全国化工大赛-恒逸石化杯-义马气化厂年产10万吨醋酸乙烯项目5-2附录二 能量平衡书.docxVIP

义马气化厂年产10万吨醋酸乙烯分厂项目能量衡算书

碳为冠酯

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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

义马气化厂年产

义马气化厂

年产10万吨醋酸乙烯分厂项目

指导老师：白净李奕帆张亚涛

指导老师：白净李奕帆张亚涛

团队成员：李厦厦李笑艳孙楠李卫卫李昀航

指导老师：白净李奕帆张

指导老师：白净李奕帆张亚涛李涛

团队成员：李厦厦李笑艳孙楠李卫卫李昀航

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目录

TOC\o1-3\h\z\u一、概述 3

二、热量衡算的原理 4

三、热量衡算任务 5

四、热量衡算 6

4.1醋酸甲酯的合成工段 6

4.1.1精馏塔（T0101） 6

4.1.2反应器（R0101） 7

4.1.3精馏塔（T0102） 8

4.2双醋酸亚乙酯的合成与精制工段 8

4.2.1换热器（E0203） 8

4.2.2压缩机（C0203） 9

4.2.3压缩机（C0202） 11

4.2.4压缩机（C0201） 12

4.2.5分离器（S0203） 13

4.2.6换热器（E0204） 14

4.2.7换热器（E0201） 16

4.2.8换热器（E0202） 17

4.2.9换热器（E0205） 18

4.2.10混合器（M0201） 19

4.2.11混合器（M0202） 20

4.2.12混合器(M0203) 22

4.2.13混合器(M0204) 23

4.2.14精馏塔(T0201) 24

4.2.15精馏塔(T0202) 25

4.2.16精馏塔(T0203） 27

4.2.17精馏塔(T0204) 28

4.2.18精馏塔(T0205) 29

4.2.19反应器(R0201) 30

4.2.20反应器(R0202) 31

4.2.21分离器(S0202) 32

4.2.22分离器(S0201) 34

4.3醋酸乙烯的合成与精制工段 36

4.3.1精馏塔（T0301） 36

4.3.2精馏塔（T0302） 37

4.3.3精馏塔（T0303） 38

4.3.4反应器（R0301） 39

一、概述

本项目为义马气化厂年产10万吨醋酸乙烯酯分厂的建设项目，主要原料来源为总厂煤化工产品甲醇和醋酸。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。

二、热量衡算的原理

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：

∑Qin=∑Qout+∑Qi

其中，

∑Qin——表示输入设备热量的总和；

∑Qout——表示输出设备热量的总和；

∑Qi——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。

三、热量衡算任务

在10万吨醋酸乙烯酯的生产过程中，所利用装置的热量衡算，主要通过定量计算完成下述基本任务。

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；

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；

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；

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；

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。

四、热量衡