化学化工学院 课程设计说明书
4.1.8液氨贮槽气液平衡计算： 图4-1-2 液氨贮槽气液平衡图
由于氨分离器液体和冷交换器出口分离液
L15 L21 L16 L19 V20 体汇合后进入液氨贮槽经减压后溶解在液氨中的气体会解吸，即弛放气;两种液体百分比估算值，即水冷后分离液氨占总量的百分数。
G%??1?y5,NH3?y???y8,NH3?y5,NH3?1?yNH3分??8,NH3?yNH3分???1?0.025???0.165?0.09376??100%?57.554%??0.165?0.025???1?0.09376?水冷后分离液氨占总量的57.554%，冷交分离液氨占总量的42.446%。 以液氨贮槽入口 1kmol液体计算为准，即 L0?1kmol，入口液体混合后组分含量：
m0,i?L15?x15,i?L16?x16,i?G%?L0?x15,i??1?G%??L0?x16,i?0.57554x15,i?0.42446x16,i
混合后入口氨含量：m0,NH3?0.57554?0.95618?0.42446?0.98425?0.96809 混合后入口甲烷含量：m0,CH4?0.57554?0.00173?0.42446?0.00427?0.01177 混合后入口氩含量：m0,Ar?0.57554?0.00173?0.42446?0.00427?0.01177 混合后入口氢含量：m0,H2?0.57554?0.00157?0.42446?0.00068?0.00119 混合后入口氮含量：m0,N2?0.57554?0.00521?0.42446?0.00255?0.00409
表4-1-10 液氨贮槽入口液体含量（%）
m0,NH3 m0,CH4 m0,Ar m0,H2 m0,N2 小计 100 96.809 1.177 0.119 1.486 0.409 当 T?17℃ (由热平衡计算得) p?1.568MPa平衡常数：
表4-1-11 平衡常数表
KNH3 KCH4 KAr KH2 KN2 26 化学化工学院 课程设计说明书
0.598 根据气液平衡 Li?170 540 575 620 m0,iV,设 ?0.0821,代入上式得: VL1??KiL出口液体氨含量：LNH3m0,NH30.96809???0.92279kmol
V1?0.0821?0.5981??KNH3Lm0,CH40.01174??0.00079kmol
V1??KCH41?0.0821?170L出口液体甲烷含量：LCH4?出口液体氩含量：LAr?m0,Ar0.00119??0.00003kmol
V1??KAr1?0.0821?540L出口液体氢气含量：LH2m0,H20.01486???0.00031kmol
V1?0.0821?5751??KH2Lm0,N20.00409??0.00008kmol
V1??KN21?0.0821?620L出口液体氮气含量：LN2?出口液体总量：
L总=LNH3?LCH4?LAr?LH2?LN2?0.92279?0.00079?0.00003?0.00031?0.00008?0.924kmol
出口气体总量：
V?1?0.924?0.076kmoll
?V?0.076?0.0823 ????L?0.924'误差?0.0821?0.0823?100%??0.244%
0.0821出口液体组分含量 出口液体氨含量：xNH3?LNH3L?0.92279?100%?99.869% 0.924 27 化学化工学院 课程设计说明书
出口液体甲烷含量：xCH4?出口液体氩含量：xAr?LCH4L?0.00079?100%?0.085% 0.924LAr0.00003??100%?0.003% L0.924LH2L?0.00031?100%?0.034% 0.924出口液体氢气含量：xH2?出口液体氮气含量：xN2?LN2L?0.00008?100%?0.009% 0.924表4-1-12 液氨贮槽出口液氨组分（%）
NH3 99.869 CH4 0.085 Ar 0.003 H2 0.034 N2 0.009 小计 100 出口弛放气组分含量： 弛放气氨含量：yNH3?m0,NH3?LNH3V?0.096809?0.92279?100%?59.605%
0.076?0.01177?0.00079?100%?14.447%
0.076弛放气甲烷含量：yCH4?弛放气氩含量：yAr?m0,CH4?LCH4V?m0,Ar?LArV0.00119?0.00003?100%?1.526%
0.076弛放气氢气含量：yH2?m0,H2?LH2Vm0,N2?LN2V?0.01486?0.00031?100%?19.145%
0.0760.00409?0.00008?100%?5.277%
0.076弛放气氮气含量：yN2??表4-1-13 出口弛放气组分含量(%)
NH3 59.605 CH4 14.447 Ar 1.526 H2 19.145 N2 5.277 小计 100 4.1.9液氨贮槽物料计算：
以液氨贮槽出口一吨纯液氨为基准折标立方米计算液氨贮槽出口液体量
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L19?1000?22.4?1319375Nm3
0.99869?17其中NH3 L19,NH?L19?x19,NH?1319.375?99.869%?1317.467Nm3
33CH4 L19,CH?L19?x19,CH?1319.375?0.085%?1.121Nm3 44Ar L19,Ar?L19?x19,Ar?1319.375?0.003%?0.039Nm3 H2 L19,H?L19?x19,H?1319.375?0.034%?0.449Nm3 22N2 L19,N?L19?x19,N?1319.375?0.009%?0.119Nm3 22液氨贮槽出口弛放气
V?0.0821 LV20?0.0821?L19?0.0821?1319.375?108.321Nm3
其中 NH3 V20,NH3?V20?y20,NH3?108.321?59.605%?64.565Nm3
CH4 V20,CH4?V20?y20,CH4?108.321?14.447%?15.649Nm3 Ar V20,Ar?V20?y20,Ar?108.321?1.526%?1.653Nm3 H2 V20,H2?V20?y20,H2?108.321?19.145%?20.738Nm3 N2 V20,N2?V20?y20,N2?108.321?5.277%?5.716Nm3 液氨贮槽出口总物料?L19?V20?1319.375?108.321?1427.696Nm3 液氨贮槽进口液体：
由物料平衡，入槽总物料=出槽总物料，L21?L19?V20?1427.696Nm3 入口液体各组分含量计算：L21,i?L19,i?V20,i
47其中 NH3 L21NH,3?1317.6?64?.56531Nm38 2.212CH4 L21,CH4?1.121?15.649?16.77Nm3 Ar L21,Ar?0.039?0.1653?0.1692Nm3
9H2 L21H,2?0.44?20.7?3832N1m.187
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9N2 L21N,2?0.11?5.?71635N.m8 35入口液体中组分含量核算,由 m'0,i?L21,iL21
入口液体中氨含量 m'0,NH3?1382.212?100%?96.814%
1427.69616.770?100%?1.175%
1427.696入口液体中甲烷含量 m'0,CH4?入口液体中氩含量 m'0,Ar?1.692?100%?0.119%
1427.69621.187?100%?1.484%
1427.6965.835?100%?0.408%
1427.696入口液体中氢气含量 m'0,H2?入口液体中氮气含量 m'0,N2?入口液体中组分含量 m0i?m'0i 4.1.10合成系统物料计算:
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 V放,离开该系统的物料有放空气 V放，液氨贮槽弛放气 V驰，产品液氨 L氨，见图4-1-3所示：
V补 V入 V出 V放 V驰 V氨
图4-1-3 合成系统物料计算示意图
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