全国化工大赛-恒逸石化杯-乙烯法年产24万吨醋酸乙烯酯生产4-附录三 换热网络设计.docx

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换热网络设计洛阳师范学院至臻团队团队成员：

换热网络设计

洛阳师范学院至臻团队

团队成员：杜颍陈艳霞栗童童翟晓惠魏晶晶

指导老师：张丽雷王晔

东华科技—恒逸石化杯

第十三届全国大学生化工设计竞赛

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附录三换热网络设计

一、绪论

本项目是利用乙烯年产22万吨醋酸乙烯酯，属石油化工，生产中有大量的精馏塔。原料的预热，反应器的保温或冷却，精馏过程及产品的冷却储存均消耗大量能量。经济因素是建设项目中的决定性条件之一，因此更需要考虑运行成本等问题。公用工程消耗在运行成本中占有很大部分，因此需要进行换热网络的设计与优化从而降低相应不必要的经济损失。夹点分析是本项目优化换热网络的主要手段，通过对内部流股热量的集成和最大化利用，从而减少公用工程的消耗。

二、工艺流股信息提取

利用AspenEnergyAnalyzer的导入功能将模拟流程导入，删去部分流量过小或能量过小的流股，提取过程中可用于能量集成的工艺流股。

表1工艺过程物流信息表（含双效精馏）

过程流股

状态

换热器名称

进口流股温度

/℃

出口流股温度

/℃

热容流率/KJ/(℃h)

换热量

/kW

S8TOS10

↙

B8

140.0

50.0

65766.67

-1644.167

B4FeedToS3

↗

B4

23.4

117.0

23942.31

622.5

B2FeedToS1

↗

B2

91.5

114.1

185132.74

1162.222

S4TOS6

↗

B5

116.2

140.0

361218.487

2388.056

B10TOS13

↙

B10

86.6

19.9

55877.0615

-1035.278

B13TOS21

↗

B13

118.7

122.2

407714.286

397.222

B13TOS20

↙

B13

83.7

24.5

24054.0541

-394.44

B10TOS14

↗

B10

114.0

116.2

2482777.78

1241.389

B16TOS30

↙

B16

74.5

21.9

32110.2662

-469.167

B16TOS31

↗

B16

165.9

171.3

321851.852

482.778

B12Heat

↗

B12

19.9

25.0

1290.39

1.82856

B9Heat

↙

B9

50.0

30.0

169650

-942.5

B7Heat

↙

B7

140.0

139.5-1434.167

表2塔设备物流信息表（含双效精馏）

塔位号

换热器类型

进口流股温度/℃

出口流股温度/℃

换热量/kW

E123

冷凝器

-24.97

-24.11

19.5278

E121

再沸器

23.38

117.0

622.5

E129

再沸器

116.2

140.0

238.8056

E118

冷凝器

50.00

30.00

942.5

E120

再沸器

165.9

171.3

482.778

E128

再沸器

174.0

174.0

0

E119

再沸器

118.7

122.2

396.389

E113

冷凝器

140.0

96.88

791.667

E115

冷凝器

86.6

23.47

2.944

E125

冷凝器

96.88

63.4

640.2778

E127

再沸器

19.93

25.00

1.828556

E131

冷凝器

63.40

50.00

212.36111

E116

冷凝器

86.60

23.47

1012.778

E126

冷凝器

74.52

22.23

463.6111

E124

冷凝器

74.52

22.23

4.55

E130

冷凝器

22.23

21.87

0.93167

E117

冷凝器

83.70

24.54

395.556

三、确定能量目标

将上述工艺流股信息输入到AspenEnergyAnalyzerV8.4中，对最小传热温差进行经济评估，获得总费用–最小传热温差关系曲线如图1所示。

图1总费用与Δtmin关系曲线（含双效精馏）

选取最小传热温差为20摄氏度，得到的组合曲线如图2所示。

图2温焓图（优化前含双效精馏）

从上得出结论：夹点温度为26℃和117.5℃，需要冷公用工程298889kW，热公用工程294445kW。得到总组合曲线如下所示：

图3总组合曲线图（优化前含双效精