化工工艺计算，需要详细过程

Question

甲醇催化氧化制甲醛。主副反应方程式如下： 已知：甲醇转化率为80%，甲醛收率为70%；原料气中为φ（甲醇）=40%，其余为空气；副产物中n（HCOOH）∶n（CO2）∶n（CO）∶n（CH4）= 1.8∶1.6∶0.1∶0.3。 试作年产1万吨甲醛反应器的物料衡算，列出物料衡算表（年生产日按341天计）。

Answer 1

年产1万吨甲醛的工艺计算
1.
计算依据

（1）
产量：12000t/a

（2）
年工作日：以300天计（7200h）
（3）
甲醛分子量：30.03

（4）
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
（5）
装置所用蒸汽压力为：0.4Mpa(表压)
（6）
氧醇比：以0.400计，技术单耗按0.430
（7）
原料甲醇浓度：98%（质量比）；配料后甲醇浓度：58%
（8）
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
（1）
产量：12000÷（300×24）＝1.667（t/h）＝1667(kg/h)
其中：
HCHO
：1667×37.3%=621.791（kg)=20.706（kmol/h）
CH3OH：1667×1.2%=20.004（kg）=0.624（kmol/h）
HCOOH：1667×0.01%=0.167（kg）=0.004（kmol/h）
H2O：1667×61.49%=1025.038（kg）=56.947（kmol/h）
总物质的量：20.706＋0.624＋0.004＋56.947＝78.281（kmol/h）