甲醇制氫工藝的物料衡算

1、依據(jù)

甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)方程式:

CH₃OH→CO↑+2H₂↑            （1-1）

CO+H₂O→CO₂↑+ H₂↑           （1-2）

CH₃OH分解為CO轉(zhuǎn)化率99%,反應(yīng)溫度280℃,反應(yīng)壓力1.5MPa,醇水投料比1:1.5(mol).

2、投料計(jì)算量

代入轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù),式(1-3)和式(1-4)變?yōu)?

CH₃OH→0.99CO↑+1.98H₂↑+0.01 CH₃OH

CO+0.99H₂O→0.99CO₂↑+ 1.99H₂+0.01CO

合并式(1-5),式(1-6)得到:

CH₃OH+0.981 H₂O→0.981 CO₂↑+0.961 H₂↑+0.01 CH₃OH+0.0099 CO↑

氫氣產(chǎn)量為:    1200m³/h=53.571 kmol/h

甲醇投料量為: 53.571/2.9601ⅹ32=579.126 kg/h

水投料量為:    579.126/32ⅹ1.5ⅹ18=488.638 kg/h

3、原料液儲(chǔ)槽(V0101)

進(jìn): 甲醇 579.126 kg/h , 水 488.638 kg/h

出: 甲醇 579.126 kg/h , 水 488.638 kg/h

4、換熱器 (E0101),汽化塔(T0101),過熱器(E0103)

沒有物流變化.

5、轉(zhuǎn)化器 (R0101)

進(jìn):甲醇 579.126kg/h , 水488.638 kg/h , 總計(jì)1067.764 kg/h

出:生成 CO₂    579.126/32ⅹ0.9801ⅹ44 =780.452 kg/h

          H ₂     579.126/32ⅹ2.9601ⅹ2  =107.142 kg/h

          CO       579.126/32ⅹ0.0099ⅹ28 =5.017 kg/h

     剩余甲醇      579.126/32ⅹ0.01ⅹ32   =5.791 kg/h

     剩余水  488.638-579.126/32ⅹ0.9801ⅹ18=169.362 kg/h

     總計(jì)                                   1067.764 kg/h

6、吸收塔和解析塔

    吸收塔的總壓為1．5MPa,其中CO₂的分壓為0.38 MPa ,操作溫度為常溫(25℃). 此時(shí),每m^₃ 吸收液可溶解CO₂11.77 m³.此數(shù)據(jù)可以在一般化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)手冊(cè)中找到，二氯

化碳在碳酸丙烯酯中的溶解度數(shù)據(jù)見表1一l及表1—2。

解吸塔操作壓力為0.1MPa, CO₂溶解度為2.32,則此時(shí)吸收塔的吸收能力為:

              11.77-2.32=9.45

0.4MPa壓力下  Pco₂=pM/RT=0.4ⅹ44/[0.0082ⅹ(273.15+25)]=7.20kg/ m³

CO₂體積量    Vco₂=780.452/7.20=108.396 m³/h

據(jù)此,所需吸收液量為   108.396/9.45=11.47 m³/h

考慮吸收塔效率以及操作彈性需要,取吸收量為 11.47 ³m/h=34.41 m³/h

可知系統(tǒng)壓力降至0.1MPa時(shí),析出CO₂量為108.396m³/h=780.451 kg/h.

混合氣體中的其他組分如氫氣,CO以及微量甲醇等也可以按上述過程進(jìn)行計(jì)算,在此,忽略這些組分在吸收液內(nèi)的吸收.

7、PSA系統(tǒng)

8、各節(jié)點(diǎn)的物料量

綜合上面的工藝物料衡算結(jié)果,給出物料流程圖及各節(jié)點(diǎn)的物料量

, 

3.1.2甲苯

本項(xiàng)目甲苯為大慶市石油化工公司提供，原料采購價(jià)為8000元|噸（2014.4.14）。品級(jí)為優(yōu)級(jí)品，

3.1.3氫溴酸

本項(xiàng)目氫溴酸為綏化市壽陽化工公司提供，原料采購價(jià)為6000元|噸（2014.4.14）。品級(jí)為工業(yè)級(jí)

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