0.598 170 540 575 620

根据气液平衡，设V/L=0.0821，代入上式得： 出口液体氨含量：

LNH?3m0NH1?3V?KNHL?30.9681?0.9227kmol

1?0.0275?0.598出口液体甲烷含量：

LCH?4m0CH1?4V?KCHL?40.01178?0.000787kmol

1?0.0821?170出口液体氩含量：

LAr?mV1??KL0Ar?Ar0.00119?0.000036kmol

1?0.0821?540出口液体氢气含量：

LH?2m0H1?2V?KHLm?20.01486?0.000309kmol

1?0.0821?575出口液体氮气含量：

LN2?1?0N2V?KL?N20.00408?0.000079kmol

1?0.0821?620L(总)=0.9239，V=1-0.9239=0.0761

〔〕′=0.0824，误差（0.0824-0.0821）÷0.0821=0.36% 误差满足设计要求。

出口液体含氨量： =0.9227÷0.9239×100%=99.87% 出口液体甲烷含量： =0.000787÷0.9239×100%=0.0852% 出口液体氩含量： =0.00003÷0.9239×100%=0.003% 出口液体氢气含量： =0.000309÷0.9239×100%=0.0334%

出口液体氮气含量： 0.000079÷0.9239×100%=0.009%

表3.11 液氨储槽出口液体组分含量（%）

NH3 99.87

CH4 0.0852

Ar 0.003

H2 0.0334

N2 0.009

总计 100

出口驰放气组分含量：

驰放气中氨含量：（0.9681-0.9227）÷0.0761×100%=59.66% 弛放气中甲烷含量： (0.01178－0.000787)÷0.0761×100%=14.447% 弛放气中氩含量： (0.00119－0.00003)÷0.0761×100%=1.526% 弛放气中氢气含量： =(0.01486－0.000309)÷0.0761×100%=19.120% 弛放气中氮气含量： (0.00408－0.000079)÷0.0761×100%=5.258%

表3.12 出口驰放气组分含量（%）

NH3 59.66

CH4 14.447

Ar 1.526

H2 19.120

N2 5.258

总计 100

3.3.7 液氨储槽物料计算

以液氨储槽出口一吨纯液氨为基准折标立方米计算液氨储槽出口液体量 L(19)=1000×22.4÷（0.9987×17）=1319.362 其中：NH3 L(19NH3)?L(19)?x(19NH3)?1319.362?99.87%?1317.647m3

CH4 L(19CH4)?L（19）?x(19CH4)?1319.362?0.0484%?0.638m3

.362?0.003%?0.0395m3 Ar L(19Ar)?L(19)?x(19Ar)?1319H2 L(19HN2 L(19N2)?L(19)?x(19H?L(19)?x(19N22)?1319.362?0.033%?0.441m3 ?1319.362?0.009%?0.119m3

2))液氨储槽出口驰放气=0.0821

V(20)=0.025×L(19)=0.0821×1319.362=108.320 m３ 其中：NH3 V?20NH3??V?20??y?20NH3??108.320?59.66%?64.624m3 ?108.320?14.447%?15.649m3

CH4 V?20CH4??V?20??y?20CH4?Ar V?20Ar??V?20??y?20Ar??108.320?1.526%?1.656m3 H2 V?20HN2 V?20N2??V?20??y?20H2??108.320?19.120%?20.720m3 ?108.320?5.258%?5.695m3

2??V?20??y?20N2?液氨储槽出口总物料= L(19)+ V(20)=1319.362+108.320=1427.682m3 液氨储槽进口液体：

由物料平衡，人槽总物料=出槽总物料： L(21)=L(19)+V(20)=1427.682m3

入口液体各组分含量计算：L(21i)= L(19i) + V(20i) 其中：NH3 =1317.647+64.624=1382.271m３

CH4 =1.124+15.649=16.773 m３ Ar =0.0395+1.656=1.696 m３ H2 =0.441+20.720=21.161m３ N2 =0.119+5.695=5.820m３

入口液体中组分含量核算： 由 m′L(21) (0i)=L(21i)÷

入口液体中氨含量： =1382.271÷1427.682×100%=96.819% 入口液体中甲烷含量： = 16.773÷1427.682×100%=1.175% 入口液体中氩含量： = 1.692÷1427.682×100%=0.119% 入口液体中氢气含量： = 21.209÷1427.682×100%=1.485%

入口液体中氮气含量： =5.807÷1427.682×100%=0.407% 入口液体中组分含量： 满足设计要求。 3.3.8 合成系统物料计算

图3.3 合成系统物料简图

将整个合成看着一个系统，进入该系统的物料有新鲜补充气补V补，离开该系统的物料有放空气V放，液氨贮槽弛放气V弛，产品液氨L氨，由前计算数据如表7.5

表3.13 前计算数据

名称 补充气 放空气 弛放气 液氨 入塔气 出塔气

NH3 －－ 0.09376 0.5966 0.9987 0.025 0.165

CH4 0.011 0.14140 0.14447 0.000852 0.11643 0.13233

Ar 0.0032 0.04275 0.01526 0.00003 0.03357 0.03816

H2 0.7445 0.54148 0.1912 0.000334 0.61874 0.49838

N2 0.2412 0.18061 0.05258 0.00009 0.20625 0.16612

气量 V补 V放 108.320 1319.362 V入 V出

根据物料平衡和元素组分平衡求V补，V放，V入，V出：

循环回路中氢平衡：

V补yH2补?V放yH2放?V驰yH2驰?1.5V放yNH3放?1.5V驰yNH3?1.5LNH3 （3-1）

循环回路中氮平衡：

V补=V放＋V弛+0.5V放+0.5V弛+0.5LNH3 （3-2） 循环回路中惰性气体平衡：

V补(+)=V放(+)+V弛(+)

V补(0.0110+0.0033)=V放(0.14140+0.04275)+108.320×(0.14447+0.01529) 0.143V补=0.18415 V放+17.327

V补=12.878V放+12.327 （3-3）

循环回路中氨平衡： V出－V入=V放+V弛+

0.165V出－0.025V入=0.09376V放 + 108.3320 ×0.5966+1317.647 （3-4）

循环回路总物料平衡：

V入=V出 +V补 －V放 －V弛－LNH3=V出 +V补－V放－10.320－1317.647 （3-5）

联立（3-1）到（3-5）各式解得：

V放=135.479m３；V补=2956.387m３；V出=10212.836m３；V入=11607.770m3 3.3.9 合成塔物料计算 入塔物料：V5=11607.770m3

其中：NH3 =11607.770 × 2.5%=290.194m3

CH4 =11607.770×11.643%=1351.493m3