全国化工大赛-陕鼓杯-镇海炼化年产九万吨甲基丙烯酸甲酯项目 6-1附录一 物料平衡计算书.doc
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镇海炼化
年产九万吨甲基丙烯酸甲酯项目
物料平衡计算书
指导教师:杨欣韩媛媛杨时颖肖美添
团队成员:沈佳磊叶蒸诚王慧周小琪陈淳
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目录
TOC\o1-3\h\z\u1.物料衡算目的 1
2.物料衡算方法 1
3.物料衡算任务 1
4.全装置物料衡算表 2
5.分工段物料衡算 3
5.1甲基丙烯醛合成工段 3
5.2甲基丙烯酸甲酯合成工段 4
5.3产品分离精制工段 6
5.4甲醇回收工段 7
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1.物料衡算目的
本项目拟建一套年产9万吨的甲基丙烯酸甲酯装置。工艺设计中,物料衡算是在工艺流程确定后进行的。目的是根据原料与产品之间的定量转化关系,计算原料的消耗量,各种中间产品、产品和副产品的产量,生产过程中各阶段的消耗量以及组成,进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础。对于已有装置,物料衡算可以弄清原料的来龙去脉,找出生产中的薄弱环节,为改进生产、完善管理提供可靠的依据和明确方向,并可作为检查原料利用率及三废处理完善程度的一种手段。
2.物料衡算方法
物料衡算是根据质量守恒定律,利用某进出化工过程中某些已知物流的流量和组成,通过建立有关物料的平衡式和约束式,求出其他未知物流的流量和组成的过程。系统中物料衡算一般表达式为:
系统中的积累=输入-输出+生成-消耗
式中,生成或消耗项是由于化学反应而生成或消耗的量;积累量可以是正值,也可以是负值,当系统中积累量不为零时称为非稳定状态过程;积累量为零时,称为稳定状态过程。稳定状态过程时,可以简化为:
输入=输出-生成+消耗
对无化学反应的稳定过程,又可表示为:
输入=输出
3.物料衡算任务
(1)确定甲基丙烯酸甲酯以及副产品的实际产量以及质量指标;
(2)确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标;
(3)各主要单元过程的物料衡算,并指导工艺设备的尺寸确定;
(4)汇总全流程物料衡算,数据用于完成物料流程图等后续设计任务。
4.全装置物料衡算表
图4-1总流程图
表4-1项目总物料平衡表
入方
单位kg/h
单位t/d
单位104t/a
选择性氧化反应进料空气
45525.927
1092.62
36.420742
新鲜异丁烯
7500
180
6
新鲜水蒸气
3422.903
82.1497
2.7383224
补充水
2669.739
64.0737
2.1357912
新鲜甲醇
5523.706
132.569
4.4189648
氧化酯化反应进料空气
8667.075
208.01
6.93366
总计
73309.35
1759.42
58.64748
出方
单位kg/h
单位t/d
单位104t/a
净化干气
2148.11
51.55
1.72
吸收废气
43422.556
1042.14
34.738045
反应废气
7558.567
181.406
6.0468536
精馏废气
280.438
6.73051
0.2243504
脱水塔塔底外排水
9132.1
219.17
7.30568
膜分离排水
1845.478
44.2915
1.4763824
分子筛吸附水
5.436
0.13046
0.0043488
甲基丙烯酸甲酯
11064.775
265.555
8.85182
总计
73309.35
1759.42
58.64748
5.分工段物料衡算
5.1甲基丙烯醛合成工段
图5-1甲基丙烯醛合成工段
表5-1甲基丙烯醛合成工段物料平衡表
入方
出方
物流说明
反应进料空气
新鲜异丁烯
新鲜水蒸气
补充水
冷却气
温度℃
25
30
100
30
69.3
压力bar
1.013
1.013
1.013
1.013
1.216
气化分率
1
1
1
0
1
摩尔流量Kmol/hr
1578
133.672
190
148.193
2048.903
质量流量Kg/hr
45525.927
7500
3422.903
2669.739
59118.539
体积流量L/min
643130.033
54226.504
96331.3
44.985
797495.795
组分
kg/hr
kg/hr
kg/hr
kg/hr
kg/hr
ISOBU-01
7492.5
371.79
1-BUT-01
7.5
7.5
WATER
3422.903
26