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新乡瑞达年产4万吨醋酸乙烯项目能量衡算一览表
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章总述 1
第二章热量衡算原理 1
第三章热量衡算任务 2
第四章热量衡算 3
4.1醋酸乙烯合成工段 3
4.1.1反应器热量衡算 3
4.1.2泵热量衡算 4
4.1.3换热器热量衡算 4
4.1.4缓冲罐热量衡算 6
4.2醋酸、乙炔回收工段 9
4.2.1塔设备热量衡算 9
4.2.2换热器热量衡算 11
4.2.3压缩机热量衡算 13
4.2.4泵热量衡算 13
4.2.5缓冲罐热量衡算 14
4.2.6膜分离装置热量衡算 16
4.3醋酸乙烯精制工段 17
4.3.1塔设备热量衡算 17
4.3.2换热器热量衡算 21
4.3.3压缩机热量衡算 22
4.3.5缓冲罐热量衡算 23
4.3.6泵热量衡算 25
第五章小结 26
新乡瑞达年产4万吨醋酸乙烯项目能量衡算一览表
郑州大学烯酯浪团队PAGE21
郑州大学烯酯浪团队
中南
中南大学随变团队
第一章总述
本项目拟建一套年产4万吨醋酸乙烯装置，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。
第二章热量衡算原理
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：
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：
其中，
——设备的热负荷；
——输入系统的机械能；
——离开设备的各物料焓之和；
——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。
第三章热量衡算任务
在进行年产4万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。
第四章热量衡算
4.1醋酸乙烯合成工段
4.1.1反应器热量衡算
4.1.1.1醋酸乙烯合成反应器R0101
表4-1热负荷表
W
Q
HeatDuty（Gcal/hr）
0
-0.5514
表4-2流股焓变计算表
流入
流出
物流编号
0111
0112
Temperature（℃）
150
180
Pressure（bar）
1
1
VaporFrac
1
1
MoleFlow（kmol/hr）
2469.998
2410.401
MassFlow（kg/hr）
80820.25
80820.25
VolumeFlow（cum/hr）
86899.68
90815.22
Enthalpy（Gcal/hr）
58.915
58.363
表4-3热量平衡计算一览表
W（Gcal/hr）
Q（Gcal/hr）
Hin（Gcal/hr）
Hout（Gcal/hr）
Error
0
-0.5514
58.915
58.363
0.01
4.1.2泵热量衡算
4.1.2.1原料输送泵P0101
表4-4热负荷表
W
Q
HeatDuty（Gcal/hr）
0
0
表4-5流股焓变计算表
流入
流出
物流编号
0113
0114
Temperature（℃）
75
75
Pressure（bar）
1
1
VaporFrac
0
0
MoleFlow（kmol/hr）
510
510
MassFlow（kg/hr）
29786.06
29786.06
VolumeFlow（cum/hr）
29.75866
29.75866
Enthalpy（Gcal/hr）
-0.05437
-0.05437
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