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十万吨醋酸乙烯项目——能量平衡计算书

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江汉大学叽里呱啦团队队员：张炎、史海港、陈俊、吴正强、禹杰指导老师：邹琳玲、吴宇琼、安良、姚振华、晋梅辽宁抚顺天北化工园区10Wt/a醋酸乙烯生产项目能量平衡计算书2019“

江汉大学叽里呱啦团队

队员：张炎、史海港、陈俊、吴正强、禹杰

指导老师：邹琳玲、吴宇琼、安良、姚振华、晋梅

辽宁抚顺天北化工园区10Wt/a醋酸乙烯生产项目

能量平衡计算书

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

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章能量平衡计算书 2

1.1总述 2

1.2热量衡算的原理和准则 2

1.3热量衡算任务 3

1.4热量衡算 3

1.4.1预处理工段 4

1.4.2反应工段 4

1.4.3二氧化碳吸收工段 5

1.4.4精制工段 5

1.5总结 6

第一章能量平衡计算书

1.1总述

本项目计划建设一套生产醋酸乙烯的装置。在生产过程中，伴随着物料从一个单元进入另一个单元，发生质量传递的同时也进行能量传递。我们通过对整个流程中的能量进行衡算，从而进一步定量的描述，便于我们根据设备的热负荷选型，确定在流程中的能量输入位置、整体的公用工程耗量、能量利用效率等。通过能量衡算，我们可以进一步发现过程中能量利用不合理的环节，从而有助于我们进行换热网络设计，在当前能源危机的背景下进行能量的最大化回收。

1.2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：

其中，

——表示输入设备热量的总和；

——表示输出设备热量的总和；

——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。

1.3热量衡算任务

在进行尾气处理装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：

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。

1.4热量衡算

我们对于各个工段的主要能量设备进行能量衡算（流股名为ASPEN上所标物流号）

1.4.1预处理工段

表1.1T101热量衡算表

位置

冷凝器

再沸器

Q

热负荷Gcal/hr

0

7.828442

7.828442

物流焓变

流股名

07

08

15

013

焓值Gcal/hr

-100.632

16.881

-0.176

-75.746

∑HinGcal/hr

-83.751

∑HoutGcal/hr

-75.922

热量平衡

Q

IN

OUT

ERROR

7.828442

-83.751

-75.922

0

1.4.2反应工段

表1.2R201热量衡算表

热负荷Gcal/hr

-23.2554

物流焓变

流股名

010

012

焓值Gcal/hr

-72.10433

-95.35975

∑HinGcal/hr

-72.10433

∑HoutGcal/hr

-95.35975

热量平衡

Q

IN

OUT

ERROR

-23.2554

-72.10433

-95.35975

0

1.4.3二氧化碳吸收工段

表1.3T402热量衡算表

位置

冷凝器

再沸器

Q

热负荷KW

0

3200

3200

物流焓变

流股名

S10

S9

S11

焓值KW

-174330

-4650

-166480

∑HinKW

-174330

∑HoutKW

-171130

热量平衡

Q

IN

OUT

ERROR

3200

-174330

-171130

0

1.4.4精制工段

表1.4T503热量衡算表

位置

冷凝器

再沸器

Q

热负荷Gcal/hr

-231物流焓变

流股名

052

056

054

050

055

焓值Gcal/hr

-