8万吨每年MMA生产项目7.1-能量平衡计算书.docVIP

8万吨/年MMA生产项目能量平衡计算书

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章 总述 1

第二章 热量衡算原理 2

第三章 热量衡算任务 3

第四章 热量衡算 4

4.1 MAL反应工段 4

4.1.1 反应器热量衡算 4

4.1.2 喷淋塔T101热量衡算 4

4.1.3 压缩机C101热量衡算 5

4.1.4 精馏塔T102热量衡算 6

4.1.5 脱水塔T103热量衡算 6

4.2 MMA反应工段 7

4.2.1 合成MMA反应器热量衡算 7

4.2.2 萃取精馏塔T201热量衡算 8

4.2.3 MMA精馏塔T202热量衡算 8

第五章 总结 10

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总述

本项目主要为异丁烯进行氧化反应生成甲基丙烯酸甲酯。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。在全工艺段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能量的消耗、释放和转化。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，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。总之，通过下述能量衡算，可以在后续设计工作中提高热量的利用率，为降低能耗提供主要依据。

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能量平衡方程：

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：

Q+W=∑Hout-∑Hin

其中，

Q——设备的热负荷。

W——输入系统的机械能。

∑Hout——离开设备的各物料焓之和。

∑Hin——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。

热量衡算任务

在进行废气处理及资源化利用装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：

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；

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；

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；

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；

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。

热量衡算

MAL反应工段

反应器热量衡算

表4-SEQ表4-\*ARABIC1流股焓变计算表

IN

OUT

TotalFlowkmol/hr

741.4321

741.3579

TotalFlowkg/hr

24416.58

24416.58

TotalFlowl/min

532161

619446

TemperatureC

250

330

PressureMPa

0.101

0.1

VaporFrac

1

1

LiquidFrac

0

0

SolidFrac

0

0

Enthalpycal/mol

1628.239

-11840.3

Enthalpycal/gm

49.44298

-359.507

EnthalpyGcal/hr

1.207229

-8.77792

Entropycal/mol-K

-1.7725

0.831501

Entropycal/gm-K

-0.05382

0.025247

表4-SEQ表4-\*ARABIC2热量平衡计算一览表

W（Gcal/hr）

Q（Gcal/hr）

Hin（GCAL/HR）

Hout（GCAL/HR）

Error

0

-9.985149

1.207229

-8.77792

0

喷淋塔T101热量衡算

表4-SEQ表4-\*ARABIC3流股焓变计算表

IN

OUT

TotalFlowkmol/hr

444.0675

741.3579

402.6539

782.7715

TotalFlowkg/hr

8000

24416.58

7254.714

25161.87

TotalFlowl/min

138.7334

46521.58

131.0112

364077

Temperature