水碳比的计算（干气制氢）

水碳比的计算（干气制氢）
干气制氢水碳比的计算
进转化炉水蒸汽和脱硫后原料气流量进行水/碳比的比值控制。

在正常生产情况下，控制好水蒸汽与原料气的水/碳比是转化操作的关键。

正常比值为3.5：1，水/碳比过高，不仅浪费水蒸汽，而且增加转化炉的热负荷；水/碳比过低，会引起催化剂积碳，使催化剂失活，甚至造成生产事故。

从安全生产与节能两方面综合考虑，工艺生产过程稳定时，要求水/碳比操作在低限；原料气增量时，先增水蒸汽后增原料气；减量时，先减原料气后减水蒸汽。

知道干气组成，怎们计算水碳比？
公式：水/碳＝水蒸气流量（Nm3/h）/碳流量（Nm3/h）
水蒸气的流量如以kg/h表示时，则乘以22.4/18转化成Nm3/h，再带入公式；
干气中碳流量以干起流量（Nm3/h）乘以干气平均分子式的碳原子个数，结果带入公式；
油中碳流量＝进料量kg/h×油平均分子式碳原子个数×22.4/油的平均相对分子质量，结果带入公式。

举例说明干气H2O/C计算方式
干气组分：H2 15% CH4 71% C2H6 10% C2H4 2% C3H8 2% C4H8 3% 总碳原=0.71+2*0.1+2*0.02+3*0.02+4*0.03 =0.71+0.2+0.04+0.06+0.12 =1.13 干气流量3600NM3/H 碳流量=3600*1.13=4068 配汽量12000KG/H
水碳比=12000*22.4除以（4068*18）=3.67
公式：水/碳＝水蒸气流量（mol/h）/总碳元素的流量（mol/h）一般控制在3~4.5
这样计算出来的是表观水碳比,如果要计算实际水碳比,则要用{加入的水蒸气流量（mol/h）+转化炉内生成的水的流量（mol/h）)/总碳原素的流量（mol/h）
知道干气的组分可以计算出总碳元素的含量（mol/mol）,然后用,
总碳元素的流量（mol/h）=总碳元素的含量（mol/mol）*干气的流量(mol/h), 水蒸气流量（mol/h）=水蒸气流量（kg/h）*1000/18 根据工艺要求计算水碳比是计算H2O与C的mol比，干气的单位是Nm3/H，水蒸汽的单位是T/H，一定注意量纲的统一。

物质的mol量计算：
0℃ 1个大气压下，每摩尔气体的体积大约为22.4升, 1Nm3干气的mol量=1000/22.4
1Nm3干气中碳C的mol量=1000/22.4×（干气中C的mol含量）。

而对水蒸汽，可采用“摩尔量=质量/摩尔质量”公式计算，水的摩尔质量是18g/mol，1吨水的摩尔量=1000000/18
因此水碳的摩尔比=1000×22.4 / 18×（水的实际流量/干气中C 的mol 含量）=1244.4×(水的实际流量/干气中C的mol含量) 干气中C的mol含量可用总碳分析仪上的数据，也可由操作人员根据化验数据手动输入。