年产8万吨醋酸乙烯酯项目8-能量集成与换热网络优化.docx
中石化集团四川维尼纶厂分厂年产8万吨醋酸乙烯酯项目
湖北工业大学易燃易爆队
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中石化四川维尼纶厂分厂年产8万吨醋酸乙烯酯项目湖北工业大学易燃易爆队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
中石化四川维尼纶厂分厂
年产8万吨醋酸乙烯酯项目
湖北工业大学易燃易爆队
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
能量集成与换热网络设计指导老师
能量集成与换热网络设计
指导老师：唐强孙丹范明霞闵捷胡兵
团队成员：余文卉陆江锋鲁佳丽严静兰张枫楷
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 2
第二章换热网络设计 3
2.1物流信息提取 3
2.2夹点分析 6
2.3换热网络设计 8
第三章节能效果 11
第一章概述
我国国民经济正处于一个高速发展的时期，这就不可避免地出现能源消耗的大幅度上升。当前我国的能源消费量已超过世界能源消费总量的10%，但是我国的人均能源消费量仅约为世界平均水平的50%，这种情况表明未来我国经济发展所面临的能源问题将更加突出、更加严峻。为了保证国民经济持续、快速、健康地发展，必须合理、有效地利用能源，不断提高能源利用效率。
在大型过程系统中，存在大量需要换热的流股，一些物流需要被加热，一些物流需要被冷却。大型过程系统可以提供的外部公用工程种类繁多，如不同压力等级的蒸汽，不同温度的冷冻剂、冷却水等。为提高能量利用率，节约资源与能源，就要优先考虑系统中各流股之间的换热、各流股与不同公用工程种类的搭配，以实现最大限度的热量回收，尽可能提高工艺过程的热力学效率。
热集成网络的分析与合成，本质上是设计一个由热交换器组成的换热网络，使系统中所有需要加热和冷却的物流都达到工艺流程所规定的出口温度，使得基于热集成网络运行费用与换热设备投资费用的系统总费用最小。
第二章换热网络设计
2.1物流信息提取
选择相变点进行物流分段，通过AspenEnergyAnalyzerV9的自动导入功能物流信息进行提取，并手动检查物流信息，增删部分物流，选择公用工程的类型及温度。对第一、第二工段和第三、第四、第五工段的物流提取信息提取见表2-1、表2-2所示。
表2-1第一、二工段物流提取信息(热集成优化前)
过程流股
物流符号
进口温度/℃
出口温度/℃
热容流率（kJ/C·h）
换热量（kJ/h）
102-1_To_103
↑
30
169
6940229.033
203-4_To_301-1
↓
220
150
43416.73543
3039171.48
201_To_202
↑
82.892771
160
40940.54586
3156812.045
312-1_To_REC2
↑
15
30
14909.68215
223645.2323
ToReboiler@T201_TO_301-3
↑
87.90232
99.686015862
ToReboiler@T202_TO_310-3
↓
38.8657887
33.7173835
7043.166578
36261.07543
ToCondenser@T201_TO_301-2
↓
61.9268166
27.066024338
ToCondenser@T202_TO_310-2
↓
49.8877961
46.0804073
62548.05574
238144.7669
F201_heat
↓
39.048423
15
81338.5238
1956063.227
R101_heat
↑
183.816646
220
423793.084922
R2_heat
↑
220
220.5
2362.578638
1181.289319
R4_heat
↓
220
219.5
1445.543443
722.7717217
R3_heat
↓
220
219.5
450732.3586
225366.1793
表2-2第三、四、五工段物流提取信息(热集成优化前)
过程流股
物流符号
进口温度/℃
出口温度/℃
热容流率（kJ/C·h）
换热量（kJ/h）
304-4_To_304-4-1
↓
76.5260197
37
1919942.412
302-1_To_307-1
↓
79.4935311
11
1560579.515
304-2_To_304-5
↓
69.2748481
30
1780713.396
ToReboiler@T302_TO_303-3
↑
123.970612
130.665584
7340781