年产15万吨醋酸乙烯酯副产29万吨醋酸项目6-能量集成及换热网络设计.docx
年产15万吨醋酸乙烯酯和29万吨醋酸项目能量集成及换热网络设计
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目录
TOC\o1-3\h\z\u第一章概述 2
第二章原始工艺流股提取 3
第三章原始工艺流股的能耗分析 4
第四章工艺流程的改进 5
第五章改进工艺流股的提取及分析 5
第六章换热网络设计 8
第七章热泵技术 11
第八章节能技术利用总结 13
第九章总结 14
第一章概述
本项目为扬子石化-巴斯夫公司分厂年产15万吨VAc副产29万吨HAc项目，因原料的预热、产品的降温、精馏塔都是非常耗能的过程，故运行成本是其中一个很重要的考核参数，其中很重要的一部分是公用工程的消耗，通过换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现对内部流股热量的集成和最大化利用，减少公用工程的消耗。
本项目是采用乙烯部分氧化制得乙酸，乙烯、乙酸和氧气经由乙烯气相法制得醋酸乙烯的工艺，该工艺由醋酸合成工段、醋酸乙烯合成工段、醋酸乙烯酯分离工段、醋酸乙烯精制四个工段组成。为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。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。
从整个工艺流程来看，本项目需要的冷公用工程，包括冷却水、-25℃的冷冻剂两个等级，而热公用工程主要用于流股的预热及塔釜的再沸器加热等过程，所使用的热公用工程为1.0MPa、175℃的中压蒸汽和3.5MPa、250℃高压蒸汽
所用公用工程来源均来自南京扬子石化-巴斯夫公司的资料和数据分析。冷公用工程使用本项目厂区内的循环水站及冷冻站产生，热公用工程由本项目厂区公用工程站提供。
本项目采用热泵技术、夹点分析技术，并进一步进行了换热网络的集成和优化，节省冷公用工程1.06%，热公用工程70.44%。
第二章原始工艺流股提取
根据所设计的工艺流程的Aspen模拟结果，由AspenEnergyAnalyzerV10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，不含热泵精馏）.bkp]）。表中并不包含反应器R0101、R0201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）
过程流股
加热器名称
进口温度/℃
出口温度/℃
热负荷/KW
0103-0104
E0102
60.10394
40
135.4857084
0114-0115
E0107
202.4
40
2905.474949
0201-0202
E0201
201.868
40
6771.40121
0207-0208
E0204
111.6194
180
21092.39675
0211-0302
E0206/E0207
E0301/E0302
305.402
40
90620.33284
0310-0311
E0303
41
40
3.643318753
0313-0314
0404-0405
E0304
52.93307
25
222.5425184
0404-0405
E0405
110.504
40
4150.717504
0407-0417
E0408
112.7798
60
5133.273518
0423-0424
E0412
104.7066
40
3957.273972
0427-0428
E0415
87.44372
93.10894
21表2塔设备物流信息表（不含节能措施）
塔位号
换热器类型
进口温度/℃
出口温度/℃
负荷/（KW）
T0101
Reboiler
202.345
202.4214
40220.23449
T0101
Condenser
173.2022
6.39602
41787.14672
T0201
Reboiler
154.2
154.2742
2.992101878
T0401
Condenser
152.3097
167.3677
11688.03001
T0401
Reboiler
113.2798
112.7798
1200.65122
T0402
Reboiler
152.3097
167.3677
11688.03001
T0402
Condenser
113.2798
112.7798
1200.65122
T0403
Reboiler
117.1639
117.2087
1378.800635
T0403
Condenser
60.38872
59.88872
0.626635867
T0404
Reboiler
157.5173
158.0173