使用内插法：（375-359）/（4600-k）=（353.5-317）/（k-2130） k=3684 加压时取校正系数：2.8，则：k1=3684*2.8=10315 进中变炉二段床层的组分：
组 分 含量％ M3(标) koml CO2 11.432 487.39 21.76 CO 3.17 135.33 6.04 H2 43.01 1833.85 81.87 N2 15.68 668.34 29.80 CH4 0.26 11.26 0.50 H2O 26.44 1127.20 50.32 合计 100 4263.37 190.33 出中变炉二段床层的CO组分：2.06% n=3.17%-2.06%=1.11%
由《小合成氨厂工艺技术与设计手册 》得到在359℃时反应平衡常数Kp=18.17 则： W=18.17-1=17.17
U=18.17×(0.0317+0.2644)+(0.4301+0.11432=5.925 V=18.17×0.0317×0.2644-0.4301×0.11432=0.1031 q=5.9252?4?17.17?0.1031=4.86
To?Kp?2Wn?u?q?u?q? =0.00015h ln?ln??k?q?2Wn?u?q?u?q?所以： V02=T0*V0 =0.00015×15489.7
= 2.323M3
备用系数取：1.1
所以：V02 =2.323×1.1=2.6 M3 中温变换炉触媒用量: V= V01+V02=2.6+7.7=10.3 M3 C6型触媒堆重度:1.45kg/L
触媒堆重量:3790/17×22.4÷(22.56%×2)=11038.8Nm3/h 空速=11038.8÷12.5=883.1 Nm3干气/(h* m3触媒)
2-1.4 触媒直径的计算
（1）假设触媒直径为2.5m 计算触媒直径的公式:
催化剂床层阻力降:
f?G1.91?E△P=2.1?10??3?L 1.1v?dpE?8△P——气体通过触媒床的压力降;
f ——摩擦系数,一般取1.5;
G——气体重量流速,公斤/(米3*小时); r ——气体在操作状态下的重度, 公斤/米3; dp——颗粒直径,米; L——触媒床高度,米; E=0.378+0.308 dp/ Dt Dt——触媒层直径,米;
C6型触媒外型尺寸为￠9×8毫米圆柱体dp=(6×Vp) ÷Sp
Vp=3.14/4×(0.009)2×0.008 =5.0868×10-7
Sp =2×3.14/4×(0.009)2+3.14×0.009×0.008 =3.5325×10-4
则: dp=8.64×10-3
所以: E=0.378+0.308×8.64×10-3÷2.5
=0.379
（2）中变炉第一段催化床层的阻力降: 第一段催化床层变换气的平均温度：372.5℃ 第一段催化床层变换气的压力:1750kp 第一段催化床层变换气的平均分子量：
M=∑YiMi=15.8736kg/koml
第一段催化床层变换气的重度：
r=
15.8736
273?372.5101.3322.4??2731750=5.176kg/m3
气体重度流量(湿)G：
G=
15.8736?15489.7
3.1422.4??2.524=2237.282 kg/m3 *h 7.7
3.14?2.524=1.57m
第一段催化床层的高度:
L=
第一段催化剂床层阻力降:
f?G1.91?E △P = 2.1?10??3?L 1.1v?dpE?8=46.613kgf/m3
（3） 中变炉第二段催化床层的阻力降: 第二段催化床层变换气的平均温度359℃
第二段催化床层变换气的平均分子量:M=∑YiMi=15.98346kg/ kmol 第二段催化床层变换气的重度:
r=
15.9834273?353.5101.3322.4??2731750
=5.37kg/m3
气体重度流量(湿)G
G=
15.9834?15489.7
?3.14?222.4????2.5?4? =2252.76 kg/m3 *h
第二段催化床层的高度:
L=
4.8
3.14?2.524=0.979m
第二段催化剂床层阻力降:
f?G1.91?E △P =2.1?10??3?L 1.1v?dpE?8=28.386kgf/m3
中变炉催化剂的总阻降：
△P总=28.386+46.613 =74.999 kgf/m3 =735.28Kp
所以计算得中变炉催化剂的总阻降符合要求，中变炉催化剂床层直径2.5m可用. (4) 中变炉进口直径的计算：
查《化工原理》得到气体的组分在0℃，101.33kP时的密度如下表
组分 密度（kg/m3） O2 1.429 N2 1.251 H2 0.0899 CO 1.250 CO2 1.976 CH4 0.717 kg/m3 ?m???yi??i??0.4779605对密度进行校核得在330℃，1750kP时密度为：
0.4779605?273?330101.33?1750??19.29 kg/m3 273101.33查《化工原理》得到H2O的组分在330℃，12879.6kP时的密度为640.2 kg/m3 对水的密度进行校核得在330℃，1750kP时密度为： 640.2?12879.6?1750?727.186 kg/m3
12879.6所以气体密度为：19.29+727.186?0.2856?226.974 kg/m3
Vs=
3790Ws==16.7m/s 226.974?取气体流速为50m/s
d=
4?16.7=0.652m
??50
(5) 中变炉出口直径的计算
查《化工原理》得到气体的组分在0℃，101.33kP时的密度如下表
组分 密度（kg/m3） N2 1.251 H2 0.0899 CO 1.250 CO2 1.976 CH4 0.717 kg/m3 ?m???yi??i??0.3424069对密度进行校核得在365℃，1015kP时密度为： 0.3424069?273?365101.33?1015??8.81345 kg/m3
273101.33查《化工原理》得到H2O的组分在365℃，12879.6kP时的密度为489.25 kg/m3 对水的密度进行校核得在365℃，1015kP时密度为： 489.25?12879.6?1015?527.806 kg/m3
12879.6所以气体密度为：8.81345+527.806?0.2533?142.506 kg/m3
Vs=
3790Ws==26.6m/s 142.506?取气体流速为50m/s
d=
4?26.6=0.820m
??50（6） 中间冷凝水进口直径：
查《化工原理》得到H2O的组分在20℃，1750kP时的密度为998 kg/m3 此时压力对水的影响不大，不需要校核 Vs=
Ws5.649?18==0.1019m/s
998?取气体流速为5m/s
d=
4?0.1019=0.1611m
??52-2.主换热器的计算
已知条件：
水进主换热器的温度：20℃