145kta醋酸乙烯资源化项目7-附录一 物料衡算与能量衡算一览表.docVIP

洛化丰东145kt/a醋酸乙烯项目BowArrow团队

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洛阳丰东气体2019“东华科技-恒逸石化杯

洛阳丰东气体

2019“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

团队成员：郑诚寇建耀黄吉丁雅新连春晓

指导老师：吕和坤陈垒赵龙涛王非陈振宇

河南工程学院

BowArrow团队

145kt/a醋酸乙烯资源化项目物料衡算和能量衡算

145kt/a醋酸乙烯资源化项目

物料衡算和能量衡算

目录

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物料衡算 1

第一章概述 1

第二章物料衡算原理 1

第三章物料衡算任务 1

第四章物料衡算表 2

4.1反应工段 2

4.2VAC初分工段 9

4.3乙醛精制工段 16

4.4VAC精制工段 19

能量衡算 25

第一章概述 25

第二章能量衡算原理 26

第三章能量衡算任务 26

第四章能量衡算表 27

4.1反应工段能量衡算 27

4.2VAC初分工段能量衡算 34

4.3乙醛精制工段 41

4.4VAC精制工段 44

物料衡算

第一章概述

本项目通过乙炔和醋酸发生加成反应生成醋酸乙烯产品，同时副产丙酮和乙醛，其中主产品年产量为14.5万吨。

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。

设计过程中利用AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算，Aspenplus全模拟流程如图

第二章物料衡算原理

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流的流量和组成，通过建立有关物料的平衡式和约束式，求出其他未知物流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。

第三章物料衡算任务

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。

第四章物料衡算表

4.1反应工段

4.1.1混合器（M0101）

表4-1混合器(M0101)物料衡算

IN

OUT

StreamsNO

1-04

1-18

1-05

TemperatureC

115.3643065

3591Pressurebar

1

1.5

1

MolarVaporFraction

0

1

0.157600461

MolarLiquidFraction

1

0

0.842399539

MoleFlowskmol/hr

3810.738036

399.7867705

4210.525016

MassFlowskg/hr

227137.4773

10617.95736

237755.4388

C2H2kg/hr

3.29E-36

9891.395811

9891.431001

C2H4O2-1kg/hr

226405.8618

0226406.4575

C4H6O2-1kg/hr

00.501465211

0.528600869

C2H4O-1kg/hr

1.48E-14

0.017237014

0.017237186

H2Okg/hr

731.5883111

103.7966125

835.3689078

C3H6O-1kg/hr

1.24E-05

0.177327578

0.177340291

CO2kg/hr

4.25E-38

621.4584989

621.4581829

4.1.2混合