年产十万吨醋酸乙烯项目5-1附录一物料平衡书.doc
南京醋酸乙烯分公司年产十万吨醋酸乙烯项目物料平衡书
南京醋酸乙烯分公司
年产十万吨醋酸乙烯项目
物料平衡书
湖北工业大学道尔顿队
队员：胡志超顾嘉凯刘润群肖金涛陈诺
指导老师：范明霞胡兵袁颂东江国栋范宜艳
目录
TOC\o1-3\h\z\u物料平衡书 1
1.概述 1
2.物料衡算目的 1
3.物料衡算方法 1
4.总项目衡算 2
4.1物料衡算任务 2
4.2醋酸乙烯合成工段 3
4.3乙烯循环回收工段 4
4.4二氧化碳处理工段 5
4.5醋酸循环回收工段 6
4.6精馏工段 7
4.7总物料核算 8
5总结 9
PAGE9
物料平衡书
概述
本项目主要以乙烯与醋酸为原料，氢氧化钙、己内酰胺为辅助材料，生产醋酸乙烯，其中醋酸乙烯年产量为11.18万吨,工业级碳酸钙年产量为102.8万吨。在已确定化学生产工艺和流程后，由定性阶段转向定量阶段，通过对整个生产系统、生产车间，以及部分重要的生产单元进行物料衡算计算出主、副产品的产量，原材料的消耗定额、“三废”排放量及组成，以及产品收率等各项经济技术指标，从而定量地评述初步设计所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理。
物料衡算目的
工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。目的是根据原料与产品之间的定量转化关系，计算原料的消耗量，各种中间产品、产品和副产品的产量，生产过程中各阶段的消耗量以及组成，进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打基础。对于已有装置，物料衡算可以弄清原料的来龙去脉，找出生产中的薄弱环节，为改进生产、完善管理提供可靠的依据和明确方向，并可作为检查原料利用率及三废处理完善程度的一种手段。
物料衡算方法
物料衡算是根据质量守恒定律，利用某进出化工过程中某些已知物流的流量和组成，通过建立有关物料的平衡式和约束式，求出其他未知物流的流量和组成的过程。系统中物料衡算一般表达式为：
系统中的积累=输入-输出+生成-消耗
式中，生成或消耗项是由于化学反应而生成或消耗的量；积累量可以是正值，也可以是负值，当系统中积累量不为零时称为非稳定状态过程；积累量为零时，称为稳定状态过程。稳定状态过程时，可以简化为：
输入=输出-生成+消耗
对无化学反应的稳定过程，又可表示为：
输入=输出
物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如表3-1所示：
表3-1各衡算方法适用情况
类别
物料衡算形式
无化学反应
有化学反应
总衡算式
总物料衡算式
适用
适用
物质的量衡算式
适用
不适用
组分衡算式
组分质量衡算式
适用
不适用
组分物质的量衡算式
适用
不适用
元素原子衡算式
元素原子质量衡算式
适用
适用
元素原子物质的量衡算式
适用
适用
总项目衡算
用乙烯和醋酸为原料，制备醋酸乙烯产品，并获得了乙醛的副产品，一共有五个工段，分别为醋酸乙烯合成工段、乙烯循环回收工段、二氧化碳处理工段、醋酸循环回收工段、精馏工段。
4.1物料衡算任务
物料衡算的主要任务在于：
(1)确定产品醋酸乙烯以及乙醛的产量及质量指标。
(2)确定乙烯、醋酸、氢氧化钙、己内酰胺的使用量及损失率
(3)各主要工艺物流的物料衡算，指导工艺设备的选型及设计。
4.2醋酸乙烯合成工段
表4-1醋酸乙烯合成工段总物料衡算
进出口
进口
出口
流股号
1001
1002
1007
1012
流股信息
醋酸原料
乙烯原料
氧气原料
反应后气体
Phase:
Liqud
Vapor
Vapor
Vapor
MoleFlow
KMOL/HR
915.684
9779.77
2126.235
12651.2
MassFlow
KG/HR
55000
321655.5
80000
4508335
VolumeFlow
CUM/HR
870.38
31533.2
6200.74
649750
Temperature
C
40
29.6
40
60
Pressure
BAR
0.05
13.01
14.8
8.02
VaporFraction
0
1
1
1
LiquidFraction
1
0
0
0
SolidFraction
0
0
0
0
C2H4
KM/HR
0
9779.77
0
5060.57
HAC
KM/HR
915.864
0
0
682.657
CO2
KM/HR
0
0
1199.7
4121.654
Vac
KM/HR
0
0
0
162.353
CH3CHO
KM/HR
0
0
0
5.083
O2
KM/HR
0
0
312.512
323.599
H2O
KM/HR
0
0
0
252.376