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年产8万吨醋酸乙烯和11.3万吨醋酸项目能量集成与换热网络设计.docxVIP

年产8万吨醋酸乙烯和11.3万吨醋酸项目能量集成与换热网络设计.docx

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    中石化年产8万吨醋酸乙烯和11.3万吨醋酸项目能量集成及换热网络设计

    2019“东华科技-恒逸石化杯”

    第十三届全国大学生化工设计竞赛

    中国石化集团四川维尼纶厂分厂

    年产8万吨醋酸乙烯和11.3万吨醋酸项目

    能量集成及换热网络设计

    nova5c团队

    团队成员：姬续征冯昊何承浩贺腾飞袁子茜

    指导老师：杜俊平张建强蔡立芳李亚坤韩光鲁

    目录

    TOC\o1-3\h\z\u1概述 1

    2原始工艺流股提取 1

    3原始工艺流股的能耗分析 3

    4工艺流程的改进 4

    5改进工艺流股的提取和分析 4

    6换热网络设计 8

    7热泵技术分析 11

    8隔壁塔精馏技术分析 12

    9节能技术利用总结 14

    10总结 15

    nova5cPAGE16

    nova5c

    1概述

    本项目采用新型的醋酸甲酯羰基化制醋酸乙烯路线，直接以川维厂天然气制乙炔过程中产生的合成气以及生产PVC过程中产生的副产醋酸甲酯为原料合成醋酸乙烯并联产醋酸。运行操作成本是一个重要评价参数。原料的预热、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。

    本项目工艺由醋酸甲酯羰基化车间、EDA裂解车间、EDA合成车间三个车间组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。为此，我们运用AspenEnergyAnalyzerV8.4软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。

    通过对本项目工艺流股温位和换热要求的分析，为了尽可能降低系统能耗费用以及母厂可供公用工程的来源，本换热网络需要的冷公用工程包括循环冷却水、空气和冷冻剂，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽、250℃的高压蒸汽，均可由厂区公用工程站和冷冻站提供，形成与母厂的公用工程集成。

    通过对系统工艺流股的能耗分析，为了尽可能地利用组合曲线平台区潜热，在工艺流程中采用了热泵技术。通过对分离过程各物质物性及分离量分析，在醋酸、EDA、醋酐分离过程中采用隔壁塔精馏技术。可以回收热量35139.4kW，占比28.53%。隔壁塔精馏、热泵的采用消耗了约258.17kW，总计节约能量约34881.23kW。

    2原始工艺流股提取

    根据所设计的工艺流程的Aspen模拟结果，由AspenEnergyAnalyzerV8.4分析后提取的流股如下表1和表2所示（物流号及设备标号参照[1-全流程模拟（不含热泵精馏、隔壁塔精馏技术、不含换热网络）.bkp]）。表中并不包含反应R0301所需的换热要求，其解决方案在下节工艺流股能耗分析中进一步说明。

    表1工艺过程物流信息表（不含节能措施）

    过程流股

    加热器名称

    进口温度/℃

    出口温度/℃

    热负荷/KW

    P0101OUT_To_E0101OUT

    E0101

    41.11

    168

    4100

    C0103OUT_To_E0102OUT

    E0102

    416.8

    168

    3224

    C0104OUT_To_E0103OUT

    E0103

    602.1

    168

    1920

    F0101G_To_E0104OUT

    E0104

    5

    25

    22.41

    V0101OUT_To_E0105OUT

    E0105

    110.6

    5

    2930

    P0105OUT_To_E0106OUT

    E0106

    5

    70

    978.8

    T0101W_To_E0107OUT

    E0107

    154.5

    70

    1099

    P0301OUT_To_E0201OUT

    E0201

    119.5

    119.3

    99.68

    P0205OUT_To_E0202OUT

    E0202

    175.7

    180

    25.75278

    P0206OUT_To_E0203OUT

    E0203

    139.9

    140

    54.1

    M0203OUT_To_E0301OUT

    E0301

    55.08

    180

    426.1

    C0301OUT_To_E0302OUT

    E0302

    184.8

    60

    886.1

    T0301D_To_E0303OUT

    E0303

    109.2

    180

    382.5

    表2塔设备物流信息表（不含节能措施）

    塔位号

    换热器类型

    进口温/℃

    出口温度/℃

    负荷/（KW）

    T0101

    Reboiler

    145.9

    107

    2032.5

    T0101

    Condenser

    55.37

    47.13

    1017.222

    T0102

    Reboiler

    164.5

    168.3

    7111.111

    T0102

    Condenser

    -37.4

    -38.2

    5883.333

    T0103

    Reboiler

    75.9

    77.8

    476.944

    T0103

    Condenser

    20

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