年产11万吨醋酸乙烯酯项目06能量衡算说明书.doc
年产11万吨醋酸乙烯酯项目能量衡算说明书
合肥师范学院今烯何烯队
目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 1
1.1总述 1
1.2热量衡算原理 1
1.3热量衡算任务 2
第二章热量衡算 3
2.1醋酸乙烯酯合成工段热量衡算 3
2.1.1泵热量衡算 3
2.1.2换热器热量衡算 4
2.1.3塔热量衡算 5
2.1.4反应器热量衡算 7
2.1.5罐能量衡算 8
2.2分离工段热量衡算 8
2.2.1泵热量衡算 8
2.2.2换热器热量衡算 12
2.2.3塔热量衡算 14
2.2.4罐热量衡算 16
2.3二氧化碳捕集工段热量衡算 17
2.3.1泵热量衡算 17
2.3.2换热器热量衡算 18
2.3.3塔热量衡算 20
2.3.4罐能量衡算 22
2.3.5压缩机能量衡算 23
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第一章概述
1.1总述
本项目为南京扬子石化分厂年产11万吨醋酸乙烯酯项目。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热量的消耗、释放和转化。其中的热量变换数量关系可以从热量衡算求得，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。总而言之，通过下述热量衡算，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
本项目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：
其中，
——设备系统的机械能
——输入系统的机械能
——离开设备的各物料焓之和
——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
在以乙烯、醋酸和氧气制备醋酸乙烯酯的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：
（1）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）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、供水等提供设备条件
（3）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）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）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。
第二章热量衡算
其中，每个设备名称后括号内黑色字为Aspen模拟设备位号，红色字为设备一览表里的设备位号。具体热量衡算如下所示：
2.1醋酸乙烯酯合成工段热量衡算
2.1.1泵热量衡算
2.1.1.1醋酸进料泵（P0101）（P-0101）
表2-1热负荷表
W
Q
HeatDuty(KW)
31.318
0
表2-2流股焓变计算表
In
Out
物流编号
V0101W
P0101OUT
Temperature（℃）
25.40
26.24
Pressure（MPa）
600
1600
VaporFrac
0
0
MoleFlow（kmol/hr）
1320.588
1320.588
MassFlow（kg/hr）
79277.621
79277.621
VolumeFlow（cum/hr）
76.0714
76.1470
Enthalpy（Gcal/hr）
-145.80
-145.77
表2-3热量平衡计算一览
Total
Units
In
Out
Rel.diff
Mole-flow
kmol/hr
1320.58878
1320.58878
0
Mass-flow
kg/hr
79277.6213
79277.6213
0
Enthalpy
kW
-169569.587
-169538.269
-0.000184691901
2.1.1.2脱水塔油相进料泵（P0102）（P-0102）
表2-4热负荷表
W
Q
HeatDuty(KW)
3.598
0
表2-5流股焓变计算表
In
Out
物流编号
VAC-RECY
P010