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5-2附录二 能量平衡计算书.docxVIP

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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

郑州轻工业大学酯得烯盈团队能量衡算计算书

郑州轻工业大学酯得烯盈团队

指导教师：蔡立芳、孙雨安、李

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

目录TOC\o1-3\h\z\u

目录 1

1.1总述 2

1.2热量衡算原理 2

1.3热量衡算任务 3

1.4热量衡算 3

1.4.1反应工段 3

1.4.2乙烯回收及CO2吸收解析工段 10

1.4.3醋酸乙烯精制及醋酸回收工段 27

1.5总结 29

1.1总述

本项目拟建一座年产量20万吨的醋酸乙烯分厂，采用了清洁无污染的乙烯法制取醋酸乙烯酯，在整个工艺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从热量衡算求得，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。

1.2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。

1.3热量衡算任务

在进行乙烯气相法制醋酸乙烯的热量衡算中，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；

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。

1.4热量衡算

1.4.1反应工段

1.4.1.1压缩机热量衡算

（1）C0101乙烯二级压缩机

表1-1热负荷表

Totalwork

Totalcoolingduty

Q

HeatDuty（Gcal/hr）

7.458

-0.051

0

表1-2流股焓变计算表

In

Out

物流编号

1

S0101

TemperatureC

25

178.1

Pressurebar

1

6.6

VaporFrac

1

1

MoleFlowkmol/hr

3976.23

3976.23

MassFlowkg/hr

111548.2

111548.2

EnthalpyGcal/hr

49.663

57.07

表1-3热量平衡计算一览

Totalwork（Gcal/hr）

Totalcoolingduty（Gcal/hr）

Q（Gcal/hr）

Hin（Gcal/hr）

Hout（Gcal/hr）

Error

7.458

-0.051

0

49.663

57.07

0

（2）C0102氧气二级压缩机

表1-4热负荷表

Totalwork

Totalcoolingduty

Q

HeatDuty（Gcal/hr）

0.342

-0.051

0

表1-5流股焓变计算表

In

Out

物流编号

3

S0103

TemperatureC

25.000

268.200

Pressurebar

1.000

6.600

VaporFrac

1.000

1.000

MoleFlowkmol/hr

164.918

164.918

MassFlowkg/hr

5277.178

5277.178

EnthalpyGcal/hr

-0.001

0.291

表1-6热量平衡计算一览

Totalwork（