全国化工大赛-恒逸石化杯-广西维尼纶集团现有醋酸乙烯酯生产设计技术改造方案项目6-1附录一 物料平衡计算书.docVIP

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广西维尼纶集团有限责任公司现有醋酸乙烯酯生产分厂设计技术改造方案项目物料平衡计算书

广西维尼纶集团有限责任公司

现有醋酸乙烯酯生产分厂设计技术改造方案项目

物料平衡计算书

合肥工业大学烯酯入微团队

团队成员：杨弘宇张乐泉李成何奔陈桂萍

指导老师：姚运金杨则恒范小明张卫新朱文拿

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目录

TOC\o1-3\h\u88581.1概述 1

225891.2物料衡算目的 1

1421.3物料衡算方法 1

278081.4总项目衡算 2

305351.4.1物料衡算任务 2

125261.4.2乙烯合成工段 3

257471.4.3醋酸乙烯合成工段 7

80701.4.4醋酸乙烯精制工段 9

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1.1概述

本项目主要是对广维石化的醋酸乙烯装置进行生产技术改造，以总厂的生物质乙醇为主要原料，通过催化反应工艺合成乙烯，再以醋酸、乙烯、氧气为原料通过催化反应合成纯度为99.9％的醋酸乙烯，年产量为10万吨。

在已确定化学生产工艺和流程后，由定性阶段转向定量阶段，通过对整个生产系统、生产车间，以及部分重要的生产单元进行物料衡算精算出主、副产品的产量，原材料的消耗定额、“三废”排放量及组成，以及产品收率等各项经济技术指标，从而定量地评述初步设计所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理。

1.2物料衡算目的

工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。目的是根据原料与产品之间的定量转化关系，计算原料的消耗量，各种中间产品、产品和副产品的产量，生产过程中各阶段的消耗量以及组成，进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础。对于已有装置，物料衡算可以弄清原料的来龙去脉，找出生产中的薄弱环节，为改进生产、完善管理提供可靠的依据和明确方向，并可作为检查原料利用率及三废处理完善程度的一种手段。

1.3物料衡算方法

物料衡算是根据质量守恒定律，利用某进出化工过程中某些已知物流的流量和组成，通过建立有关物料的平衡式和约束式，求出其他未知物流的流量和组成的过程。系统中物料衡算一般表达式为：

系统中的积累=输入-输出+生产-消耗

式中，生成或消耗项是由于化学反应而生成或消耗的量；积累量可以是正值，也可以是负值，当系统中积累量不为零时称为非稳定状态过程；积累量为零时，称为稳定状态过程。稳定状态过程时，可以简化为：

输入=输出-生成+消耗

对无化学反应的稳定过程，又可表示为：

输入=输出

物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如表1-1所示：

表1-1各衡算方法适用情况

类别

物料衡算形式

无化学反应

有化学反应

总衡算式

总物流衡算式

适用

适用

总物质的量衡算式

适用

不适用

组分衡算式

组分质量衡算式

适用

不适用

组分物质的量衡算式

适用

不适用

元素原子衡算式

元素原子质量衡算式

适用

适用

元素原子物质的量衡算式

适用

适用

由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。

1.4总项目衡算

从生物质乙醇入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下3个工段：

乙烯合成工段、醋酸乙烯合成工段、醋酸乙烯精制工段。

1.4.1物料衡算任务

对于本厂，工艺采取年开工350天（8400小时）的连续操作，其中一年内的两周（约14天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：

确定醋酸乙烯以及副产品的实际产量以及质量指标；

确定乙醇、乙烯、醋酸的循环量以及损失率等指标；

确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；

各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；

汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务。

1.4.2乙烯合成工段

1.4.2.1乙醇脱水反应器（R0101）

表1-2乙醇脱水反应器物流衡算表

进出口

进口

出口

流股编号

0101

0102

Temperature℃

350

350

Pressurebar

1.0

1.0

VaporFrac

1

1

MoleFlowkmol/hr

1000

1271.773

MassFlowkg/hr

32042.160

32042.160

VolumeFlowL/min

863512.457

1098191.541

Enthalpycal/mol

-32104.177

-38596.544

M