大连石化1.5亿火炬气资源化脱硫项目5-1附录一物料平衡计算书.docxVIP

中石油大连石化分公司

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1.5亿Nm3/a火炬气资源化脱硫项目

物料平衡计算书

物料平衡计算书

附录一

附录一

指导教师

指导教师：刘华彦、章渊昶、周猛飞

团队成员：徐磊、钱婕、孟成伟、楼红枫、冯少华

浙江工业

浙江工业大学Sense8团队

大连石化1.5亿Nm3/a火炬气资源化脱硫项目物料平衡计算书

浙江工业大学Sense8团队PAGE\*Arabic4/SECTIONPAGES30

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.1概述 1

1.2物料衡算目的 1

1.3物料衡算方法 1

1.4总项目衡算 2

1.4.1物料衡算任务 2

1.4.2深度脱硫工段 3

1.4.3甲硫醇合成工段 12

1.4.4甲硫醇分离精制工段 15

1.4.5总物料衡算 27

1.5总结 29

1.1概述

本项目主要通过对含硫化氢的炼厂火炬气进行达标深度脱硫处理，被脱出的硫化氢气体经过提浓与甲醇为主要原料，通过催化反应工艺合成纯度为99.9%的甲硫醇，年产量为3640吨，经过脱硫的净化火炬气送往瓦斯管网燃烧供热。

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精算出主、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。

1.2物料衡算目的

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。

1.3物料衡算方法

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+生产-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1-1所示：

表1-1各衡算方法适用情况

类别

物料衡算形式

无化学反应

有化学反应

总衡算式

总物流衡算式

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

由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。

1.4总项目衡算

从火炬气入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下3个工段：

深度脱硫工段、甲硫醇合成工段、甲硫醇精制工段。

1.4.1物料衡算任务

对于本厂，工艺采取年开工350天（8400小时）的连续操作，其中一年内的两周（约14天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：

确定甲硫醇以及副产品的实际产量以及质量指标；

确定硫化氢、甲醇、甲基二乙醇胺的循环量以及损失率等指标；

确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；

各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；

汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务。

1.4.2深度脱硫工段

深度脱硫工段

深度脱硫工段

图1-1深度脱硫工段

表1-2深度脱硫工段总物流衡算表

进出口

进口

出口

流股编号

0101

0311

0141

PURGE

ZHONG

SWEETGAS

0201

流股信息

含硫废气

含惰硫化氢

补充水

驰放气

重烃气

净化气

高浓硫化氢

Temperature℃

30

16.1

30

16.1

30

43.2

20

Pressurebar

1.2

8

1

8

1.2

20

1.2

VaporFrac

1

0.987

0

0.987

0

1

1

MoleFlowkmol/hr

799.561

11.682

3.941

0.03