年产10万吨醋酸乙烯项目7-能量回收的换热网络设计.pdf

2019年“东华科技-恒逸石化杯”

第十三届全国大学生化工设计竞赛

换热网络设计书

人齐发车团队

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

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

合肥工业大学（宣城校区）人齐发车团队

目录

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

合肥工业大学（宣城校区）人齐发车团队

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

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Aspen

EnergyAnalyzerV9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）

1

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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

过程流股加热器名称进口温度/℃出口温度/℃热负荷/KW

0105_To_0106E0103120.735340.8

0108_To_0110E01050552.06

0111_To_0112E010403578.64

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