38万吨石油气资源化利用项目4.初步设计说明书附录一：物料衡算.docx

初步设计说明书附录一：物料衡算

38万吨石油气资源化利用项目

38万吨石油气资源化利用项目

团队名称：三峡大学逆天队指导老师：

团队名称：三峡大学逆天队

指导老师：胡为民、李德莹、晏佳莹、刘杨、王龙

团队成员：肖雯、张胜、王秋圆、梁莹、邹丹

完成时间：2017年7月

初步设计说明书附录一：物料衡算

目录

TOC\o1-3\h\z\u 1

克劳斯氨法脱硫 1

1. 总论 3

2.衡算目的 3

3.衡算方法 3

4.物料衡算一览表 5

4.1低温甲醇洗工段 5

4.1.1低温甲醇吸收塔 5

4.1.2H2S精制压缩机 6

4.1.3H2S精制塔 7

4.2克劳斯回收工段 8

4.2.1燃烧炉 8

4.2.2克劳斯一级分离器 9

4.2.3克劳斯二级反应器 10

4.2.4克劳斯二级分离器 11

4.2.5克劳斯三级反应器 12

4.2.6克劳斯三级分离器 13

4.3尾气吸收工段 14

4.3.1SO2吸收塔 14

4.3.2亚硫酸铵反应器 15

4.3.3亚硫酸铵精制塔 15

总论

本项目使用东营石大科技集团炼油过程中产生的中间气体为主要原料，制得纯度为99.8%的硫磺，年产量为38万吨，副产品为硫酸铵。

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，从而定量地评述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是否合理。

2.衡算目的

工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。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、产品和副产品的产量，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打基础。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。

3.衡算方法

工艺设计中，物料衡算是在\t/_blank工艺流程确定后进行的。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、产品和副产品的产量，生产过程中各阶段的消耗量以及组成，进而为\t/_blank热量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础。

物料衡算是以\t/_blank质量守恒定律为基础对\t/_blank物料平衡进行计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统(体系)的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。

物料衡算通式如式：

∑G投入=∑G产品+∑G回收+∑G流失

式中：∑G投入—投入系统的物料总量；

∑G产品—系统产出的产品和副产品总量；

∑G流失—系统中流失的物料总量；

∑G回收—系统中回收的物料总量。

其中产品量应包括产品和副产品：流失量包括除产品、副产品及回收量以外各种形式的损失量，\t/_blank污染物排放量即包括在其中。

系统中物料衡算一般表达式为：

系统中的积累=输入-输出+生成-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所示：

物料横算式适用范围

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

4.物料衡算一览表

4.1低温甲醇洗工段

4.1.1低温甲醇吸收塔

项目

进料1

进料2

出料1

出料2

温度℃

50

25

49.9578

50.0332

压力Mpa

1.85

1.05

1.85

1.825

相态

液

气

汽液

汽液

气相分率

0

1

0.0006

0.0002

液相分率

1

0

0.9994

0.9998

总摩尔流量kmol/h

462

0.0635

452.0535

452.0535

总质量流量kg/h

22401.743

0.1233

22401.8712

22401.8712

总体积流量cum/