年产十万吨醋酸乙烯项目5-2附录二能量衡算格式.docVIP

南京醋酸乙烯分公司年产十万吨醋酸乙烯项目能量衡算书

南京醋酸乙烯分公司年产十万吨醋酸乙烯项目能量衡算书

南京醋酸乙烯分公司

年产十万吨醋酸乙烯项目

能量衡算书

湖北工业大学道尔顿队

队员：胡志超顾嘉凯刘润群肖金涛陈诺

指导老师：范明霞胡兵袁颂东江国栋范宜艳

南京醋酸乙烯分公司年产十万吨醋酸乙烯项目能量衡算书

目录

TOC\o1-3\h\z\u1概述 1

2热量衡算原理 4

3热量衡算任务 4

4热量衡算 5

4.1醋酸乙烯合成工段 5

4.1.1醋酸缓冲罐(V0101B) 5

4.1.2乙烯缓冲罐(V0101A) 6

4.1.3醋酸蒸发塔（T0104） 6

4.1.4混合器（V0106） 7

4.1.5醋酸乙烯反应器（R0107） 7

4.1.6换热器（E0103) 8

4.1.7换热器（E0110) 8

4.2乙烯循环回收工段 9

4.2.1酸洗塔（T0201) 9

4.2.2水洗塔（T0202) 10

4.2.3循环气体压缩机（C0204) 10

4.2.4分流器(V0206) 11

4.2.5混合器(V0207) 11

4.3CO2处理工段 12

4.3.1脱气槽(T0302) 12

4.3.2压缩机(C0303) 13

4.3.3换热器(E0304) 13

4.3.4洗涤塔(T0305) 14

4.3.5混合器（V0307） 14

4.3.6二氧化碳反应器（R0308） 15

4.4醋酸循环回收工段 16

4.4.1粗馏塔（T0401） 16

4.4.2萃取精馏塔（T0407） 16

4.4.3冷却器（E0410） 17

4.4.4萃取剂混合器（V0406） 17

4.4.5第一分液器（V0403） 18

4.4.6泵（P0405B） 19

4.5精馏工段 19

4.5.1第一变压精馏塔（T0501) 19

4.5.2第二变压精馏塔（T0503) 20

4.5.3醋酸乙烯精馏塔（T0502) 20

4.5.4乙醛精馏塔（T0504) 21

4.5.5换热器（E0501） 22

4.5.6换热器（E0502） 22

4.5.7分流器（V0502） 23

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1概述

本项目主要以乙烯和醋酸原料制备醋酸乙烯。在已确定化学生产工艺和流程后，由定性阶段转向定量阶段，。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，可以在后续设计工作中提高热量的利用率，为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，并在此基础上完成能量衡算、能量衡算，Aspenplus全模拟流程如下图所示。

图1-1

图1-2

图1-3

图1-4

图1-5

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能量平衡方程：

其中，

——表示输入设备热量的总和；

——表示输出设备热量的总和；

——表示损失热量的总和。

对于连续系统：

Q+W=∑Hout-∑Hin

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之和。

∑Hin——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

在进行年产十万吨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