全国化工大赛-恒逸石化杯-扬子石化年产18万吨醋酸乙烯项目8-换热网络与热集成技术.doc
扬子石化年产18万吨醋酸乙烯项目?换热网络
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2019“东华科技—恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛
2019“东华科技—恒逸石化杯”
第十三届全国大学生化工设计竞赛
扬子石化年产18万吨醋酸乙烯项目
换热网络与热集成技术
参赛团队：AHPU柚子皮团队
参赛队员：刘颖豪徐瑞赵永慧孙艳艳吴涛
指导老师：霍朝飞李芳潘梦李兴扬唐定兴
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目录
TOC\o1-1\h\z\u1.概述 2
2.原始工艺流股提取 2
3.原始工艺流股的能耗分析 3
4.工艺流股的改进、提取与分析 4
5.换热网络设计 9
6.换热网络设计前后比较 11
1.概述
在此进行低含量醋酸甲酯处理以及醋酸乙烯生产流程的全厂冷热流股之间的能量匹配设计并构建换热网络。使用AspenEnergyAnalyzer进行换热网络的设计和优化，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。
2.原始工艺流股提取
表1工艺过程流股信息表（不含节能措施）
流股名称
进口温度/℃
出口温度/℃
热负荷/kW
S0315_To_S0317
72.32
40.00
373.58
S0112_To_S0113
167.24
40.00
1271.45
S0212_To_S0213
42.07
170.00
6035.28
S0307_To_S0308
20.94
180.00
3844.36
S0259_To_S0261
73.09
25.00
450.83
S0316_To_S0318
122.44
40.00
767.66
S0204_To_S0205
255.30
43.70
659.18
S0202_To_S0203
230.91
40.00
588.63
S0216_To_S0218
180.00
15.00
6104.22
S0237_To_S0239
211.70
15.00
1374.26
S0226_To_S0227
100.18
117.04
5481.41
表2设备物流信息表（不含节能措施）
设备名称
进口温度/℃
出口温度/℃
热负荷/kW
ToReboiler@T0203_TO_S0245
135.23
135.92
5651.89
ToCondenser@T0102_TO_S0107
61.98
61.62
2149.94
ToCondenser@T0203_TO_S0244
92.50
91.58
6155.42
ToReboiler@T0102_TO_S0106
110.10
112.55
2082.82
ToReboiler@T0201_TO_S0234
124.32
126.23
6143.28
ToReboiler@T0202_TO_S0243
127.11
127.98
7037.95
ToCondenser@T0202_TO_S0256
73.54
72.15
7660.26
直接导入流股数据之后，补足缺失的数据，对流股中热量特别少的流股进行删除；为了保证控制反应器的温度，不便于采用工艺换热，对其进行删除；为了避免距离太远管路成本过高的换热关系，对小部分换热关系进行删除。
3.原始工艺流股的能耗分析
在AspenEnergyAnalyzerV9中评估了最小传热温差对系统经济性的影响，获得系统总费用与最小传热温差的关系曲线如图1所示。
图1总费用-最小传热温差关系曲线图（不含节能措施）
由图1可以看出，传热温差为16℃时总费用最小，因此选取最小传热温差为16℃。在此最小传热温差下的过程组合曲线见图2，总组合曲线如图3所示。
图2过程组合曲线图（不含节能技术）
图3优化前的总组合曲线图（不含节能技术）
所示的组合曲线表明工艺流股中所有热流股和冷流股的换热量及温位要求，夹点的两侧有因为物质汽化潜热所造成的“热平台”，使得过程可以回收的热量很小。如果通过改变物质的汽化温位，使得热平台的温位发生变化，就可以使两平台错开，从而回收更大部分的热量。我们根据冷热流股的性质对反应液相产物的蒸发进行三效蒸发，对醋酐精制塔进行双效精馏，实现最大能量的回收。
4.工艺流股的改进、提取与分析
如图，对醋酸甲酯反应物料的蒸发运用强制外循环三效蒸发技术
图4强制外循环三效蒸发技术
系统由不同操作压强的蒸发器组成，利用高压蒸发器的二次蒸汽作为第二蒸发器的加热蒸汽，蒸汽的汽化潜热被系统本