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目录
TOC\o1-3\h\u第一章概述 1
第二章原始工艺流股提取 2
第三章原始工艺流股的能耗分析 2
第四章工艺流程的改进 4
第五章改进工艺流股的提取及分析 5
第六章热网络设计 8
第七章节能技术利用总结 11
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概述
本项目是天津石化炼油厂分公司产生的炼厂干气为原料，经分离提纯得到高纯度的乙烯，将其通过与氧气、醋酸反应转化成附加值高、需求量大的产品醋酸乙烯酯。该项目采用国外先进的乙烯气相氧化法路线，传统的乙烯法路线主要有Bayer法和USI法，两者都采用气相固定床工艺，技术流程也很相似，它们的区别在Bayer法催化剂以Pd-Au为主体，硅胶为催化剂载体，反应压力为0.5~1.1MPa；而USI法催化剂以Pd-Pt为主体，采用α-Al2O3为载体，反应压力为常压。由于Bayer法具有醋酸单程转化率高、催化剂活性高、选择性好等优点，目前工业生产中大部分采用Bayer法。
目前，乙烯法由于具有副产物少，设备腐蚀性小，催化剂活性高，产品质量好等优点而占主导地位。运行操作成本是一个重要评价参数。原料的预热、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。
本项目工艺由干气除杂、乙烯精制、醋酸乙烯酯合成、醋酸乙烯酯精制四个工段组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。为此，我们运用AspenEnergyAnalyzerV9.0软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。
通过对本项目工艺流股温位和换热要求的分析，为了尽可能降低系统能耗费用以及母厂可供公用工程的来源，本换热网络需要的冷公用工程包括循环冷却水、空气和冷冻剂，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽均可由厂区公用工程站和冷冻站提供，形成与母厂的公用工程集成。
通过对系统工艺流股的能耗分析，为了尽可能地利用组合曲线平台区潜热，在工艺流程中采用了流股间换热和热泵技术，并进一步进行了换热网络的集成和优化。
原始工艺流股提取
根据所设计的工艺流程的Aspen模拟结果，由AspenEnergyAnalyzerV9.0分析后提取的流股如下表1和表2所示。表中并不包含反应器R0301、R0302以所需的换热要求，其解决方案在下节工艺流股能耗分析中进一步说明。
表2-1工艺过程物流信息表（不含节能措施）
过程流股
加热器名称
进口温度/℃
出口温度/℃
热负荷/KW
0105To0106
E0101
38.15
100
2487.2
0209To0210
E0201
12.81
-20
5172.55
0307To0308
E0302
24.75
165
19456.97
0312To0313
E0303
170.00
10
26062.06
0316To0317
E0304
201.14
15
1657.38
0329To0330
E0305
17.25
120
398.84
0402To0404
E0401
149.60
5
9037.89
表2-2塔设备物流信息表（不含节能措施）
塔位号
换热器类型
进口温/℃
出口温度/℃
负荷/（KW）
T0201
Condenser
-24.88
-44.53
2635.21
T0401
Condenser
167.03
149.59
8463.84
T0403
Condenser
225.89
-51.27
24664.93
T0405
Condenser
58.22
-2.05
711.92
T0406
Reboiler
71.89
175.40
30739.44
原始工艺流股的能耗分析
在AspenEnergyAnalyzerV10中评估了最小传热温差对系统经济性的影响，获得系统总费用与最小传热温差的关系曲线如图2所示。
图3-1总费用-最小传热温差关系曲线图（不含节能措施）
由图1可以看出，传热温差为17℃时总费用最小，因此选取最小传热温差为17℃。在此最小传热温差下的过程组合曲线见图2，总组合曲线如图3-2所示。
图3-2
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