兰州交通大学毕业设计
第一章物料与热量衡算
已知条件：组分含量％CO2907CO1343H25496N22204Ar029CH4021合计100
计算基准：1吨氨计算生产1吨氨需要的变换气量：
3
（100017）×224（2×02204）298922M标因为在生产过程中物料可能会有损失，因此变换气量取3000M3标年产10万吨合成氨生产能力（一年连续生产300天）：日生产量：1000003003333Td1389Th要求出低变炉的变换气干组分中CO％不大于03％。进中变炉的变换气干组分：组分含量，％
3
CO290727211214
CO134340291799
H25496164887361
N2220466122952
Ar02987039
CH402163028
合计100300013393
M标kmol
假设进中变炉的变换气温度为370℃，取变化气出炉与入炉的温差为20℃，出炉的变换气温度为390℃。进中变炉干气压力。P18Mpa1．水气比的确定：考虑到是天然气蒸汽转化来的原料气，所以取H2OCO38故V（水）38×Vc153102m3标因此进中变炉的变换气湿组分组分含量％M3标2721kmol121517997361295203940291648866128763028683520264CO2599CO887H23632N21457Ar019CH4014H2O33731531合计10045391，
水6835kmol
1
f兰州交通大学毕业设计
2中变炉的计算21中变炉CO的实际变换率的求取
假定湿转化气为100mol，其中CO湿基含量为887％，要求变换气中CO含量为02％，故根据变换反应：COH2O＝H2CO2，则CO的实际变换率公式为：Xp％
YaYa′×100Ya1Ya′
（21）
式中Ya、Ya分别为原料及变换气中CO的摩尔分率（湿基）
所以：Xp
8872×1001002×887
7593％
则反应掉的CO的量为：887×7593％673则反应后的各组分的量分别为：H2O％3373％673％27％CO％887％673％214％H2％3632％673％4305％CO2％599％673％1272％中变炉出口的平衡常数：Kp（H2％×CO2％）（H2O％×CO％）948查得Kp948时温度为424℃。中变的平均温距为424℃390℃34℃根据《合成氨工艺与节能》可知中温变换的平均温距为：30℃到50℃，中变的平均温距合理，故取的H2OCO可用。
2
f兰州交通大学毕业设计
2222中变炉催化剂平衡曲线
根据H2OCO38UqXP×100％2AWVKPABCDqU24WVUKP（AB）（CD）WKP1其中A、B、C、D分别代表CO、H2O、CO2及H2的起始浓度计算结果列于下表：TTXp300573092863205930908034061308842360633085743806530827840067307956
TTXp
42069307613
44071307253
46073306880
中变炉催化剂平衡曲线如下：
10908070605040302010300320340360380400TC420440460480
23最佳温度曲线的计算
由于中变炉r