全国化工大赛-恒逸石化杯-内蒙古双欣能源化工年产16万吨醋酸乙烯项目附2 能量衡算：能量平衡计算书.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

内蒙古双欣能源化工有限公司分厂

年产16万吨醋酸乙烯酯项目

能量衡算书

团队名称：九江学院?永无酯境团队

指导老师：刘祥丽李国朝杨涛曾湘晖乔波

团队成员：周舟刘世锋卢摇方钰彭燕

完成时间：2018年7月

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目录

TOC\o1-2\h\z\u第一章总述 1

第二章本项目能量衡算 2

2.1热量衡算的原理和准则 2

2.2热量衡算任务 2

2.3热量衡算一览表 3

2.3.1醋酸乙烯合成工段 3

2.3.2醋酸乙烯富集工段 5

2.3.3醋酸乙烯粗分工段 8

2.3.4醋酸乙烯精制工段 10

2.3.5乙酸回收工段 12

2.3.6乙炔回收工段 16

PAGE19

第一章总述

本项目中采用乙炔法制醋酸乙烯，拟建一套年产16万吨醋酸乙烯生产装置。在生产过程中，伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，过程中发生着质量传递的同时也伴随着能量的消耗、转移和释放。其中的能量变换关系和数量可以从能量衡算求得。对于一个项目的设计，可以依此来确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理的物料的性质及工艺要求来选择恰当的设备。总之，通过下述能量衡算，可以为下个阶段工作中能量的优化利用，降低能耗提供主要依据。

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第二章本项目能量衡算

2.1热量衡算的原理和准则

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：

输入设备热量的总和=出设备热量的总和+损失热量的总和

对于连续系统：

Q+W=ΣHout-ΣHin

其中，

Q——设备的热负荷。

W——输入系统的机械能。

ΣHout——离开设备的各物料焓之和。

ΣHin——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。

2.2热量衡算任务

在进行本项目装置的热量衡算中，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）确定吸收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；

（5）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。

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2.3热量衡算一览表

2.3.1醋酸乙烯合成工段

E0105醋酸蒸发器

表2-1热负荷表

Q

Heatduty/KW

4530.2047

表2-2E0105醋酸蒸发器物流焓变计算表

进料

出料

物流编号

0107

0117

0110

0118

物流来源

P0102醋酸输送泵

E0106原料一级加热器

E0105醋酸蒸发器

E0105醋酸蒸发器

物流去向

E0105醋酸蒸发器

E0105醋酸蒸发器

V0105原料混合罐

E0102乙炔预热器

相态

Liquid

Vapor

Vapor

Vapor

温度/C

74.8585

193

117.904

113.442

压力/bar

1.01

1.01

1.01

1.01

气相分数

0

1

1

1

液相分数

1

0

0

0

固相分数

0

0

0

0

摩尔流率kmol/hr

605.711

3397.73

605.711

3397.73

质量流率kg/hr

36374.5

115492

36374.5

115492

体积流率m3/h

36.1338

130383

19498.8

108130

单位摩尔能量kcal/mol

-108.226

30.0185

-101.795

28.872

单位质量能量kcal/kg

-