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指导老师：金放殷霞王建芝李辉物料平衡书年产10万吨醋酸乙烯项目江苏华中气体有限公司分公司卓稀团队夏开星
指导老师：金放殷霞王建芝李辉
物料平衡书
年产10万吨醋酸乙烯项目
江苏华中气体有限公司分公司
卓稀团队
夏开星欧阳坤侯路遥徐见刘雨格
第十三届全国大学生化工设计竞赛
2019年“东华科技—恒逸石化杯”
目录
TOC\o1-3\h\z\u1.概述 1
2.物料衡算的目的与原理 2
3.各工段物料衡算 3
3.1醋酸乙烯合成工段 3
3.2气体分离工段 4
3.3乙炔和醋酸乙烯回收工段 5
3.4醋酸乙烯精制工段 6
4.总流程物料衡算 7
5.总结 9
江苏华中气体有限公司分公司年产10万吨醋酸乙烯项目物料平衡书
PAGE9
1.概述
本项目采用传统的乙炔法制醋酸乙烯路线，以徐州特种气体厂的产物乙炔提纯并和从华鲁恒升化工股份有限公司采购的醋酸合成高纯度醋酸乙烯。
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模拟流程如图1所示。
图1全流程模拟图
本流程主要分为四个工段，分别是醋酸乙烯合成工段、气体分离工段、乙炔和醋酸乙烯回收工段、醋酸乙烯精制工段。本场所需主要设备有反应器、气液分离器、吸收塔、精馏塔、泵、压缩机、换热器、蒸发器、搅拌釜等，涉及到的原料有乙炔、醋酸等，输入整个系统的能量主要有电能、加热介质带入的能量等，输出的能量主要有冷却剂带走的能量和输出物料的焓。
2.物料衡算的目的与原理
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。
系统的物料衡算以质量守恒为理论基础，研究某一系统内进出物料量及组成的变化，即：
系统累积的质量=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
d
当系统无化学反应发生时，有
d
在稳定状态下，有
d
3.各工段物料衡算
3.1醋酸乙烯合成工段
图2醋酸乙烯合成工段工艺流程图
表1醋酸乙烯合成工段总物料衡算表
项目
单位
进口物料
出口物料
乙炔原料
冰醋酸原料料
合成产物
C2H2
HAC
0104
相态
Vapor
Liquid
Vapor
温度
C
25
25
166.220992
压力
bar
1.01325
1.01325
1.2159
质量流量
kg/hr
27842
25618
53460
C2H2
kg/hr
27752
0
23406.58332
HAC
kg/hr
0
25618
15904.73987
ALD
kg/hr
0
0
184.066873
VAC
kg/hr
0
0
13877.54893
H20
kg/hr
90
0
5.396416941
CO2
kg/hr
0
0
2.012168376
C3H6O
kg/hr
0
0
2.655472639
CR-ALD
kg/hr
0
0
50C4H6O3
kg/hr
0
0
16C6H10O4
kg/hr
0
0
10体积流量
cum/hr
25970.71528
2339119.69462
总计
kg/hr
55684
55684
3.2气体分离工段
图3气体分离工段工艺流程图
表2气体分离工段全物料衡算表
项目
单位
进口物料
出口物料
合成产物
洗气醋酸
洗气出料
闪蒸出料
0104
0202
0203
0204
相态
Vapor
Liquid
Vapor
Liquid
温度
C
166.220992
90
-2.535350526
84压力
bar
1.2159
1.2
1.15
1.15
质量流量
kg/hr
53460
4200
25666.24613
184706.1946
C2H2
kg/hr
23406.58332
0
23338.19408
1.28E-05
HAC
kg/hr
15904.73987
4200
2455995.82224
ALD
kg/hr
184.066873
0
179.7247189
2.869050206
VAC
kg/hr
13877.54893
0
2116.048119
128434.5361
H20
kg/hr
5.396416941
0
4.670438183
2.881669205
CO2
kg/h
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