全国化工大赛-恒逸石化杯-云南省安宁市安宁化工年产 12 万吨 VAM附录二能量衡算计算书.docVIP

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皖西学院

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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大赛

云南省安宁市安宁化工年产12万吨VAM

设计团队皖西学院 亚砜团队指导老师

设计团队

皖西学院 亚砜团队

指导老师

李刚金俊成王小艳徐光年

团队成员

柯家骏张莹宋云飞何勇潘赛赛

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能量衡算计算书

目录

能量衡算计算书 1

1.1概述 2

1.2热量衡算原理 2

1.3热量衡算任务 3

1.4原流程热量衡算 4

1.4.1反应工段 4

1.4.1.1E101原料预热器 4

1.4.1.2E102原料预热器 4

1.4.1.3E103原料预热器 5

1.4.1.4E104原料预热器 5

1.4.1.5R101反应器 6

VAM粗制工段 6

1.4.2.1E201冷却器 6

1.4.2.2E202冷却器 7

1.4.2.3E203 7

1.4.2.4E204 8

1.4.2.5C201压缩机 8

1.4.2.6T202 8

VAM精制工段 9

1.4.3.1E301 9

1.4.3.2T301 9

1.4.3.3T302 10

1.4.4乙烯回收工段 10

1.4.4.1T401 10

1.4.4.2T402 11

1.4.4.3S401 12

1.5总结 12

1.1概述

拟建一套年产量12万吨的VAM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。

1.2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：

∑Qin=∑Qout+∑Ql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；

∑Ql——表示损失热量的总和。对于连续系统：

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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。安宁化工年产12万吨VAM项目能量平衡计算书。

1.3热量衡算任务

在进行VAM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。

1.4原流程热量衡算

1.4.1反应工段

1.4.1.1E101原料预热器

表1-1热负荷表

W

Q

HeatDuty（KW）

0

4261.1259

表1-2股焓变计算表

In

Out

物流编号

CH3COOH1

2

Temperature（℃）

25

116.596

Pressure（bar）

1

1

VaporFrac

0

1

MoleFlow（kmol/hr）

440.5

440.5

MassFlow（kg/hr）

25273.7

25273.7

VolumeFlow（cum/hr）

24.4167

14274.3

Enthalpy（Gcal/hr）

-47.4651

-43.8012

1.4.1.2E102原料预热器

表1-3热负荷表

W

Q

HeatDut