年产8万吨醋酸乙烯酯项目附录五-1-能量平衡计算书(1).doc
年产5万吨甲基丙烯酸甲酯项目——能量计算书
PAGE10
年产8万吨醋酸乙烯酯项目——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
能量平衡计算书
年产8万吨醋酸乙烯酯项目
年产8万吨醋酸乙烯酯项目
参赛队伍：宿州学院——
参赛队伍：宿州学院——宿愿队
参赛队员：李梦如张迪赵子杰蒋国华章越
目录
TOC\o1-3\h\z\u179181.1概述 1
187801.2热量衡算原理 1
25411.3热量衡算任务 2
282631.4热量衡算 2
317171.4.1反应进料工段热量衡算 2
231331.4.2反应工段热量衡算 3
171671.4.3气体分离及脱气工段热量衡算 4
291411.4.4气体处理工段热量衡算 5
29081.4.5产品精制工段热量衡算 7
276331.5总结 9
PAGE1
1.1概述
拟建一套年产8万吨的醋酸乙烯酯装置，在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，对于新设计的车间，可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。总之，通过下述能量衡算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。
1.2热量衡算原理
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
在进行醋酸乙烯装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：
=1\*GB3①确定工艺单元中物料输送机械（如泵）所需要的功率，以便于进行设备的设计和选型；
=2\*GB3②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；
=3\*GB3③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；
=4\*GB3④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；
=5\*GB3⑤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
1.4.1反应进料工段热量衡算
1.4.1.1T0101醋酸蒸发塔
表1-1热负荷表
W
Condenser
Reboiler
Q
HeatDuty（Gcal/hr）
0
0
6.71456
6.715
表1-2流股焓变计算表
in
out
物流编号
5
9
0
10
Temperature（℃）
41.9
141.1
181.7
136.9
Pressure（bar）
16
10.7
8.8
8.5
VaporFrac
0
1
0
1
MoleFlow（kmol/hr）
937.523
4484.94
0.702
5421.49
MassFlow（kg/hr）
56346.7
131157
100
187404
VolumeFlow（cum/hr）
53.618
13186.7
0.11
19427.5
Enthalpy（Gcal/hr）
-102.095
31.98
-0.134
-63.267
表1-3热量平衡计算一览表
W（Gcal/hr）
Q（Gcal/hr）
Hin（Gcal/hr）
Hout（Gcal/hr）
Error
0
6.715
-70.116
-63.401
0
1.4.2反应工段热量衡算
1.4.2.1R0201一段列管式固定床反应器
表1-4热负荷表
W
Q
HeatDuty（Gcal/hr）
0
-6.853
表1-5流股焓变计算表
in
out
物流编号
15
16
Temperature（℃）
177.3
185
Pressure（bar）
7.5
7
VaporFrac
1
1
MoleFlow（kmol/hr）
5