全国化工大赛-恒逸石化杯-皖维集团年产8.7万吨醋酸乙烯酯生产建设项目7-节能优化与换热网络设计.docxVIP

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2024-11-20 发布于四川
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全国化工大赛-恒逸石化杯-皖维集团年产8.7万吨醋酸乙烯酯生产建设项目7-节能优化与换热网络设计.docx

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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\u1概述 1

2换热流股和公用工程的确定 2

3确定能量目标 4

4换热网络的设计与优化 9

5变压热耦合精馏及热泵精馏节能分析效果 13

6节能综合效益分析 17

7总结 18

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1概述

本项目为安徽皖维公司分厂，以主厂副产物醋酸甲酯为反应原料与合成气反应，实现醋酸乙烯，醋酸与醋酸酐的联产。因原料的预热、产品的降温、精馏塔分离都是非常耗能的过程，故运行成本是其中一个很重要的考核参数，其中很重要的一部分是公用工程的消耗，通过换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现对内部流股热量的集成和最大化利用，减少公用工程的消耗。

本项目采用醋酸甲酯与合成气进行羰基化反应制得二醋酸亚乙酯（EDA）,再由EDA经反应精馏催化裂解制得醋酸乙烯（VAc）的工艺，该工艺由醋酸甲酯粗原料预处理工段、二乙酸亚乙酯（EDA）合成工段、EDA裂解制醋酸乙烯及产物提纯工段共三个工段组成。为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。我们运用AspenEnergyAnalyzerV10软件来进行换热网络的设计，并且寻找有效节能的措施，从而最大限度地降低成本。

从整个工艺流程来看，本项目需要较大量的冷公用工程，主要冷却介质为冷却水，而热公用工程主要用于流股的预热及塔釜的再沸器加热等过程，所使用的热公用工程为0.5MPa、150℃的低压蒸汽、1.0MPa、180℃的中压蒸汽以及280℃的导热油。

所用公用工程均来自安徽皖维公司的资料和数据分析。冷公用工程使用本项目厂区内的循环水站产生，热公用工程由本项目厂区公用工程站提供。为了充分集成过程中的热量，本项目在预处理工段上采用变压热耦合精馏的方式节省能量，在产品提纯工段采用热泵精馏的方式进行节能，同时设计全厂换热网络来提高能量集成的效果。

本项目采用热泵技术、变压精馏热耦合技术、夹点分析技术，节省冷公用工程36.69%，热公用工程节省38.64%。

2换热流股和公用工程的确定

开始进行过程流股的提取，其中需要注意的是应将中间流股和塔设备的流股分开来看，其中排除几个流股不输入，例如EDA合成反应器R201需要冷公用工程降温，在本项目公用工程统计时依然会考虑这部分冷公用工程。过程流股提取如下：

表2-1过程流股物流信息表（不含热泵、热耦合精馏）

过程名称

进口温度/℃

出口温度/℃

热负荷/kW

S44_To_S45

65.6

20.0

287.78

S49_To_S50

131.0

20.0

1004.65

S57_To_S58

101.7

244.89

S54_To_S55

131.0

101.7

707.53

S02_To_S03

58.4

58.3

1367.09

S21_To_S15

120.0

11163.54

S27_To_S28

109.5

1556.98

表2-2塔设备物流信息表（不含热泵、热耦合精馏）

塔位号

换热器类型

进口温度/℃

出口温度/℃

热负荷/kW

T101

Condenser

53.9

53.6

42108.48

T101

Reboiler

69.6

70.8

41891.63

T102

Condenser

121.5

24130.33

T102

Reboiler

131.9

132.9

27753.36

T201

Condenser

102.3

93.0

2698.17

T201

Reboiler

130.6

142.0

6430.20

T202

Condenser

111.4

109.5

6200.63

T202

Reboiler

202.8

211.6

6938.02

T203

Condenser

179.3

178.9

4721.78

T203

Reboiler

231.6

235.5

4970.78

T301

Condenser

136.2

102.2

25427.40

T301

Reboiler

145.7

150.5

15614.19

T302

Condenser

21.1

20.6

1164.46

T302

Reboiler

112.9

120.0

1743.63

T303

Condenser

103.1

84.2

9858.30

T303

Reboiler

143.7

145.2

10014.10

T304

Condense

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