年产10万吨醋酸乙烯项目08能量集成及换热网络设计.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

江苏华中气体有限公司分公司

年产10万吨醋酸乙烯项目

能量集成及换热网络设计

卓稀团队

夏开星欧阳坤侯路遥徐见刘雨格

指导老师：金放殷霞王建芝李辉

目录

1.概述1

2.原始工艺流股提取2

3.原始工艺流股的能耗分析3

4.工艺流程的改进5

5.换热网络设计7

6.总结11

江苏华中气体有限公司分公司年产10万吨醋酸乙烯项目能量集成及换热网络设计

1.概述

本项目是江苏华中气体有限公司分公司乙炔利用子项目。该项目采用传统的

乙炔合成醋酸乙烯路线，直接以徐州特种气体厂合成装置将乙炔和醋酸得到高纯

醋酸乙烯，年产10万吨纯度为99.97%的醋酸乙烯。运行操作成本是一个重要评

价参数。原料的预热、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。

本项目工艺由醋酸乙烯合成提纯、气体分离工段、乙炔和醋酸乙烯回收工段、

醋酸乙烯精制工段共四个工段组成。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AspenEnergy

AnalyzerV9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。

通过对本项目工艺流股温位和换热要求的分析，为了尽可能降低系统能耗费

用以及母厂可供公用工程的来源，本换热网络需要的冷公用工程包括循环冷却水、

空气和冷冻剂，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽、250℃

的高压蒸汽和400℃的热油，均可由厂区公用工程站和冷冻站提供，形成与母厂

的公用工程集成。

通过对系统工艺流股的能耗分析，为了尽可能地利用组合曲线平台区潜热，

在工艺流程中采用了双效精馏技术和热泵技术，并进一步进行了换热网络的集成

和优化，可以回收热量8100kW，占比24%,效精馏技术和热泵的采用消耗了约

34kW，总计节约能量约7184kW。

1

江苏华中气体有限公司分公司年产10万吨醋酸乙烯项目能量集成及换热网络设计

2.原始工艺流股提取

根据所设计的工艺流程的Aspen模拟结果，由AspenEnergyAnalyzerV9分

析后提取的流股如下表1和表2所示（物流号及设备标号参照[1-原始工艺流股

（全流股模拟，不含热泵、双效精馏）.bkp]）。表中并不包含反应器R0101、R0201

以及R0401所需的换热要求，其解决方案在下节工艺流股能耗分析中进一步说

明。

表1工艺过程物流信息表（不含节能措施）

加热器

过程流股进口温度/℃出口温度/℃热负荷/KW

名称

0101TO0102E0101801908749.75

HACTO0101E01022580779.57

0203TO0301E0302-2.535.243767

0301TO0302E03015.2320