年产10万吨醋酸乙烯项目附录2能量平衡书.docxVIP

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指导老师:金放殷霞王建芝李辉能量平衡书年产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

指导老师:金放殷霞王建芝李辉

能量平衡书

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.热量衡算原理 1

3.热量衡算任务 2

4.热量衡算 3

4.1醋酸乙烯合成工段 3

4.1.1E0101 3

4.1.2E0102 4

4.1.3R0101A 5

4.1.4R0101B 6

4.2气体分离工段 7

4.2.1V0201 7

4.2.2T0201 8

4.3乙炔和醋酸乙烯回收工段 9

4.3.1T0301 9

4.3.2E0301 10

4.3.3T0302 11

4.3.4T0303 12

4.4醋酸乙烯精制工段 13

4.4.1P0401 13

4.4.2T0401 14

4.4.3T0402 15

4.4.4T0403 16

5.总结 17

江苏华中气体有限公司分公司年产10万吨醋酸乙烯项目能量平衡书

PAGE17

1.概述

拟建一套乙炔合成醋酸乙烯酯工艺,在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元,在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得,对于新设计的车间,可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。总之,通过下述能量衡算,可以为后续设计工作中提高热量的利用率,降低能耗提供主要依据。

2.热量衡算原理

工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求,遵循基本规范与实际工艺相结合的原则,进行热量衡算书的编制。其中一个主要依据是热量平衡方程:

Q

其中,

Qin——

Qout——

Ql——

对于连续系统:

Q

其中,

Q——设备的热负荷;

W——输入系统的机械能;

Hout——离开设备的各物料焓

Hint——进入设备的各物料焓之和

在进行全厂热量衡算时,是以单元设备为基本单位,考虑由机械能转换、化学反应释放和单纯的物理变化带来的热量变化。最终对全工艺段进行系统级的热量平衡计算,进而用于指导节能降耗设计工作。

3.热量衡算任务

在进行乙炔和醋酸合成醋酸乙烯装置的热量衡算中,主要通过定量计算完成下述基本任务:

①确定工艺单元中物料输送机械(如泵)所需要的功率,以便于进行设备的设计和选型;

②确定精馏等单元操作中所需要的热量或冷量以及传递速率,计算换热设备的尺寸,确定加热剂和冷却剂的消耗量,为后续设计中比如供汽、供冷、供水等专业提供设备条件;

③确定为保持一定反应温度所需移除或者加入的热传递速率,指导反应器的设计和选型;

④提高热量内部集成度,充分利用余热,提高能量利用率,降低能耗;

⑤最终计算出总需求能量和能量的费用,并由此确定工艺过程在经济上的可行性。

4.热量衡算

4.1醋酸乙烯合成工段

4.1.1E0101

表1-1热负荷表

W

Q

HeatDuty(Gcal/hr)

0

7.523

表1-2物流焓变计算表

IN

OUT

单位

0101

C2H2

0102

相态

Liquid

Vapor

Vapor

温度

80

25

190

压力

bar

1.01325

1.01325

1.01325

焓流量

Gcal/hr

1.01325

1.01325

1.01325

摩尔流量

kmol/hr

-48.560

57.789

16.752

质量流量

kg/hr

426.593

1070.828

1497.421

体积流量

cum/hr

25618

27842

53460

表1-3热量平衡计算一览表

W(Gcal/hr)

Q(Gcal/hr)

Hin(Gcal/hr)

Hout(Gcal/hr)

Error

0

7.523

-48.560

57.789

16.752

0

4.1.2E0102

表2-1热负荷表

W

Q

HeatDuty(Gcal/hr)

0

0.670

表2-2物流焓变计算表

IN

OUT

单位

15

HAC

0101

0104

相态

Vapor

Liquid

Liquid

Vapor

温度

190

25

80

166

压力

bar

1.216

1.013

1.013

1.216

焓流量

Gcal/hr

12.372

-49.231

-48.560

11.702

摩尔流

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