石化27万吨年丙烯腈项目 附录三 能量衡算计算书.pdf

目 录 1 概述1 2 能量衡算目的1 3 能量衡算方法1 4 系统能量衡算1 4.1 丙烷脱氢反应工段1 4.2 脱氢产物预分离工段4 4.3 丙烷丙烯分离工段5 4.4 氨氧化反应工段6 4.5 氨氧化产物预分离工段8 4.6 四效蒸发工段10 4.7 丙烯腈精制工段12 4.8 乙腈精制工段13 石化27万吨/年丙烯腈项目能量衡算计算书 ▪ 1 概述 本项目拟建一套年产27 万吨的丙烯腈装置，在全工艺段中伴随着物料从一 个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着能量的消 耗、释放和转化。对于新设计的车间，可以由此确定设备的热负荷。再根据设备 的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。通过下述能量衡 算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。 2 能量衡算目的 （1）确定流程中机械所需的功率，为设备设计和选型提供依据。 （2）确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率，确定加热蒸汽 和冷却剂的用量，为后续换热和公用工程的设计做准备。 （3）确定反应过程中的热交换量，指导反应器的设计和选型。 （4）最终计算出所需的能量和费用，判定工艺过程的经济性。 3 能量衡算方法 根据能量守恒：输入系统的能量 输出系统的能量 + 系统积累的能量 本装置主要是反应器，精馏塔，换热器就，泵，输入整个生产系统的能量主 要有电能、加热蒸汽带入的能量和进入物料的焓， 输出的能量有冷却剂带走的 能量和输出物料的焓。 Q+W H – H out in 式中：Q—设备的热负荷。 W—输入系统的机械能。 H —离开设备的各物料焓之和。 out H ——进入设备的各物料焓之和。 in 4 系统能量衡算 4.1 丙烷脱氢反应工段 石化27万吨/年丙烯腈项目能量衡算计算书 ▪ 图4-1 丙烷脱氢反应工段流程图 表4-1加热炉F0101能量衡算表 in out 物流编号 4 5 6 TemperatureC 133.6 300 600 Pressurebar 3 3 3 Vapor Frac 1 1 1 TotalFlow kmol/hr 7300 2420.4 11425.80 TotalFlow kg/hr 131512 106430 237942 Enthalpy MW -482.89 -50.18 -469.16