全国化工大赛-恒逸石化杯-扬子石化年产11万吨醋酸乙烯酯项目05 物料平衡说明书.docx

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目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1

1.1物料衡算目的 1

1.2物料衡算方法 1

第二章总项目衡算 3

2.1物料衡算任务 3

2.2醋酸乙烯酯合成单元 4

2.2.1醋酸乙烯酯合成反应器 8

2.2.2醋酸蒸发塔 10

2.2.3脱水塔 12

2.3分离单元 14

2.3.1共沸精馏塔（T0201） 18

2.3.2醋酸乙烯酯精制塔（T0202） 20

2.3.3醋酸乙烯酯回收塔（T0203） 22

2.4二氧化碳捕集单元 24

2.4.1酸洗塔（T0301） 29

2.4.2二氧化碳吸收塔（T0302） 31

2.4.3二氧化碳解吸塔（T0303） 33

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第一章概述

本项目主要以乙烯、醋酸、氧气为原料，生产年产11万吨的醋酸乙烯酯产品。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。

1.1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。

1.2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下表所示：

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

各物料衡算式

适用

适用

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。

第二章总项目衡算

本项目工艺路线可分为如下三个单元：

（1）醋酸乙烯酯合成单元

（2）分离单元

（3）二氧化碳捕集单元

2.1物料衡算任务

对于本厂，工艺采取年开工333天（8000小时）的连续操作，其中一年内的两个月（约50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：

（1）确定醋酸乙烯酯以及副产品二氧化碳的实际产量以及质量指标；

（2）确定乙烯、醋酸、氧气、工艺水循环量以及损失率等指标；

（3）确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；

（4）各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；

（5）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。

2.2醋酸乙烯酯合成单元

图2-1醋酸乙烯酯合成单元

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表2-1醋酸乙烯酯合成单元总物流衡算表

进出口

进口

出口

流股编号

CH3COOH

REHOAC

C2H4

REC2H4

RC2H4

O2

MIX-1-OU

R0101OUT

T0101D

T0101W

流股信息

补充醋酸

循环醋酸

补充乙烯

循环乙烯1

循环乙烯2

补充氧气

原料混合器

反应气

塔顶气体混合物

塔釜液

Temperature

℃

25

25.4481

30

127.905

43.9583

40

151.847

153.905

146.113

136.711

Pressure

kPag

600

600

1500

1500

1500

1200

800

700