全国化工大赛-恒逸石化杯-南京醋酸乙烯分公司年产十万吨醋酸乙烯项目5-1附录一 物料平衡书.docVIP

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南京醋酸乙烯分公司

年产十万吨醋酸乙烯项目

物料平衡书

湖北工业大学道尔顿队

队员：胡志超顾嘉凯刘润群肖金涛陈诺

指导老师：范明霞胡兵袁颂东江国栋范宜艳

目录

TOC\o1-3\h\z\u物料平衡书 1

1.概述 1

2.物料衡算目的 1

3.物料衡算方法 1

4.总项目衡算 2

4.1物料衡算任务 2

4.2醋酸乙烯合成工段 3

4.3乙烯循环回收工段 4

4.4二氧化碳处理工段 5

4.5醋酸循环回收工段 6

4.6精馏工段 7

4.7总物料核算 8

5总结 9

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物料平衡书

概述

本项目主要以乙烯与醋酸为原料，氢氧化钙、己内酰胺为辅助材料，生产醋酸乙烯，其中醋酸乙烯年产量为11.18万吨,工业级碳酸钙年产量为102.8万吨。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计算出主、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。

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。

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+生成-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3-1所示：

表3-1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

总物料衡算式

适用

适用

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

总项目衡算

用乙烯和醋酸为原料，制备醋酸乙烯产品，并获得了乙醛的副产品，一共有五个工段，分别为醋酸乙烯合成工段、乙烯循环回收工段、二氧化碳处理工段、醋酸循环回收工段、精馏工段。

4.1物料衡算任务

物料衡算的主要任务在于：

(1)确定产品醋酸乙烯以及乙醛的产量及质量指标。

(2)确定乙烯、醋酸、氢氧化钙、己内酰胺的使用量及损失率

(3)各主要工艺物流的物料衡算，指导工艺设备的选型及设计。

4.2醋酸乙烯合成工段

表4-1醋酸乙烯合成工段总物料衡算

进出口

进口

出口

流股号

1001

1002

1007

1012

流股信息

醋酸原料

乙烯原料

氧气原料

反应后气体

Phase:

Liqud

Vapor

Vapor

Vapor

MoleFlow

KMOL/HR

915.684

9779.77

2126.235

12651.2

MassFlow

KG/HR

55000

321655.5

80000

4508335

VolumeFlow

CUM/HR

870.38

31533.2

6200.74

649750

Temperature

C

40

29.6

40

60

Pressure

BAR

0.05

13.01

14.8

8.02

VaporFraction

0

1

1

1

LiquidFraction

1

0

0

0

SolidFraction

0

0

0

0

C2H4

KM/HR

0

9779.77

0

5060.57

HAC

KM/HR

915.864

0

0

682.657

CO2

KM/HR

0

0

1199.7

4121.654

Vac

KM/HR

0

0

0

162.353

CH3CHO

KM/HR

0

0

0

5.083

O2

KM/HR