全国化工大赛-恒逸石化杯-宜化集团石化年产10万吨醋酸乙烯酯项目附录2-物料衡算说明书.docxVIP

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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

宜化集团化工分公司

——年产10万吨醋酸乙烯酯项目

物料衡算计算书

湖北工业大学酯气东来团队

李朋洋邱积武韦飞云喻思梦周翠玉

指导老师：闵捷张运华胡兵熊剑庞海霞

目录

物料衡算书 2

1.1总述 2

1.2物料衡算的原理和准则 2

1.3物料衡算任务 3

1.4工段物料数据 3

物料衡算书

1.1总述

本项目中采用乙炔气相法制取醋酸乙烯，并利用副产的二氧化碳生产碳酸钙，

最终得到纯度为99.9%（W）的醋酸乙烯，年产量为10万吨，并联产9.7万吨，纯度为99.9%（W）的碳酸钙。

在项目前期，确定了该生产所采用的工艺与流程后，需要进一步对该项目进行定量计算。通过对整个生产系统、生产工段、以及各个重要的生产单元进行详细的物料衡算，计算得到各个产品的实际产量与规格，各个原料的实际消耗定额，“三废”的排放量及组成，从而定量的评述初步设计阶段所采用的生产工艺是否合理，先进，并通过衡算所得数据，来进一步对各个阶段所采用的设备进行初步设计。

1.2物料衡算的原理和准则

物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。

对于已经达到稳定的体系：

（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）

利用上述关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。

物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如下表所示：

表1.2.1物料衡算式适用范围

总衡算式

总质量衡算式

适用

适用

总物质的量衡算式

适用

不适用

组分衡算式

组分质量衡算式

适用

不适用

组分物质的量衡算式

适用

不适用

元素原子衡算式

元素原子质量衡算式

适用

不适用

元素原子物质的量衡算式

适用

不适用

由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。

1.3物料衡算任务

从原料入厂到产品输出，本项目主要工艺路线可分为如下7个工段：

电石制取乙炔工段、醋酸乙炔反应工段、气液粗分离工段、CO2去除工段、乙炔精馏回流工段、醋酸乙烯精馏工段、醋酸精馏回流工段。

对于本分厂，采取年开工333天（8000小时）的连续操作，其中一年内的四~五周（约30天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：

（1）确定醋酸乙烯、醋酸等产品的实际产量以及质量指标；

（2）确定乙炔、乙酸的循环量以及损失率等指标；

（3）确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；

（4）各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；

（5）汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务

1.4工段物料数据

1.4.1醋酸乙炔反应工段

1.原料进行反应（R0101）

表1.4.1平推流反应器进出料流股条件表

项目

进料

出料1

温度，℃

220

220

压力，MPa

1.4

1.4

气相分率

1

1

表1.4.2R0101物料衡算表

组分

质量流率kg/hr

质量分率

进料

出料1

进料

出料1

乙炔

900

708.481

0.7872

0.2263

水

46

141.76

0.0143

0.0452

醋酸

2250

1837.44

0.7040

0.5870

醋酸乙烯

0

161.999

0.0000

0.0517

二氧化碳

0

125.28

0.0000

0.0400

乙醛

0

29.52

0.0000

0.0094

丙酮

0

125.28

0.0000

0.0400

1.4.2粗分离工段

1.F0201气液分离器

表1.4.3F0201进出料流股条件表

项目

进料

出料1

出料2

温度，℃

25

25

25

压力，MPa

1

0.5

0.5

气相分率

0.268

1

0

表1.4.4F0201物料衡算表

组分

质量流率kg/hr

质量分率

进料

出料1

出料2

进料

出料1

出料2

乙炔

708.481

690.923

17.558

0.2263

0.0079

0.7583

水

141.76

4.565

137.195

0.0452

0.0618

0.0050

醋酸

1837.44

30.357

1807.08

0.5870

0.8144

0.033