全国化工大赛-恒逸石化杯-云南省安宁市安宁化工年产 12 万吨 VAM附录一物料平衡表.docx

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皖西学院

皖西学院

2019“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计大赛

云南省安宁市安宁化工年产12万吨VAM

物料平衡计算书

设计团队皖西学院

设计团队皖西学院亚砜团队

指导老师李刚金俊成王小艳徐光年

团队成员柯家骏张莹宋云飞何勇潘赛赛

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章物料平衡计算书 1

1.1概述 1

1.2物料衡算原理及准则 2

1.3总项目核算 3

1.3.1物料衡算任务 3

1.3.2VAM合成工段 4

1.3.3VAM粗提工段 6

1.3.3VAM精制工段 8

1.3.废气回收工段 10

1.4总结 12

物料平衡计算书

1.1概述

本项目利用乙烯为主要原料合成醋酸乙烯，最终可制得纯度为99.6%的醋酸乙烯。在确定整个工艺流程后，经AspenPlus的全流程模拟，获得了更为准确的数据，由定型阶段转为定量阶段。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，技术上是否先进，为后阶段的设计提供数据。

1.2物料衡算原理及准则

物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系，通常满足以下关系：

（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）

当系统中有化学反应时可表示为：

（进料量之和）-（出料量之和）+（反应消耗量）-（反应生成量）=（系统累积量）

利用以上两个关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。

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物料衡算式适用范围

类别

物料衡算形式

无化学反应

有化学反应

总衡算式

总质量衡算式

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。

1.3总项目核算

从原料入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下四个工段：

VAM反应工段，VAM粗提工段，VAM精制工段，废气回收工段。

1.3.1物料衡算任务

对于本厂，工艺采取年开工300天（7200小时）的连续操作，其中一年内的四~五周（约30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）确定对产品醋酸乙烯酯的实际产量以及质量指标；

（2）确定醋酸，乙烯等主要物料的消耗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。

1.3.2VAM合成工段

图1.1VAM合成工段

表1.2VAM合成工段总物料衡算

1.3.3VAM粗提工段

图1.2VAM粗提工段

表1.3VAM粗提工段总物料衡算

1.3.4VAM精制工段

图1.3VAM精制工段

表1.4VAM精制工段总物料衡算

1.3.5废气回收工段

图1.4废气回收工段

表1.5废气回收工段总物料

1.4总结

通过对工段以及单个单元操作的物料平衡计算，我们得到了原料、产品、三废处理量，具体数据如下所示：

表1-6原料消耗量

序号

名称

消耗量

1

主要原料

乙烯

1.225万t/a

2

醋酸

2.384万t/a

3

辅助原料

空气

表1-7高纯度异丁烯及副产品的产量和质量指标

产品

产量万吨/年

质量纯度%（wt）

质量指标%(wt)

高纯度醋酸乙烯酯

12

99.6%

99.4

表1-8三废处理量

排放物

处理量万t/年

废气

2.3万

废水

0.79万