全国化工大赛-恒逸石化杯-广西广维化工有限责任分公司10万吨每年VAC项目 5-3 附录三 节能优化与换热网络.docxVIP

年产10万吨MMA副产1万吨MAA——异丁烯资源化利用项目节能优化和换热网络

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1

第二章换热流股和公用工程的确定 2

第三章确定能量目标 4

第四章换热网络的设计与优化 10

第五章膜分离技术节能分析效果 13

第六章节能综合效益分析 14

第七章总结 15

第一章概述

本项目为广西广维分厂年产10万吨VAC——醋酸乙烯酯生产合成项目，因原料的预热、产品的降温、精馏塔都是非常耗能的过程，故运行成本是其中一个很重要的考核参数，其中很重要的一部分是公用工程的消耗，通过换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现对内部流股热量的集成和最大化利用，减少公用工程的消耗。

本项目采用生物质乙醇催化制乙烯，乙烯经氧乙酰化生成醋酸乙烯酯的工艺，该工艺由乙烯合成工段、醋酸乙烯酯合成工段、醋酸乙烯酯精制工段共三个工段组成。为尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。我们运用AspenEnergyAnalyzerV9软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。

从整个工艺流程来看，本项目需要较大量的冷公用工程，包括冷却水、-25℃的制冷系统（冷冻CaCl2盐水）和液氨（-65℃）三个等级，而热公用工程主要用于流股的预热及塔釜的再沸器加热等过程，所使用的热公用工程为：250℃高压蒸汽（3.94MPa）、175℃中压蒸汽（0.875MPa）、125℃低压蒸汽（0.2MPa）及电能。

所用公用工程来源均来自广西广维的资料和数据分析。冷公用工程使用本项目厂区内的循环水站及冷冻站产生，热公用工程由本项目厂区公用工程站提供。为了充分集成过程中的热量，本项目采用了膜分离技术在乙烯合成工段上节省能量，同时设计全厂换热网络来提高能量集成的效果。

本项目采用膜分离技术、夹点分析技术，节省冷公用工程63.99%，热公用工程46.31%。

第二章换热流股和公用工程的确定

之后开始过程流股的提取过程，其中注意的是需要将中间流股和塔设备的流股分来来看，其中排除几个流股不输入，如R0101使用冷公用工程进行换热产生低压蒸汽，在本项目公用工程统计时依然会考虑这部分冷公用工程。过程过程流股提取如下：

表2-1过程流股物流信息表（不含膜分离技术）

过程名称

进口温度/℃

出口温度/℃

热负荷/kW

0115A_To_0117A

76.4

61.7

824.9

0128_To_0130

170.4

-40

42623.3

0213_To_0214

175

130.6

4248.7

0213_To_0214

130.6

5

19853.9

0111_To_0112A

92.8

88

50.6

02111_To_0208

225.3

175.1

4801.9

02111_To_0208

175

175

5.0

0305_To_0306

64.3

15

487.2

0128_To_0130

270

170.4

7398.9

0301_To_0302

184.8

99.7

3737.2

0312_To_0313

175

174

133.5

0126_To_0127

1000

400

8878.2

0308_To_0309

125

124

457.1

0123_To_0124

1000

400

23662.8

0206_To_H4-O

125

124

105.4

0314_To_0315

250

249

2722.1

0201_To_0207

125

124

5.0

表2-2塔设备物流信息表（不含膜分离技术）

塔位号

换热器类型

进口温度/℃

出口温度/℃

热负荷/kW

T0102

Condenser

65.6

56.9

861123.5

T0102

Reboiler

76.1

76.4

871734.8

T0104

Condenser

186.3

183.0

21789.5

T0104

Reboiler

211.6

211.6

21937.3

T0301

Reboiler

172.4

184.8

7890.6

T0302

Condenser

69.5

64.3

6020.3

T0302

Reboiler

117.3

118.5

6190.6

T0303