年产30万吨醋酸乙烯项目8-能量集成及热网络设计.docVIP

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2025-04-12 发布于四川
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年产30万吨醋酸乙烯项目8-能量集成及热网络设计.doc

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2019年“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛设计任务书

中石化集团长城能源化工有限公司

年产30万吨醋酸乙烯项目

能量集成及换热网络设计

烯炔人才团队

翟爱虎、张豫津、韩帅飞、张鹏辉、曹善军

指导老师：李刚、刘丽华、王要令、宋成建、陈英赞

TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1

第二章原始工艺流股提取 2

第三章原始工艺流股的能耗分析 3

第四章改进工艺流股的提取及分析 5

第五章换热网络设计 9

第六章相变潜热利用分析 11

第七章总结 12

中石化集团长城能源化工有限公司年产30万吨醋酸乙烯项目能量集成及换热网络设计

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烯炔人才团队

中石化集团长城能源化工有限公司年产30万吨醋酸乙烯项目能量集成及换热网络设计

烯炔人才团队

第一章概述

本项目的目标是为中国石化长城能源化工（宁夏）有限公司设计一座以乙炔为原料生产醋酸乙烯且与企业的产品体系有效融合的乙炔资源化利用分厂。醋酸乙烯在我国已有超过55年的生产历史，现有生产技术成熟稳定，同时也意味着在先进技术的应用方面具有较大的提升空间。如何绿色发展，有创新的生产已是一个新生问题。

本项目工由vac反应阶段、乙醛提纯、vac提纯、醋酸提纯四个工段组成是流程中主要的热量释放集中在反应工段中，由于在反应中醋酸为过量转化率较低在醋酸提纯所需热功会比较大，有较大的优化空间。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AspenEnergyAnalyzerV9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夹点分析结果对工艺流程进行优化设计，并进一步进行了换热网络的集成和优化，可以回收热量kW，占比46.79%,总计节约能量约Kw。

第二章原始工艺流股提取

根据所设计的工艺流程的Aspen模拟结果，由AspenEnergyAnalyzerV9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-原始工艺流股（全流股模拟不含换热器）.bkp]）。表中并不包含反应器R0201、R0202所需的换热要求，其解决方案在换热器详细设计能耗分析中进一步说明。

表2-1工艺过程物流信息表（不含节能措施）

过程流股

进口温度/℃

出口温度/℃

热负荷/KJ/H

VAC1_To_S14

72.32

25.00

8.99E+05

S5_To_S13

77.84

25.00

2.37E+06

0101B_To_0101H

27.37

200.00

9.84E+07

0301D_To_0301H

-73.69

10.00

2.19E+06

0202R_To_0202H

220.00

50.00

1.00E+08

S4_To_S10

61.92

110.00

3.53E+06

0302G_To_C2

-80.26

20.00

2.29E+05

X1_To_S2

-73.69

20.00

9.82E+05

ACT_To_S15

145.13

25.00

1.08E+05

X2_To_S1

117.44

25.00

1.34E+07

0602W_To_S16

123.20

30.00

8.55E+05

表2-2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/KJ/H

T0402

ToCondenser

117.69

117.44

1.18E+08

T0501

ToCondenser

70.52

64.59

2.86E+07

T0501

ToReboiler

84.17

93.13

2.87E+07

T0402

ToReboiler

144.69

145.13

1.17E+08

T0401

ToCondenser

88.42

73.35

4.20E+07

T0303

ToCondenser

21.06

20.67

1.74E+06

T0401

ToReboiler

123.23

123.50

4.10E+07

T0302

ToReboiler

31.97

34.88

7.47E+05

T0602

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