年产12万吨甲醛的工艺计算.doc

PAGE PAGE 1 年产12万吨甲醛的工艺计算 计算依据 产量：120000t/a 年工作日：以300天计（7200h） 甲醛分子量：30.03 尾气组成及产品质量见下表： 尾气组成及产品质量 组分 CO2 CO O2 H2 HCHO CH3OH CH4 H2O N2 HCOOH ∑ 二塔尾气 2.6 0.2 0.2 15 0.2 0.0072 0.40 2.5368 78.856 0 100 装置所用蒸汽压力为：0.4Mpa(表压) 氧醇比：以0.400计，技术单耗按0.430 原料甲醇浓度：98%（质量比）；配料后甲醇浓度：58% 空气相对湿度为80%：其中含O2：21%；N2：77%；H2O：2% 2. 物料衡算 原料及产物的衡算 产量： (t/h)＝16670 (kg/h) 其中： HCHO：16670×37.3%=6217.91（kg/h)=207.06（kmol/h） CH3OH：16670×1.2%=200.04（kg/h）=6.24（kmol/h） HCOOH：16670×0.01%=1.67（kg/h）=0.04（kmol/h） H2O：16670×61.49%=10250.38（kg/h）=569.47（kmol/h） 总物质的量：207.06＋6.24＋0.04＋569.47＝782.81（kmol/h） 组分 HCHO CH3OH H2O HCOOH ∑ 含量kmol/h 207.06 6.24 569.47 0.04 782.81 含量kg/h 6217.91 200.04 10250.38 1.67 16670 产品组成 原料甲醇投入量 设投入量为Y，尾气中含有甲醇量为X，则Y＝ 根据氧醇比和空气中氧气百分含量得：0.4Y/21%＝N空气 77%N空气 /78.856%＝N尾气 0.0072%N尾气＝X 解得：X＝0.03（kmol）；Y＝224.03（kmol）； N尾气＝416.67（kmol）；N空气＝426.72（kmol） 空气投入量 空气投入量＝426.72（kmol） 其中：O2：426.72×21%＝89.61（kmol）＝2867.52（kg） N2：426.72×77%＝328.58（kmol）＝9199.96（kg） H2O：426.72×2%＝8.53（kmol）＝153.54（kg） 尾气量＝416.67（kmol） 其中：CO2：416.67×2.6%＝10.83（kmol）＝476.52（kg） CO ：416.67×0.2%＝0.83（kmol）＝26.324（kg） H2：416.67×15%＝62.50（kmol）＝125.00（kg） HCHO：416.67×0.2%＝0.83（kmol）＝24.90（kg） CH4：416.67×0.4%＝1.67（kmol）＝26.72（kg） CH3OH：416.67×0.0072%＝0.03（kmol）＝0.96（kg） H2O：416.67×2.5368%＝10.57（kmol）＝190.26（kg） N2：416.67×78.856%＝328.57（kmol）＝9199.96（kg） O2：416.67×0.2%＝0.83（kmol）＝26.56（kg） 甲醛量： CH3OH＋1/2O2→HCHO＋H2O (1) CH3OH＋3/2O2→CO2＋2H2O (2) CH3OH＋O2→CO＋2H2O (3) CH3OH＋O2→HCOOH＋H2O (4) CH3OH＋H2→CH4＋H2O (5) CH3OH→HCHO＋H2 (6) 根据氧的衡算，由（1）式和上列有关反应式得甲醛量为： ［89.61－(10.83×3/2＋0.83＋0.04＋0.83)］×2=143.33(kmol) 由反应式（2）、（5）（因为（5）式消耗了（2）式的H2）根据尾气中H2和CH4量得脱氢反应生成的甲醛量为：62.50+1.67=64.17(kmol/h) 甲醛总产量为：143.33+64