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PAGE22新乡瑞达年产4万吨醋酸乙烯项目物料衡算一览表
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郑州大学烯酯浪
郑州大学烯酯浪团队
物料衡算一览表
1.概述
本项目采用醋酸与乙炔常压下反应制备醋酸乙烯的工艺路线，合成纯度为99.96％wt的醋酸乙烯，年产量为4万吨，副产丙酮、乙醛。
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，通过对整个生产系统、生产车间，以及部分重要的生产单元进行物料衡算精算出主、副产品的产量，原材料的消耗定额、“三废”排放量及组成，以及产品收率等各项经济技术指标，从而定量地评述初步设计所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理。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。
醋酸乙烯合成工段示意图
醋酸、乙炔回收工段示意图
产物精制工段示意图
图1-1全流程分工段模拟流程示意图
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
在稳定状态下，有：
dF
注：
FIN—
FOUT—
GR—
CR—
3.物料衡算目的和任务
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。对于已有装置，物料衡算可以弄清原料的来龙去脉，找出生产中的薄弱环节，为改进生产、完善管理提供可靠的依据和明确方向，并可作为检查原料利用率及三废处理完善程度的一种手段。
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.各工段物料衡算
4.1醋酸乙烯合成工段
表1醋酸乙烯合成工段总物料衡算表
项目
进口物料
出口物料
0104
0107
0109
流股信息
醋酸原料
乙炔原料
粗产物
Phase
Liquid
Vapor
Vapor
Temperature（℃）
75
75
100
Pressure（bar）
1
1
1.4
VolumeFlow（L/min）
495.9776
945580
894377
MoleFlow（kmol/hr）
510
1959.999
2421.527
MassFlow（Kg/hr）
29786.06
51034.22
80820.3
Enthalpy（cal/sec）
29971200MassFlowkg/hr
CH3COOH
29425.75
0
22228.26
C2H2
0
51034.22
48987.64
C4H6O2
0
0
5130.723
H2O
360.3056
0
560.7109
CO2
0
0
1325.937
CH3CHO
0
0
837.1876
CH3COCH3
0
0
1749.848
MassFrac
CH3COOH
0.9879035
0
0.2750331
C2H2
0
1
0.6061304
C4H6O2
0
0
0.063483
H2O
0.0120964
0
0CO2
0
0
0.0164059
CH3CHO
0
0
0.0103586
CH3COCH3
0
0
0.021651
总计
80820.28
80820.3
4.1.1醋酸乙烯反应器
图2醋酸乙烯反应器工艺流程图
表2醋酸乙烯反应器物料衡算表
项目
进口物料
出口物料
0111
0112
Phase
Vapor
Vapor
Temperature（℃）
150
180
Pressure（bar）
1
1
VolumeFlow（L/min）
1448330
1513590
MoleFlow（kmol/hr）
2469.998
2410.401
MassFlow（Kg/hr）
80820.25
80820.25
Enthalpy（cal/sec）16212200
MassFlowkg/hr
CH3COOH
29425.75
25846.81
C2H2
51034.19
49482.42
C4H6O2
0
5130.723
H2O
360.3056
360.3056
CO2
0
0
CH3CHO
0
0
CH3COCH3
0
0
MassFrac
CH3COOH
0.3640889
0.3198061
C2H2
0.631453
0.612252
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