甲醇变换工段工艺计算.docx

甲醇二期变换计算

以1h为计算基准。

煤气进系统压力3.3MPa（表压），温度202℃。

1#废热锅炉计算

物料恒算

1.1.1计算变换系统煤气的组分

进系统的水煤气202℃，查表可知此条件下的汽气比为0.9。

进变换系统的湿水煤气的总量：69000m3

水煤气中的水含量：

VH2O=69000*(0.9/1.9)=32684m3=32684*1000/22.4mol=1459107mol

水煤气的干气量：

V干=69000*(1/1.9)=36316m3=36316*1000/22.4/1000kmol=1621.25kmol

已知煤气中各组分的含量，计算各组分的摩尔数：

CO%=36316*43%*1000/22.4=697137mol

CO2%=36316*20%*1000/22.4=324250mol

H2%=36316*36.29%*1000/22.4=588351mol

O2%=36316*0.3%*1000/22.4=4863mol

H2S%=36316*0.29%*1000/22.4=4701mol

COS%=36316*0.031%*1000/22.4=502mol

Ar%=36316*0.09%*1000/22.4=1459mol

表1.1干基煤气的组分

组分

干基的百分含量

摩尔数/kmol

CO

43%

697.137

CO2

20%

324.25

H2

36.29%

588.351

O2

0.3%

4.863

H2S

0.29%

4.701

COS

0.031%

0.502

Ar

0.09%

1.459

总含量

100%

1621.25

表1.2湿基煤气的组分

组分

湿基的百分含量

摩尔数

/mol

CP，200

kJ/(kmol·℃)

放出的热量

/KJ

CO

22.63%

697.14

30.5

591454

CO2

10.53%

324.25

46.8

424897

H2

19.10%

588.35

29.2

481035

O2

0.16%

4.86

30.8

4191

H2S

0.15%

4.70

36.5

4803

COS

0.02%

0.50

30.5

427

Ar

0.05%

1.46

33

1349

H2O

47.37%

1459.11

54.41

2222925

总量

100.00%

3080.37

——

3731081

1.1.2计算经过废热锅炉后煤气的组分

水煤气通过废热锅炉的进口温度202℃，出口温度174℃，则：

出废热锅炉的水煤气的温度为174℃，此温度的饱和蒸汽压为900kPa（绝压），

出气液分离器之后，干水煤气中与水蒸气含量比值为：

0.9/（3.3+0.1-0.9）=0.36

水煤气中H2O蒸汽含量为：1621.24*0.36=607.97kmol

液态水含量为：

1459.11-607.97=851.14kmol=851.14*18kg=15320.52kg≈15.32t

表1.3经过废热锅炉的湿基煤气组分

组分

湿基的百分含量

摩尔数

/mol

CP，200

kJ/(kmol·℃)

放出的热量

/KJ

CO

697.14

30.5

591454

CO2

324.25

46.8

424897

H2

588.35

29.2

481035

O2

4.86

30.8

4191

H2S

4.70

36.5

4803

COS

0.50

30.5

427

Ar

1.46

33

1349

H2O（气态）

607.97

54.41总量

2229.23

——1.2、热量恒算

水煤气放热量的计算

水煤气通过废热锅炉的进口温度202℃，出口温度174℃，则：

CO放出的热量：Q1=30.5*697.14*（202-174）=591454KJ

CO2放出的热量：Q2=46.8*324.25*（202-174）=424897KJ

H2放出的热量：Q3=29.2*588.35*（202-174）=481035KJ

O2放出的热量：Q4=30.8*4.86*（202-174）=4191KJ

H2S放出的热量：Q5=36.5*4.70*（202-174）=4803KJ

COS放出的热量：Q6=30.5*0.50*（202-174）=427KJ

Ar放出的热量：Q7=33*1.46*（202-174）=1349KJ

H2O放出的热量：QH2O=Ｑ8+Ｑ9+Ｑ10=

Ｑ8为H2O蒸气的冷凝热，Ｑ9为H2O蒸气冷却放出的