全国化工大赛-恒逸石化杯-广西广维化工有限责任公司年产8.5万吨醋酸乙烯酯项目5-2附录二 能量衡算计算书.docVIP

广西广维化工有限责任公司年产8.5万吨醋酸乙烯酯项目 能量衡算计算书

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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“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

指导教师：白净、段锟、张亚涛、侯翠红

成员：李俊锋、岑振凯、黄梦雪、郭碧莹、刘相廷

郑州大学雏鹰联盟

能量衡算计算书

广西广维化工有限责任公司

年产8.5万吨醋酸乙烯酯项目

1.1总述

本项目拟建一套年产8.5万吨醋酸乙烯的装置，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热量的消耗、释放和转化。其中的热量变换数量关系可以由热量衡算求得，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。总而言之，通过下述热量衡算，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。

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。

热量衡算任务

在进行醋酸乙烯合成并资源化利用装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：

①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；

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。

热量衡算

醋酸乙烯合成工段

1.4.1.1换热器热量衡算

E0101

表1-1热负荷表

-

W

Q

HeatDuty（Watt）

0

-812358.762

表1-2流股焓变计算表

-

In

Out

物流编号

0107

0108

TotalFlowkmol/sec

0.3929358

0.3929358

TotalFlowkg/sec

13.33335

13.33335

TotalFlowcum/sec

2.17291

2.046445

TemperatureK

538.3088

508.3088

PressureN/sqm

800000

800000

VaporFrac

1

1

LiquidFrac

0

0

SolidFrac

0

0

EnthalpyJ/kmol

EnthalpyJ/kg

-661790

-722710

EnthalpyWatt

-8823900

-9636200

表1-3热量平衡计算表一览

Hin（Watt）

Hout（Watt）

Error

W（Watt）

Q（Watt）27

-0.056923266

0

-812358.762

(2)E0102

表1-4热负荷表

-

W

Q

HeatDuty（Watt）

0

-781738.38

表1-5流股焓变计算表

-

In

Out

物流编号

0108

0109

TotalFlowkmol/sec

0.3929358

0.3929358

TotalFlowkg/sec

13.33335

13.33335

TotalFlowcum/sec

2.046445

1.919322

TemperatureK

508.3088

478.3088

PressureN/sqm

800000

800000

VaporFrac

1

1

LiquidFrac

0

0

SolidFrac

0

0

EnthalpyJ/kmol

EnthalpyJ/kg

-722710

-781350

Enthalp