全国化工大赛-恒逸石化杯-上海赛科石化年生产20万吨醋酸乙烯项目5-3附录三较大能量回用的换热网络设计.docxVIP

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2024-11-19 发布于四川
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全国化工大赛-恒逸石化杯-上海赛科石化年生产20万吨醋酸乙烯项目5-3附录三较大能量回用的换热网络设计.docx

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上海赛科石油化工有限公司分公司年生产20万吨醋酸乙烯项目换热网络设计说明书

PAGE3

项目附录、概述、计算表等可站内按相同项目名称查询下载

上海赛科石油化工有限公司分公司

年产20万吨醋酸乙烯项目

指导教师：蔡立芳、孙雨安、李皓、尹志刚、李卓谦团队成员：李浩杰、廉中义、李贤坤、杨淇越、杨玉卓郑州轻工业大学酯得烯盈团队换热网络设计

指导教师：蔡立芳、孙雨安、李皓、尹志刚、李卓谦

团队成员：李浩杰、廉中义、李贤坤、杨淇越、杨玉卓

郑州轻工业大学酯得烯盈团队

项目附录、概述、计算表等可站内按相同项目名称查询下载

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 2

第二章工艺流股提取 2

第三章确定能量目标 3

第四章换热网络设计 5

第一章概述

换热网络是化工工业过程能量回收的重要手段，对化工生产降低能耗有着重要的意义。合理的利用热物流去加热冷物流，减少公用工程辅助加热和冷却负荷，可以提高整个过程系统的能量利用率和经济性。

本项目以夹点技术为基础，利用AspenEnergyAnalyzer进行换热网络设计优化，最大化的利用装置的能量，减少公用工程用量，合理优化并确定出具有最少的设备投资和操作费用，且满足把每个过程物流由初温达到规定目标温度的换热网络。

第二章工艺流股提取

我们提取过程中可用于能量集成的工艺流股，如下表所示。

确定流股信息

表2-1流股信息

换热器名称

换热流股与塔设备

进口温度/℃

出口温度/℃

能量/KJ/H

E-131

冷流股

T00303-Reboiler

81.59

81.61

1.851e5

热流股

S0318-S0319

96.32

84.84

E-139

冷流股

Cling-water

20.01

25.56

1.872e5

热流股

S0318-S0319

84.84

25.00

E-123

冷流股

Cling-water

20.56

5.392e5

热流股

S0108-S0201

160.7

113.7

E-130

冷流股

Cling-water

20.56

4.552e5

热流股

S0237-S0238

103.5

E-140

冷流股

Cling-water

20.01

6.309e5

热流股

S0103-S0105

268.2

145

E-137

冷流股

REFRIGRANT1

-25

-24.94

1.872e5

热流股

S0223-S0224

31.98

E-119

冷流股

REFRIGRANT1

-25

-24

2.583e6

热流股

S0220-S0221

34.56

E-126

冷流股

Cling-water

20.56

4.812e6

热流股

S0301-S0302

50.03

E-135

冷流股

S0227-S0228

25.85

42.04

2.408e5

热流股

LPsteam

124

E117

冷流股

S0227-S0228

42.04

3.213e5

热流股

LPsteam

125

124

第三章确定能量目标

将上述工艺流股信息输入到AspenEnergyAnalyzerV8.4，在能量分析器中，对最小传热温差进行经济评估，获得总费用-最小传热温差关系曲线如图3-1所示。

图3-1最小温差与总费用的关系

兼顾公用工程传热温差的可行性，在图中选取总费用最小且变化趋势相对平稳部分的温度作为最小传热温差进行后续计算。由图可以看出，传热温差为24℃时总费用最小，因此此处选取最小传热温差为24℃。

选择最小传热温差为24℃，得到组合曲线如图3-2所示

图3-2组合曲线

从组合曲线上我们可以得到我们热集成所的能量目标；

需要热公用工程能量为67777.78kW；

需要冷公用工程能量为84472.22kW；

夹点温度81.71℃，105.71℃。

得到总组合曲线如图3-3所示。

图3-3总组合曲线

通过对总组合曲线进行判断，可以得出流程内部换热后，需要达到的最高温度在254.3℃以下，因此只需要蒸汽进行加热即可，同时为了节约成本，应该使用多种品味蒸汽以降低高品位蒸汽消耗，因此我们热公用工程采用125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽和250℃的高压蒸汽。

需要达到的最低温度为-78.29℃，因此需要采用低温冷冻剂，其他使用循环冷却水即可。

第四章换热网络设计

换热网络的设计，自由度较大，所获得的方案数目众多，但是合理的换热网络需要经过筛选与优化。在设计换热网络时，需要考虑工艺

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