内蒙古白雁湖化工电石炉尾气资源化利用项目10.附录：物料衡算一览表.docxVIP

2017年“东华科技-陕鼓杯”

第十一届全国大学生化工设计竞赛

内蒙古白雁湖化工电石炉尾气资源化利用项目

内蒙古白雁湖化工

电石炉尾气资源化利用项目

物料衡算一览表

团队名称：太原科技大学风硫倜傥团队

指导老师：史宝萍、程加林、李鹏、郭晓霞、赵玉英

团队成员：刘金超、郭琨、王鸽、赵博、申鹏煜

2017年8月

内蒙古白雁湖化工电石炉尾气资源化利用项目《物料衡算一览表》

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目录

TOC\o1-3\h\z\u1、概述 1

2、物料衡算原理 3

3、物料衡算任务 4

4、物料衡算表 5

4.1耐硫变换工段 5

4.1.1工段总物料衡算 5

4.1.2换热器物料守恒 7

4.1.3硫变换工段换热器物料守恒 13

4.1.4气液分离罐物料衡算 16

4.1.5闪蒸罐物料物料衡算 17

4.2低温甲醇洗工段物料衡算 18

4.2.1低温甲醇洗工段总物料衡算 18

4.2.2换热器物料衡算 21

4.2.3塔物料衡算 29

4.2.4气液分离罐物料衡算 35

4.2.5闪蒸罐物料衡算 37

4.3甲烷化工段物料衡算 38

4.3.1工段总物料衡算 39

4.3.2换热器物料衡算 41

4.3.3反应器物料衡算 50

4.3.4闪蒸罐物料衡算 54

4.3.5塔物料衡算 57

4.4克劳斯制硫工段物料衡算 58

4.4.1克劳斯工段总物料衡算 59

4.4.2换热器物料衡算 61

4.4.3反应器物料衡算 67

4.4.4塔物料衡算 75

1、概述

本项目是以总厂在内蒙古的电石炉尾气为原料，经过耐硫变换、低温甲醇洗，将原料气中的H2和CO变换到合成甲烷的适宜碳氢比，并将其与CO2和H2S分离。分离后，分别经过甲烷化工段和克劳斯制硫工段分别对其进行资源化利用。

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1-1所示。

图1-1全流程模拟流程图

2、物料衡算原理

系统累计的质量＝输入系统的质量－输出系统的质量＋反应生成的质量－反应消耗的质量

假设系统无泄漏，有：

dF

当系统无化学反应发生时，有：

dF

在稳定状态下，有：

dF

注：

FIN—

FOUT—

GR—

CR—

3、物料衡算任务

通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量，原料的消耗量，“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，为后阶段的设计提供依据。

4、物料衡算表

4.1耐硫变换工段

4.1.1工段总物料衡算

表4-1工段总物料衡算表

IN

OUT

Stream

1-1

1-10

1-13

1-15

1-19

1-29

2-63

1-31

TemperatureC

20

250.6

30

250.6

30

40

40

40

PressureMPa

0.1

4

4

4

4

3

0.1

0.1

VaporFrac

1

1

0

1

0

1

1

0

MoleFlowkmol/hr

1422.163

285

2522.139

24266.582

4864.126

2283.833

5.471

20843.998

MassFlowkg/hr

40376.35

5134.355

3.362

1259.204

6.485

56099.979

219.856

28

VolumeFlowcum/hr

34657.538

266.424

-37.902

-301.477

-73.096

1936.735

141.823

-312.366

EnthalpyGcal/hr

-39.426

-16.074

46.826

1.203

46.826

-99.799

-0.467

46.472

MoleFlowkmol/hr

H2S

1.383

9.209212

0.0927732

0.0169229

SO2

0

0

0

COS

0.405

0

0

0

CS2

3.773

04.17127E-05

4.55786E-06

CHN

0.001

0.000506762

2.50564E-05

0.000468181

CO

1194.965

299.625

0.0621539

0CO2

82.509

971.0784

4.699461

0.379677

CH4

7.113

12.90878

01.55025E-05