安徽皖维年产14万吨醋酸乙烯酯项目6-附录一 物料平衡一览表.docx
安徽皖维年产14万吨醋酸乙烯酯项目附录一
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附录一物料平衡一览表“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛安徽皖维年产
附录一
物料平衡一览表
“东华科技-恒逸石化杯”
第十三届全国大学生化工设计竞赛
安徽皖维年产14万吨醋酸乙烯酯项目
设计团队：举个栗子
团队成员：吴振宇，谢军，刘航，刘天雄，刘章珍
指导老师：刘祥丽，李国朝，杨涛
目录TOC\o1-3\h\z\u
1.1总述 1
1.2物料衡算的原理和准则 1
1.3物料衡算任务 2
1.4工段物料数据 2
1.4.1原料预处理工段 2
1.4.2醋酸乙烯合成工段 3
1.4.3乙炔分离工段 5
1.5总物料衡算 9
1.1总述
1.2物料衡算的原理和准则
物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系，通常满足以下关系：
（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）
当系统中有化学反应时可表示为：
（进料量之和）-（出料量之和）+（反应消耗量）-（反应生成量）=（系统累积量）
利用以上两个关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。
物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如下表所示：
表1-1物料衡算式适用范围
类别
物料衡算形式
无化学反应
有化学反应
总衡算式
总质量衡算式
适用
适用
总物质的量衡算式
适用
不适用
组分衡算式
组分质量衡算式
适用
不适用
组分物质的量衡算式
适用
不适用
元素原子衡
元素原子质量衡算式
适用
适用
算式
元素原子物质的量衡算式
适用
适用
由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。
1.3物料衡算任务
从原料入厂到产品输出，本项目主要工艺路线可分为如下4个工段：
原料预处理工段、醋酸乙烯合成工段、乙炔分离工段、产品精制工段。
对于本分厂，采取年开工330天（7920小时）的连续操作，其中一年内的四~五周（约30天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：
确定醋酸乙烯的实际产量以及质量指标；
确定软水、醋酸、乙炔的循环量以及损失率等指标；
确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；
各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；
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。
1.4工段物料数据
1.4.1原料预处理工段
表1-1原料混合V0101物料衡算表
IN
OUT
流股编号
E0101out
E0102out
V0101out
温度℃
117.095
120
118.949
压力bar
1
1
1
气相分率
1
1
1
摩尔流量kmol/hr
550
1500
2050
质量流量kg/hr
32275.7773
39039.4348
71315.2122
体积流量cum/hr
17845.4812
49031.6825
66830.9062
质量流量kg/hr
C2H2
0
39000.3954
39000.3954
CH3COOH
31953.0196
0
31953.0196
VAC
0
0
0
H2O
322.7577
39.03943
361.7972
CH3CHO
0
0
0
ACT
0
0
0
CO2
0
0
0
CR-ALD
0
0
0
质量分率
C2H2
0
0.999
0.54687
CH3COOH
0.99
0
0.44805
VAC
0
0
0
H2O
0.01
0.001
0.005073
CH3CHO
0
0
0
ACT
0
0
0
CO2
0
0
0
CR-ALD
0
0
0
总计kg/hr
71315.2122
71315.2122
1.4.2醋酸乙烯合成工段
表1-2原料预热器E0104物料衡算表
IN
OUT
流股编号
E0103out
E0104out
温度℃
162.826
200
压力bar
1
1
气相分率
1
1
摩尔流量kmol/hr
2050
2050
质量流量kg/hr
71315.212
71315.212
体积流量cum/hr
80645.46740
71860.95133
质量流量kg/hr
C2H2
39000.395
39000.3