全国化工大赛-恒逸石化杯-榆林煤化年产20万吨醋酸乙烯酯项目7-能量衡算.doc
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陕西延长石油榆林煤化有限公司年产20万吨醋酸乙烯酯项目201
陕西延长石油榆林煤化有限公司
年产20万吨醋酸乙烯酯项目
能量衡算
设计
设计团队：武汉工程大学邮电与信息工程学院
设计团队：莱布妮子的手稿
参赛成员：秦璇孙泉李俊怡杨代纯子肖文静
指导老师：向丽康顺吉
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目录TOC\o1-3\h\z\u
第一章总述 1
第二章热量衡算原理 2
第三章热量衡算任务 3
第四章热量衡算 4
4.1乙炔加压升温工段 4
4.1.1换热器热量衡算 4
4.2醋酸气化工段 4
4.2.1泵热量衡算 4
4.2.2换热器热量衡算 5
4.3VAC反应工段 5
4.3.1反应器热量衡算 5
4.4VAC净化及循环工段 6
4.4.1VAC粗分塔热量衡算 6
4.4.2醋酸粗分塔热量衡算 7
4.4.3醋酸精分塔热量衡算 7
4.4.4流股间换热器热量衡算 8
4.4.5反应器热量衡算 8
第五章总结 10
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第一章总述
本项目拟建一套年处理20万吨醋酸乙烯酯的装置，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。
第二章热量衡算原理
工程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热量平衡方程：
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，
——设备的热负荷；
——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。
第三章热量衡算任务
在进行醋酸乙烯酯精馏及资源化利用装置的热量衡算中，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、供水等专业提供设备条件；
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最终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。
第四章热量衡算
4.1乙炔加压升温工段
4.1.1换热器热量衡算
（1）E-101反应器进料换热器
表1-1E-101热负荷表
W
Q
热负荷（Mcal/hr）
0
1959.5007
表1-2流股焓变计算表
In
Out
物流编号
1-03
2-01
温度（℃）
109.7614
135.0000
压力（KPaG）
75.0000
65.0000
摩尔汽相分率
0.9761
1.0000
摩尔流量（kmol/hr）
3759.2205
3759.2205
质量流量（kg/hr）
159986.3064
159986.3064
体积流量（cum/hr）
66256.0616
76698.5802
焓流量（Gcal/hr）
-71.8949
-69.9354
表1-3热量平衡计算一览
W（Mcal/hr）
Q（Mcal/hr）
Hin（Mcal/hr）
Hout（Mcal/hr）
Error
0
1959.5007
-71894.8789
-69935.3801
-0.001
4.2醋酸气化工段
4.2.1泵热量衡算
（1）P-101醋酸输送泵
表2-1P-101热负荷表
W
Q
热负荷（Mcal/hr）
5.0334
0
表2-2流股焓变计算表
In
Out
物流编号
3-01
3-02
温度（℃）
35.0000
35.3430
压力（KPaG）
0.000