年产5000吨甲醇合成工段的工艺设计 下载本文

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4.2.3.8 新鲜气量G新鲜气与组成

综合表4.1和表4.3,即得进入甲醇合成塔之新鲜气量G新鲜气与组成,列表4.4。

表4.4 进甲醇合成塔新鲜气(G新鲜气)组成

组 分

合成氨消耗Nm3/ h 新鲜气消耗Nm3/ h 新鲜气组成,%

CO

CO2 36.54 35.02 71.56 2.25

H2 903.92 1313.90 2217.82 69.77

N2 1.646 45.095 452.596 14.24

CH4 -4.426 10.08 5.654 0.18

Ar — 6.72 6.72 0.21

小计 1336.264 1842.48 3178.744 100

合成甲醇消耗Nm3/ h 398.584

25.81 424.394 13.35

4.2.3.9 变换气需要量

如果不计水洗时CO、CH4、Ar及H2S等的溶解损失,单计算H2、

C时,H2和N2在水中的溶解N2的损失,查表,在压力为2.5?106Pa,30°

度为0.427Nm3/t水和0.329Nm3/t水。

已知,水洗塔的气水比为10,则每小时洗涤水用量为317.81th。 则,H2、N2在水洗过程中的损耗为 H2:317.87?0.427?135.73Nm3h N2:317.87?0.392?104.58Nm3h

已知变换气中CO2含量为28%,若变换气中CO2含量G变CO2为

G变CO23178.744?135.73?104.58?71.56?G变CO2?28 100?? G变CO?1301.80Nm3h

2于是,进水洗塔变换气流量与组成如表4.5。

表4.5 变换气流量及组成

组 分 流量Nm3/ h

CO 424.394

CO2 1373.36

H2 2353.55

18 N2 557.76

CH4 5.654

Ar 6.72

小计 4720.854

组成,% 8.99 29.09 49.85 11.80 0.12 0.14 100

4.2.3.10 甲醇合成塔循环气量的计算

测得,甲醇合成塔出塔气中含甲醇2.88%,根据表4.3,设甲醇塔出塔气量G醇出塔为:

412.76?0.05%G2.88醇出塔 ?G醇出塔100 G醇出塔?14585.16Nm3h

G醇循环?14585.16?23.394?1843.4?465.29?12253.076Nm3h 故得循环气各组分的量为表4.6。

表4.6 甲醇塔循环气量及其组成

组分

CO

CO2 1.90

H2 8733.993 71.28

N2 2997.102 24.46

CH4 67.392 0.55

Ar 44.111 0.36

CH3OH 6.127 0.05

合计 12253.076 100

流量Nm3/ h 171.543 232.808 组成,%

1.40

4.2.3.11 甲醇合成塔入塔气量的计算

根据G入甲醇塔?G新鲜气?G循环气,由表4.4与表4.6计算得甲醇合成塔入塔气(G入甲醇塔)量,如表4.7所示:

表4.7 甲醇合成塔入塔气量及其组成

组 分

CO

CO2 304.368 1.97

H2 10951.813 70.97

N2 3449.698 22.36

CH4 73.046 0.47

Ar 50.831 0.33

CH3OH 6.127 0.04

合 计 15431.82 100

流量Nm3/ h 595.937 组成/%

3.86

4.2.3.12 甲醇合成塔出塔气流量及组成计算

因为G醇出塔?G醇入塔?G醇反应?G醇?G醇副反应?G醇副产物,根据表4.3和表4.7得表4.8如下所示:

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组成

入塔气流量,Nm3/ h 反应生成物,Nm3/ h 出塔气流量,Nm3/ h 组成,% 组分

入塔气流量,Nm3/ h 反应生成物,Nm3/ h 出塔气流量,Nm3/ h 组成,%

CO 595.937 202.307 1.39

CO2 304.368 33.22 271.148 1.86

H2 10951.813 890.83

10060.983 69.01

N2 3449.698 3449.698 23.66

CH4 73.046 4.81 77.856 0.535

Ar 50.831 50.831 0.35

合成反应消耗,Nm3/ h 393.63

CH3OH 6.127 414.30 420.427 2.88

C4H8OH 0.50 0.50 0.015

(CH3)2O 1.29 1.29 0.015

C8H18 0.40 0.40 0.015

H2O 43.99 43.99 0.30

合计 15431.82 1317.68 465.29 14579.43 100

合成反应消耗,Nm3/ h

表4.8 甲醇合成塔出塔气流量及组成

4.2.3.13醇分离器出口气体和液体产品流量与组成如表4.9。

表4.9 甲醇分离器出口气体和液体产品流量与组成

组分

分离器损失气量Nm3/ h 出分离器气体流量Nm3/ h 组成,% 组成,% 重量,kg/h 组成,% 组分

分离器损失气量Nm3/ h 出分离器气体流量Nm3/ h 组成,%

CH3OH 0.62 7.047 0.05

C4H9OH 0.50 0.11 1.65 0.26

(CH3)2O 0.32 \\ 0.97 0.21 1.99 0.32

C8H18 0.40 0.09 2.04 0.33

H2O 43.99 9.59 35.35 5.60

合计 24.014 14096.796 100 458.62 100 630.69 100

CO 4.954 197.353 1.40

CO2 3.32 267.828 1.90

H2 13.09 10047.893 71.28

N2 1.646 3448.052 24.46

CH4 0.384 77.472 0.55

Ar 50.831 0.36

出分离器液体流量Nm3/ h(气态)

出分离器液体流量Nm3/ h(气态) 412.76 组成,% 重量,kg/h 组成,%

90.00 589.66 93.49

4.2.3.14 粗甲醇在中间贮槽减压放出的弛放气流量与组成如表4.10。

表4.10 甲醇弛放气流量与组成 组分 CO CO2 3.32

H2 13.09

20

N2 1.646

CH4 0.384

CH3OH 合计 0.62

24.014

弛放气量Nm3/ h 4.954