山东辰龙能源10万吨醋酸乙烯项目附录6能量集成及换热网络设计.docVIP

山东辰龙能源10万吨/年醋酸乙烯项目能量集成及换热网络设计

GreenLand团队

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

山东辰龙能源分公司

10万吨/年醋酸乙烯项目

能量集成及换热网络设计

GreenLand团队

裴斐李想徐迎迎章先刚

指导老师：鲁俊

PAGEIGreenLand团队

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目录

TOC\o1-3\h\z\u

263661概述 1

270742原始工艺流股提取 1

193213原始工艺流股的能耗分析 3

314224工艺流程的改进 5

308175改进工艺流股的提取及分析 6

7886换热网络设计 10

98117相变潜热利用分析 12

184338节能技术利用总结 13

1019总结 14

PAGE14GreenLand团队

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山东辰龙能源10万吨/年醋酸乙烯项目能量集成及换热网络设计

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GreenLand团队

1概述

本项目是山东滕州辰龙能源集团有限公司醋酸乙烯酯分厂年产10万吨项目，利用乙烯气相法合成醋酸乙烯，采用流化床反应器在Bayer催化剂催化下合成醋酸乙烯酯，再将所得醋酸乙烯酯精馏提纯得到高纯醋酸乙烯酯。运行操作成本是一个重要评价参数。原料的预热、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。

本项目工艺由合成工段、精馏工段和吸收工段三个工段组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。为此，我们运用AspenEnergyAnalyzerV9软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。

通过对本项目工艺流股温位和换热要求的分析，为了尽可能降低系统能耗费用以及母厂可供公用工程的来源，本换热网络需要的冷公用工程包括循环冷却水、空气和冷冻剂，热公用工程包括为120℃的低压蒸汽、170℃的中压蒸汽、250℃的高压蒸汽，均可由厂区公用工程站和冷冻站提供，形成与母厂的公用工程集成。

通过对系统工艺流股的能耗分析，为了尽可能地利用组合曲线平台区潜热，在工艺流程中采用了双效精馏技术，并进一步进行了换热网络的集成和优化，可以回收热量68350kW，占比30.8%,双效精馏技术的采用消耗了约344kW，总计节约能量约20990kW。

2原始工艺流股提取

根据所设计的工艺流程的Aspen模拟结果，由AspenEnergyAnalyzerV9分析后提取的流股如下表2-1所示。表中包含反应器R0101所需的换热要求，其解决方案在下节工艺流股能耗分析中进一步说明。

表2-1工艺过程物流信息表（不含节能措施）

类型

负荷/W

进口温度/℃

出口温度/℃

热侧流体

冷侧流体

Heater

1.80E+07

83

83.1

ToReboiler@T0303_TO_0316

Heater

5.62E+06

85

85.2

ToReboiler@T0302_TO_T0337

Heater

5.48E+07

122.7

122.9

ToReboiler@T0301_TO_T0316WDuplicate

Heater

1.20E+04

145.9

146.1

ToReboiler@T0101_TO_DR0101

Heater

2.31E+07

177.7

185

R0101.R010101_heat

Heater

7.05E+04

25

58

V0315_heat

Cooler

4.97E+04

19.3

1

V0314

Heater

1.00E+05

24

25

V0308_heat

Cooler

2.16E+05

25

-24.7

V0302_heat

Cooler

1.88E+06

40

5

V0210_heat

Cooler

2.64E+05

46.5

40

V0102_heat

Heater

3.42E+04

1

25

0345_To_3047

Cooler

2.04E+06

78

25

0359_To_0360

Cooler

4.21E+05

53

25

0330_To_0341

Cooler

7.10E+04

60.2

53

0330_To_0341

Cooler

2.45E+06

55

25

0310To_0319

Cooler

2.69E+06

81.7

55

0310_To_0319

Cooler

7.30E