全国化工大赛-恒逸石化杯-中石化青岛炼化年产16万吨生物质乙醇制醋酸乙烯酯项目附录5-能量平衡.docxVIP

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第一章总述 1

第二章热量衡算的原理和准则 1

第三章热量衡算任务 2

第四章能量衡算 2

4.1醋酸乙烯合成工段热量衡算 2

4.1.1醋酸乙烯酯合成反应器 2

4.2气液分离工段热量衡算 3

4.2.1气液分离塔 3

4.3醋酸与醋酸乙烯分离工段热量衡算 4

4.3.1液体分离塔 4

4.4二氧化碳分离工段热量衡算 5

4.4.1气体分离塔 5

4.5醋酸精馏回收工段热量衡算 5

4.5.1醋酸精馏塔 5

4.6醋酸乙烯精馏工段热量衡算 6

4.6.1醋酸乙烯一次精馏塔 6

4.6.2醋酸乙烯二次精馏塔 7

4.6.3气液分离器 8

第五章总结 8

第一章总述

拟建一套年产值16万吨的醋酸乙烯酯装置，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。

第二章热量衡算的原理和准则

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：

Q

其中，

——表示输入设备热量的总和；

Qout

Ql

对于连续系统：

Q

其中，

Q——表示输入

W——输入系统的机械能。

Hout

Hin

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

在进行对二甲苯装置的热量衡算中，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.确定反应温度所需移除或者加入的热传递速率，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，由此确定工艺在经济上的可行性。

第四章能量衡算

4.1醋酸乙烯合成工段热量衡算

4.1.1醋酸乙烯酯合成反应器

表4-1热负荷表

-

Q

Heatduty/Gcal/hr

-24.064

表4-2热负荷表

Q

Hin

Hout

Error

-24.064

-22.836

-46.901

0.001

表4-3热股焓变计算表

In

Out

物流编号

13

15

19

TemperatureC

180

40

180.1

Pressurebar

800

1200

850

VaporFrac

1

1

1

TotalFlowkmol/hr

1450.694

914.901

2233.836

续表4-3

TotalFlowkg/hr

52900

26700

79600

TotalFlowcum/hr

6064.06

1830.493

8847.964

EnthalpyGcal/hr

-22.932

0.096

-46.901

∑Hin(Gcal/hr)

-22.836

∑Hout(Gcal/hr)

-46.901

4.2气液分离工段热量衡算

4.2.1气液分离塔

表4-4热负荷表

-

冷凝器

再沸器

Q

Heatduty/Gcal/hr

0

0

0

表4-5热股焓变计算表

In

Out

物流编号

24

23

25

26

TemperatureC

40

40

59.8

41.5

Pressurebar

600

650

298.675

328.675

VaporFrac

0

0.673

1

0

TotalFlowkmol/hr

416.302

2233.836

1546.465

1103.673

TotalFlowkg/hr

25000

79600

46278.152

58321.848

TotalFlowcum/hr

23.738

5246.666

10703.481

59.841

EnthalpyGcal/hr

-45.332

-56.519

-3