全国化工大赛-恒逸石化杯-武汉石化新建10.4万吨每年裂解气制醋酸乙烯项目VAC物料衡算计算书(03版).docVIP

第十三届全国大学生化工设计竞赛

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VAC物料衡算计算书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1

第二章物料衡算目的 2

第三章物料衡算方法 3

第四章总项目衡算 4

4.1物料衡算任务 4

4.2裂解气精制及反应工段物料衡算 5

4.2.1乙烯精制塔（T0101） 8

4.2.2洗涤塔（T0102） 9

4.2.3一阶段反应器（R0101） 12

4.2.4混合气（M0101） 13

4.2.5混合气（M0102） 14

4.2.6混合器（M0103） 16

4.2.6混合气（M0104） 17

4.2.8闪蒸罐（V0101） 18

4.2.9闪蒸罐（V0102） 20

4.3乙烯及混酸回收工段物料衡算 22

4.3.1粗分塔（T0201） 24

4.3.2VAC精制塔（T0202） 26

4.3.3醋酸回收塔（T0203） 28

4.3.4分相罐(V0201) 30

4.3.5分相罐（V0202） 31

4.4VAC精制及醋酸回收物料工段 32

4.4.1二氧化碳吸收塔（T0301） 35

4.4.2解吸塔（T0302） 37

4.4.3酸回收塔（T0303） 39

4.4.4混合器（M0301） 41

4.5总物料衡算 43

第五章总结 48

第一章概述

本项目是以裂解气、醋酸和水蒸汽为主要原料，通过催化反应工艺合成纯度为99.8%的醋酸乙烯酯，年产量为10.4万吨，并副产食品级二氧化碳0.253万吨/年，碳酸钾稀溶液12.69万吨/年。

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，从而定量地为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合理性提供基础数据。

第二章物料衡算目的

在工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。其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、主副产品的年产量，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提供基础设计数据。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。

针对于本项目而言，物料衡算的主要目的是为整个工艺流程的热量衡算、其他工艺计算及设备计算提供基础设计数据。

第三章物料衡算方法

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料的流量和组成，通过建立有关物料的平衡式和约束式，求出其他未知物料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+生产-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

总物质的量衡算式

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

由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。

第四章总项目衡算

从原料入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下3个工段：裂解气精制及反应工段、乙烯及混酸回收工段、醋酸乙烯精制及醋酸回收工段。

4.1物料衡算任务

对于本项目，工艺采取年开工333天（8000小时）的连续操作，其中一年内的两周（约31天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：

(1)确定醋酸乙烯酯的实际产量以及质量指标；

(2)确定醋酸，氢氧化钾的循环量以及损失率等指标；

(3)确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；

(4)各主要单元过程的