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年产65800吨醋酸乙烯酯及综合利用项目物料衡算

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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

年产65800吨醋酸乙烯酯及

综合利用项目

物料衡算

物料衡算

团队学校：武汉工程大学

设计团队：烃说队

参赛成员：蒲帅田世林刘发发欧佳龙王叶指导老师：喻发全李辉殷霞王建芝

目录

TOC\o1-3\h\u305671.概述 1

277762.物料衡算原理 2

25643.物料衡算任务 3

7014.物料衡算表 4

35064.1醋酸乙烯酯合成工段 4

47724.1.1E101的物料衡算 4

170994.1.2反应器R101物料衡算 5

92354.2二氧化碳处理工段 6

243084.2.1T201的物料衡算 6

139054.2.2T202的物料衡算 7

275674.3醋酸回收工段 9

242924.3.1T301的物料衡算 9

149214.4洗涤工段 11

318074.4.1E401的物料衡算 11

82824.4.2T401的物料衡算 12

7114.4.3T402的物料衡算 14

23574.5醋酸乙烯酯提纯工段 15

243104.5.1T502的物料衡算 15

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1.概述

本项目拟建一套年6.58万吨醋酸乙烯酯的装置，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热量的消耗、释放和转化。其中的热量变换数量关系可以从热量衡算求得，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。总而言之，通过下述热量衡算，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。

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全模拟流程如图1-1所示。

图1-1全厂工艺流程图

2.物料衡算原理

系统累计的质量＝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：

dF

当系统无化学反应发生时，有：

dF

注：

—进入系统的物料流率；

—流出系统的物料流率；

—反应产生物料速率；

—反应消耗物料速率。

3.物料衡算任务

通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量，原料的消耗量，“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，为后阶段的设计提供依据。

4.物料衡算表

4.1醋酸乙烯酯合成工段

4.1.1E101的物料衡算

In

Out

物流编号

S2

S3

Temperature（℃）

24.7834

172.5

Pressure（bar）

7

7

VaporFrac

1

1

MoleFlow（kmol/hr）

1807.8949

1807.8949

MassFlow（kg/hr）

51456

51456

VolumeFlow（cum/hr）

6171.19

9484.64

Enthalpy（Gcal/hr）

20.14

23.32

MassFlow（kg/hr）

CH2=CH2

45472

45472

O2

5984

5984

4.1.2反应器R101物料衡算

In

Out

物流编号

S5

S8

Temperature（℃）

166.34

172.5

Pressure（bar）

7

7

VaporFrac

1

1

MoleFlow（kmol/hr）

2463.44

2395.2217

MassFlow（kg/hr）

90823

90823

VolumeFlow（cum/hr）

11917.19

11941.8359

Enthalpy（Gcal/hr）

-45.46

-60.9764

MassFlow（kg/hr）

CH2=CH2

1620.89

40688.2716

O2

187.01

547.2985

CH3COOH

655.54

31184.8344

CO2

0

3000.4877

VAC

0

11538.7912

H2O

0

3653.2760

CH2CHCHO

0

5.4090

MAC

0

7.1471

CH3CHO

0

118.4846

C6H10O4

0

70.4990

EAC

0

8.5004

4.2二氧化碳处理工段

4.2.1T201的物料衡算

In

O