响(

4、2）、（7）生成的水分为;86。721.902。540。9830.788=73.06kmol/h由于合成反响中甲醇主要由一氧化碳合成，二氧化碳主要发生逆变反响生成一氧化碳，且入塔气中二氧化碳的含量一般不高出5%，所以计算中忽略反响（2)。则反响（7）中二氧化碳生成了73。06kmol/h，即1636。54m3/h的水和一氧化碳。(计算水汽变换反应）（3）粗甲醇中的溶解气体量粗甲醇中气体溶解量查表5Mpa、40时，每一吨粗甲醇中溶解其他组成以下表:表3吨粗甲醇中合成气溶解情况（已知)气体H2COCO2N2ArCH4溶解量（m3/t粗甲醇）4。3640.8157.7800。3650。2431。68

5、0则粗甲醇中的溶解气体量为：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）粗甲醇中甲醇扩散损失40时,液体甲醇中释放的溶解气中，每立方米含有37014g的甲醇,假定减压后液相中除二甲醚外，其他气体全部释放出，则甲醇扩散损失：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）合成反响中各气体的耗资和生成情况表4弛放气组成（已知给定条件）气体CH3OHH2COCO2N2ArCH4组成0.6181。82%9.16%3。113.21%0。821。89表5合成反响中耗资原料情况(生成甲醇、异丁醇、二甲醚等所耗资）耗资项单位耗资原料气组分COCO2H2N2Ar反响（1）m3/h16585。8633171.72反响（3）m3/h114.00228。00反响（4）m3/h42。38127。14反响(5）m3/h87.74

7、175.52反响（6）m3/h140.20297.50反响(7）m3/h（1636.54）1636.541636.54注：括号内的为生成量；反响（1）项不包括扩散甲醇和弛放气中甲醇耗资的原料襟怀表6合成反响中生成物情况（依照上述两个表计算出)生成项单位生成物组分CH4CH3OH（CH3O）2C4H9OHC18H18H2O反响（1)m3/h16585.86反响（3）m3/h57。0057。00反响（4）m3/h42。3842.38反响(5)m3/h21.9465.80反响（6）m3/h17.52140.20反响（7）m3/h1636。54表7其他情况原料气耗资(包括甲醇中溶解、扩散的甲醇、驰放气

8、体、驰放气中的甲醇）耗资项单位耗资原料气组分COCO2H2N2ArCH4粗甲醇中溶解m3/h22。72216.84121。6410.186。7846.82扩散的甲醇m3/h11。0422。10弛放气m3/h9.16%3。81。203。210。82%1。89%G11%GGGGG驰放气中甲醇m3/h0.61%1。22%GG注：G为驰放气的量，m3/h。（6）新鲜气和弛放气襟怀确实定CO的各项耗资总和=新鲜气中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，原料气中其

9、他各气体的量=该气体的各项耗资总和,由此可得新鲜气体中各气体流量，以下表：表8新鲜气组成（新鲜襟怀等于驰放襟怀与产物及其他耗资量）组分单位COCO2H2N2ArCH4襟怀m3/h15367。401853。35780。54+10。18+6.78+4.44+9.77G38+3.1182.42G3.21%G0。82%G1。89%G%G新鲜气m3/h53022.72+1.0183G新鲜气中惰性气体（N2+Ar）百分比保持在0.42，反响过程中惰性气体的量保持不变，(N2+Ar)=16.96+4。03G，则：53022.72+1。0183G）0.42%=16.96+4.03G（新鲜气中的惰性气体N2+A

10、r等于驰放气和溶解在甲醇中的气体的量,据此求出驰放气体积）解得G=5711.20m3/h,即弛放气的量为5711。20m3/h，由G可获得新鲜气的量58838.44m3/h由弛放气的组成可得出下表表9弛放气组成（计算各组分的襟怀）气体CH3OHH2COCO2N2ArCH4组成0.61%81。829。16%3。11%3.210.821。89襟怀m3/h34.844637。48523.14177。64183。3246.86107。92表10新鲜气组成（依照驰放气与其他耗资算出)气体CH4H2COCO2N2Ar组成0.1968。8127.07%3.450。330。09襟怀m3/h112。364048

11、7.7215925.382031。02193。5053.62(7）循环气襟怀确实定G1=G3+G4+G5+G6G7G8式中：G1为出塔气襟怀;G3新鲜气襟怀；G4循环气襟怀；G5主反响生成襟怀；G6副反响生成襟怀；G7主反响耗资襟怀；G8副反响耗资襟怀；G5=16585.86（产品中甲醇)+11。04（扩散甲醇）+0.61%5711。20（驰放气中甲醇）=16631.74m3/hG6=57.00（二甲醚）+57。00（二甲醚副产水）+42。38（甲烷）+42。38（甲烷副产水）+21.94（异丁醇）+65。80（异丁醇副产水）烷副产水）+1636。54（二氧化碳转变为一氧化碳）+17。52（辛

12、烷）+140。20(辛+1636。54（副产水）=3717。30m3/hG7=（16585.86（产物中甲醇耗资一氧化碳)+3317。72(产物中甲醇耗资氢气）+（11.04（扩散甲醇耗资CO）+22。08（扩散甲醇耗资H2）+0.61%5711.203(驰放气中甲醇耗资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已知出塔气中甲醇含量为5。84(已知条件?），则（G40。61+5711.200.61%+16585.86+11。04）/

13、G1=0。0584解得G4=289947。38m3/h表11循环气组成(循环气组成与驰放气相同）气体CH3OHH2COCO2N2ArCH4组成0。61%81.82%9。16%3。11%3。21%0。821。89襟怀m3/h1768.68235437。2826559。189017。369037。322377。585480.00（8)循环比，CO及CO2单程转变率确实定循环比R=G4/G3=289947.38/58838。44=4.93（循环比过去为3.56)CO单程转变率：（15344.68+69.68）/（15925。38+26559。18)=0。3620（主、副反响耗资CO除以入塔气CO)即

14、36。2%（过去为10-15%，给定条件不合理)CO2单程转变率：1636.54/(2031.02+9017.36）=0。1481即14.81%（9）入塔气和出塔气组成G1=G3+G4+G5+G6G7G8=314845。88m3/h=14055。62kmol/hG2=G3+G4=348785。80m3/h=15570.80kmol/hG2为入塔气襟怀表12入塔气组成（新鲜气加循环气)气体CH3OHH2COCO2N2ArCH4组成0.0679.1112。18%3.172。72%0.701。60%气m3/h1768。68275924。5642484.5611048.389500.822431。20

15、5592.36量kmol/h8。8812318。081896。64493。24424。14108.54257.66表13出塔气组成（甲醇给定，其他计算）气体组成气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计算过程：（a）入塔气CO=循环气中CO+新鲜气中CO即:15925.38+26559.18=42484。56m3/h.同理可得其他气体襟怀；(b)出塔气中CO=入塔气中CO反响耗资的CO+反响中生成的CO即42484。5616585.86114.0042。3887.74140。2011.045711。200。61+1636.54=27105。04m3/h同理可得其他气体量。（10)甲醇分别器出口气体组成确实定分别器出口气体组分=循环气气体组分+弛放气气体组分则分别器出口气体中CO襟怀