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广西维尼纶集团有限责任公司现有醋酸乙烯酯生产分厂设计技术改造方案项目
广西维尼纶集团有限责任公司
现有醋酸乙烯酯生产分厂设计技术改造方案项目
能量平衡计算书
合肥工业大学烯酯入微团队
团队成员：杨弘宇张乐泉李成何奔陈桂萍
指导老师：姚运金杨则恒范小明张卫新朱文拿
能量平衡计算书
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目录
TOC\o1-3\h\u27061.1总述 1
266201.2热量衡算原理 1
26871.3热量衡算任务 2
294071.4热量衡算 2
24221.4.1乙烯合成工段 2
225941.4.2醋酸乙烯合成工段 8
284391.4.3醋酸乙烯精制工段 12
123151.5总结 16
1.1总述
本项目拟对一套年生产醋酸乙烯为10万吨装置进行技术改造，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热量的消耗、释放和转化。其中的热量变换数量关系可以从热量衡算求得，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。总而言之，通过下述热量衡算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。
1.2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热量平衡方程：
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：
其中，
——设备的热负荷；
——输入系统的机械能；
——离开设备的各物料焓之和；
——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。
1.3热量衡算任务
在进行脱硫并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：
①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；
②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；
③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；
④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；
⑤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。
1.4热量衡算
1.4.1乙烯合成工段
1.4.1.1压缩机热量衡算
（1）C0101粗乙烯一段压缩机
表1-1热负荷表
W
Q
HeatDuty（cal/mol）
2493.863
0
表1-2流股焓变计算表
In
Out
物流编号
0110
0111
Temperature（℃）
53.1
233.9
Pressure（bar）
1.0
10.0
VaporFrac
1
1
MoleFlow（kmol/hr）
381.532
381.532
MassFlow（kg/hr）
11494.780
11491.780
VolumeFlow（L/min）
172516.947
26806.076
Enthalpy（cal/mol）
-7153.101
-4659.238
表1-3热量平衡计算一览
W（cal/mol）
Q（cal/mol）
Hin（cal/mol）
Hout（cal/mol）
Error
2493.863
0
-7153.101
-4659.238
0
（2）C0102粗乙烯二段压缩机
表1-4热负荷表
W
Q
HeatDuty（cal/mol）
1894.359
0
表1-5流股焓变计算表
In
Out
物流编号
0112
0113
Temperature（℃）
25.0
131.9
Pressure（bar）
20
25.3
VaporFrac
0.571
0.231
MoleFlow（kmol/hr）
381.532
381.532
MassFlow（kg/hr）
11491.780
11491.780
VolumeFlow（L/min）
4632.214
3767.446
Enthalpy（cal/mol）
-10381.349
-8486.989
表1-6热量平衡计算一览
W（cal/mol）
Q（cal/mol）
Hin（cal/mol）
Hout（cal/mol）
E
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