年产10万吨醋酸乙烯项目7-能量回收的换热网络设计.docx
皖维高新年产10万吨醋酸乙烯项目
能量回收的换热网络设计
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合肥工业大学（宣城校区）人齐发车团队
合肥工业大学（宣城校区）人齐发车团队
2019年“东华科技-恒逸石化杯”
换热网络设计书人齐发车团队团队成员：戚良元孙大雨杜芮羽曹操马旭指导老师：姚运金徐超杨则恒姚鑫胡桂菊
换热网络设计书
人齐发车团队
团队成员：戚良元孙大雨杜芮羽曹操马旭
指导老师：姚运金徐超杨则恒姚鑫胡桂菊
皖维高新材料股份有限公司
年产10万吨醋酸乙烯项目换热网络设计书
目录
TOC\o1-3\h\z\u能量回收的换热网络设计 1
概述 1
一、工艺流股提取 1
二、确定能量目标 2
三、换热网络设计 6
四、热泵蒸发分析 9
五、总结 12
能量回收的换热网络设计
概述
本项目为依托皖维高新本厂建设的醋酸乙烯生产分厂，运行操作成本是一个重要评价参数。原料的预处理，产品的精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。
本项目采用乙炔法制醋酸乙烯工艺。该工艺由原料预处理、醋酸乙烯合成、醋酸乙烯精制、乙醛精制四个工段组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。为此，我们运用AspenEnergyAnalyzerV9软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。
本项目需要的冷公用工程包括冷却水和-10℃冷冻盐水，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽，和250℃的高压蒸汽，均可由厂区公用工程站和冷冻站提供。
为了充分集成过程中的热量，本项目在醋酸乙烯精制工段采用了热泵蒸发技术。热泵蒸发充分利用了温差小、跨夹点传热的蒸发器，通过改变二次蒸汽温位使原本不能换热的流股有换热的可能，从而提高了可回收能量的比率，实现了较大程度的节能。
通过热泵蒸发及热集成技术，节能10971.79kW，能量回收率28.44%，所需热公用工程为13838.21kW，所需冷公用工程为13770kW，实现了较大程度的能量回收利用。
一、工艺流股提取
提取过程中可用于能量集成的工艺流股，如下表所示。
表1-1工艺过程物流信息表（不含节能措施）
过程流股
加热器名称
进口温度/℃
出口温度/℃
热负荷/KW
0105_To_0106
E0103
120.7
35
340.8
0108_To_0110
E0105
0
5
52.06
0111_To_0112
E0104
0
35
78.64
0205_To_0209
E0203
94.1
119.9
735.4
0209_To_0211
E0204
119.9
135
326.8
0206_To_0204
E0205
230.0
225
122.6
0208_To_0203
E0206
0.0
5
47.31
0216_To_0219
E0202
35.4
136.9
3154
0309_To_0201
E0302
117.6
35
343.8
0401_To_0414
E0405
25
3
40.46
表1-2塔设备和其他设备物流信息表（不含节能措施）
塔位号
换热器类型
进口温/℃
出口温度/℃
负荷/（KW）
T0101
Reboiler
120.3
120.7
1221
T0101
Condenser
104.2
77.8
817.1
T0201
Cooler
47.2
-1.0
6729
T0301
Reboiler
84.9
87.0
311.6
T0301
Condenser
52.2
11.8
47.63
T0302
Reboiler
117.6
118.1
2882
T0302
Condenser
74.0
70.3
2896
T0303
Reboiler
72.5
72.8
5486
T0303
Condenser
66.9
52.6
5435
T0304
Reboiler
113.2
116.3
1938
T0304
Condenser
72.3
71.8
1939
T0402
Reboiler
61.8
94.4
163.9
T0402
Condenser
41.8
28.7
28.55
T0403
Reboiler
41.5
54.3
24.78
T0403
Condenser
21.3
21.0
23.42
V0204
Cooler
7.0
0.0
206.8
V0102
Cooler
5.0
0.0
52.