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年产13万吨醋酸乙烯项目10.附录二能量衡算平衡书.docx

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能量平衡计算书山东滕州木石年产13万吨VAC项目

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山东滕州木石工业园区

年产13万吨醋酸乙烯项目

能量平衡计算书

团队名称：烯瓜要加冰

指导老师：韩永军罗晓强曹云丽王莉李青彬

团队成员：李科瑶陈奎杰崔萍萍张旭张浩花

完成时间：2019年7月19日

TOC1能量恒算的目的 1

2能量恒算的问题 1

3能量恒算遵循的原则 1

4全厂能量衡算 3

4.1进料及反应工段 3

4.1.1进料工段 3

4.1.2VAC反应工段 5

4.2气液分离工段 6

4.3脱碳工段 8

4.4VAC及乙醛精制工段 10

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1能量恒算的目的

对于新设计的生产车间，能量衡算的主要目的是确定设备的热负荷。根据设备的热负荷的大小、所处理物料的性质及工艺要求再选择传热面的形式、计算传热面积、确定设备的主要工艺尺寸。确定传热所需要的加热剂或冷却剂的用量及伴有热效应的温升情况。

对于已投产的生产车间，进行能量衡算是为了更加合理能量利用，以最大限度降低单位产品的能耗。

能量恒算的问题

在化工设计、化工生产中，通过能量衡算可以解决以下问题：

（1）确定物料输送机械（泵、压缩机等）和其他操作机械（搅拌、过滤、粉碎等）所需要的功率，以便于确定输送设备的大小、尺寸和型号。

（2）确定各单元操作过程（蒸发、蒸馏、冷凝、冷却等）所需要的热量或冷量，及其传递速率；计算换热设备的工艺尺寸；确定加热剂或冷却剂的消耗量，为其他专业如供汽、供冷、供水专业提供设计条件。

（3）化学反应常伴有热效应，导致体系的温度上升或下降，为此需确定为保持一定反应温度所需的移出或加入的热传递速率，为反应器的设计及选型提供依据。

（4）为充分利用余热，提高能量利用率，降低能耗提供重要依据，使过程的总能耗降低到最低程度。

（5）最终确定总需求能量和能量的费用，并用来确定这个过程在经济上的可行性。

能量恒算遵循的原则

根据能量守恒定律，任何均相体系在时间内的能量平衡关系，表述如图1-1所示：

图3-SEQ图\*ARABIC1能量衡算原则

热量衡算是能量衡算的一种，在能量衡算中占主要地位。热量衡算的理论依据是热力学第一定律。能量守恒表达式如下：

Q入=

即输入=输出+损失

式中：Q入

Q损

对于连续系统：

Q+W=

式中：Q：设备的热负荷；

W：输入系统的机械能；

Hout

Hin

全厂能量衡算

4.1进料及反应工段

4.1.1进料工段

设计过程中利用AspenPlus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算，Aspenplus全模拟流程如图4-1所示

图4-1反应进料工段工艺示意图

表4-1反应进料工段总能量衡算

项目

进

出

Stream

MoleFlowkmol/hr

5219.61

762.00

71.07

833.07

2782.95

5219.61

MassFlowkg/hr

179293.07

45745.54

4255.00

50000.54

81192.53

179293.03

TemperatureC

260.31

40.00

41.93

134.66

135.00

Pressurebar

700

400

1600

1500

600

VaporFrac

EnthalpykJ/mol

-37.94

-455.83

-455.08

-455.61

32.60

-45.91

项目

进

出

Stream

MoleFlowkmol/hr

1461.61

4244.56

5075.95

225.06

5301.02

MassFlowkg/hr

41000.00

122192.53

172093.07

7200.00

179293.07

TemperatureC

30.00

100.52

135.73

134.37

40.00

177.06

Pressurebar

1500

1200

1150

850

1200

750

VaporFrac

EnthalpykJ/mol

52.66

39.50

41.32

-35.08

0.22

-30.97

4.1.2VAC反应工段

图4-2VAC反应工段工艺示意图

表

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