全国化工大赛-恒逸化工杯-广西广维化工醋酸乙烯酯10万吨生产项目附录1 能量衡算说明书.docxVIP

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2019年“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

广西广维化工醋酸乙烯酯10万吨

生产分厂项目

参赛学校：合肥工业大学（宣城校区）

团队名称：键酯未来

指导老师：姚运金、徐超、杨则恒、姚鑫、曹付虎

团队成员：李云云、吴城瑜、邢腾、夏星星、刘耀斌

完成时间：2019年7月20日

目录

TOC\o1-3\h\u第一章概述 1

第二章能量衡算原理 2

第三章能量衡算任务 3

第四章能量衡算表 3

4.1乙烯合成工段 3

4.1.1乙醇粗馏塔T101 3

4.1.2乙醇精馏塔T0102 4

4.1.3乙烯绝热固定床反应器R0101 5

4.1.4气液分离罐V0106 6

4.2VAC合成工段 7

4.2.1醋酸蒸发塔T0201 7

4.2.2VAC列管式反应器R0201 8

4.2.3气体分离塔T0202 8

4.2.4VAC脱气罐V0205 9

4.2.5洗涤塔T0203 10

4.3VAC精制工段 11

4.3.1第一精馏塔T0301 11

4.3.2冷凝液分离器V0303 12

4.3.3第二精馏塔T0302 13

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第一章概述

本设计项目工艺为以废糖蜜为原料，经过废糖蜜发酵工段、乙烯制备工段、VAC合成工段、VAC精制工段最后生产醋酸乙烯酯产品（其纯度达到工业级要求）。设计过程中利用AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算，Aspenplus全模拟流程1-1~1-3所示。

图1-1工艺流程方框图1——乙烯制备工段

图1-2工艺流程图方框图2——VAC合成工段

图1-3工艺流程图方框图3——VAC精制工段

第二章能量衡算原理

工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求，遵循基本规范与实际工艺相结合的原则，进行热量衡算书的编制。其中一个主要依据是热量平衡方程：

工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求，遵循基本规范与实际工艺相结合的原则，进行热量衡算书的编制。其中一个主要依据是热量平衡方程：

其中，

——表示输入设备热量的总和；

——表示输出设备热量的总和；

——表示损失热量的总和。

对于连续系统：

其中，

——设备的热负荷；

——输入系统的机械能；

——离开设备的各物料焓之和；

——进入设备的各物料焓之和。

在进行全厂热量衡算时，是以单元设备为基本单位，考虑由机械能转换、化学反应释放和单纯的物理变化带来的热量变化。最终对全工艺段进行系统级的热量平衡计算，进而用于指导节能降耗设计工作。

第三章能量衡算任务

（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，确定加热剂和冷剂的用量，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。

第四章能量衡算表

本项目的设备能量衡算将分为乙烯合成、VAC合成以及VAC精制三个阶段分别进行详细计算说明。

4.1乙烯合成工段

乙烯合成工段主要分为乙醇粗馏塔T0101、乙醇精馏塔T0102、乙烯反应器R0101、气液分离罐V0106。经过AspenPlusV9详细模拟后结果见表4-1至表4-16。

4.1.1乙醇粗馏塔T101

表4-1乙醇粗馏塔T0101能量信息表

IN

OUT

StreamID

0103

0104

0105

总流量kmol/hr

25000

1560

23440

总流量kg/hr

489477

64374.1908

425102.7976

总流量cum/hr

538.7320

84.6560

462.1876

温度C

80.7088

64.3736

99.4387

压力kPa

101.325

80

100

气相分率

0

0

1

液相分率

1

1

0

固相分率

0

0

0

焓kcal/mol

-67.0414

-64.0689

-66.8941

焓kcal/kg

-3424.13

-1552.60

-3688.51

焓流量MMkcal/hr

-1676.04

-99.95

-1568.00

∑En