全国化工大赛-恒逸石化杯-乙烯法年产24万吨醋酸乙烯酯生产6-附录三 换热网络设计.doc
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东华科技—恒逸石化杯第十三届全国大学生化工设计竞赛换热网络设计
东华科技—恒逸石化杯
第十三届全国大学生化工设计竞赛
换热网络设计
洛阳师范学院至臻团队
团队成员：杜颍陈艳霞栗童童翟晓惠魏晶晶
指导老师：张丽雷王晔
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附录三换热网络设计
一、绪论
本项目是利用乙烯年产24万吨醋酸乙烯酯，属石油化工，生产中有大量的精制塔。原料的预热，反应器的保温或冷却，精制过程及产品的冷却储存均消耗大量能量。经济因素是建设项目中的决定性条件之一，因此更需要考虑运行成本等问题。公用工程消耗在运行成本中占有很大部分，因此需要进行换热网络的设计与优化从而降低相应不必要的经济损失。夹点分析是本项目优化换热网络的主要手段，通过对内部流股热量的集成和最大化利用，从而减少公用工程的消耗。
二、工艺流股信息提取
利用AspenEnergyAnalyzer的导入功能将模拟流程导入，删去部分流量过小或能量过小的流股，提取过程中可用于能量集成的工艺流股。
表1工艺过程物流信息表（含双效精制）
过程流股
状态
换热器名称
进口流股温度
/℃
出口流股温度
/℃
热容流率/KJ/(℃h)
换热量
/kW
S8TOS10
↙
B8
140.0
50.0
65766.67
-1644.167
B4FeedToS3
↗
B4
23.4
117.0
23942.31
622.5
B2FeedToS1
↗
B2
91.5
114.1
185132.74
1162.222
S4TOS6
↗
B5
116.2
140.0
361218.487
2388.056
B10TOS13
↙
B10
86.6
19.9
55877.0615
-1035.278
B13TOS21
↗
B13
118.7
122.2
407714.286
397.222
B13TOS20
↙
B13
83.7
24.5
24054.0541
-394.44
B10TOS14
↗
B10
114.0
116.2
2482777.78
1241.389
B16TOS30
↙
B16
74.5
21.9
32110.2662
-469.167
B16TOS31
↗
B16
165.9
171.3
321851.852
482.778
B12Heat
↗
B12
19.9
25.0
1290.39
1.82856
B9Heat
↙
B9
50.0
30.0
169650
-942.5
B7Heat
↙
B7
140.0
139.5-1434.167
表2塔设备物流信息表（含双效精制）
塔位号
换热器类型
进口流股温度/℃
出口流股温度/℃
换热量/kW
E123
冷凝器
-24.97
-24.11
19.5278
E121
再沸器
23.38
117.0
622.5
E129
再沸器
116.2
140.0
238.8056
E118
冷凝器
50.00
30.00
942.5
E120
再沸器
165.9
171.3
482.778
E128
再沸器
174.0
174.0
0
E119
再沸器
118.7
122.2
396.389
E113
冷凝器
140.0
96.88
791.667
E115
冷凝器
86.6
23.47
2.944
E125
冷凝器
96.88
63.4
640.2778
E127
再沸器
19.93
25.00
1.828556
E131
冷凝器
63.40
50.00
212.36111
E116
冷凝器
86.60
23.47
1012.778
E126
冷凝器
74.52
22.23
463.6111
E124
冷凝器
74.52
22.23
4.55
E130
冷凝器
22.23
21.87
0.93167
E117
冷凝器
83.70
24.54
395.556
三、确定能量目标
将上述工艺流股信息输入到AspenEnergyAnalyzerV8.4中，对最小传热温差进行经济评估，获得总费用–最小传热温差关系曲线如图1所示。
图1总费用与Δtmin关系曲线（含双效精馏）
选取最小传热温差为20摄氏度，得到的组合曲线如图2所示。
图2温焓图（优化前含双效精制）
从上得出结论：夹点温度为26℃和117.5℃，需要冷公用工程298889kW，热公用工程294445kW。得到总组合曲线如下所示：
图3总组合曲线