全国化工大赛-恒逸石化杯-九江石化年产10万吨醋酸乙烯酯项目附录二 能量衡算一览表.docxVIP

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九江石化年产10万吨醋酸乙烯酯项目附录二能量衡算一览表2019“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛

九江石化年产10万吨醋酸乙烯酯项目

附录二能量衡算一览表

2019“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

2019年7

2019年7月

九江石化年产10万吨醋酸乙烯酯项目

附录二能量衡算一览表

设计单位

九江学院化学与环境工程学院

设计团队

筑梦队

成员姓名

叶贤常龚伟鹏万佳铭张静杨华

指导教师

刘祥丽李国朝曾湘辉

2019“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

目录

TOC\o1-3\h\z\u1. 概述 1

2.热量衡算原理 1

3.热量衡算任务 2

4.系统能量衡算 2

4.1原料预处理工段 2

4.1.1B1换热器 2

4.1.2E0103换热器 3

4.2反应工段 4

4.2.1RO1O1制取醋酸乙烯主反应器 4

4.2.2RO1O2 乙烯法制备醋酸乙烯副反应反应器 5

4.3回收VAC工段 5

4.3.1F0101闪蒸塔 5

4.3.2RAD0101精馏塔 6

4.3.3ABSORB吸收塔 7

4.3.4F0102闪蒸塔 8

4.4精制工段 9

RAD0102精馏塔 9

RAD0103精馏塔 10

RAD0104填料塔 11

4.4总结 12

概述

拟建一套年产10万吨的醋酸乙烯酯装置，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。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，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。总之，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.热量衡算原理

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能量平衡方程：

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：

Q+W=∑Hout-∑Hin

其中，Q——设备的热负荷。W——输入系统的机械能。

∑Hout——离开设备的各物料焓之和。

∑Hin——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。

3.热量衡算任务

在进行制取醋酸乙烯的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：

=1\*GB3①确定工艺单元中物料输送机械（如泵）所需要的功率，以便于进行设备的设计和选型；

=2\*GB3②确定精馏等单元操作中所需要的热量或冷量以及传递速率，计算换热设备的尺寸，确定加热剂和冷却剂的消耗量，为后续设计中比如供汽、供冷、供水等专业提供设备条件；

=3\*GB3③确定为保持一定反应温度所需移除或者加入的热传递速率，指导反应器的设计和选型；

=4\*GB3④提高热量内部集成度，充分利用余热，提高能量利用率，降低能耗；

=5\*GB3⑤最终计算出总需求能量和能量的费用，并由此确定工艺过程在经济上的可行性。

4.系统能量衡算

4.1原料预处理工段

4.1.1B1换热器

表1-1热负荷

w

Q

HEATDUTY(Gcar/hr)

1.108

0

表1-2流股焓变计算表

in

out

物流编号

M0104out

M0103out

11

E0101out

Temperature（℃）

-14.35

145.15

35.92

20.66

Pressure（bar）

1

2.2

1

1

VaporFrac

1

0

1

0

MoleFlow（kmol/hr）

2520.21

449.9

2520.21

449.9

MassFlow（kg/hr）

27582.3

26982.1

71559.9

26982.1

VolumeFlow（l/min）

508.633

497.56

10e06

417.28

Enthalpy（Gcal/hr）

-49

-48

18.859

-49.12