全国化工大赛-恒逸石化杯-中石化青岛炼化年产16万吨生物质乙醇制醋酸乙烯酯项目附录3-物料平衡计算书.doc
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目录
TOC\o1-1\h\z\t标题2,2,标题3,3第一章总论 1
第二章物料衡算的原理和准则 1
第三章总项目核算 2
3.1物料衡算任务 2
3.2醋酸乙烯酯合成工段物料核算 2
3.3气液分离工段物料核算 7
3.4二氧化碳吸收工段 9
3.5醋酸与醋酸乙烯酯分离工段 11
3.6醋酸乙烯酯精馏工段 12
3.7醋酸精馏回收工段 15
第四章总结 17
第一章总论
项目使用海水稻秸秆制备的，乙烯和氧气通过气相法合成工艺合成醋酸乙烯酯，制得纯度为99.78%的醋酸乙烯酯，年产量为16万吨；副产特等品醋酸、低浓度醋酸、二氧化碳。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，技术上是否先进，为后阶段的设计提供数据。
第二章物料衡算的原理和准则
物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系，通常满足以下关系：
（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）当系统中有化学反应时可表示为：
（进料量之和）-（出料量之和）+（反应消耗量）-（反应生成量）=（系统累积量）
利用以上两个关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。
类别
物料衡算形式
无化学反应
有化学反应
总衡算式
总质量衡算式
适用
适用
总物质的量衡算式
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
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下表所示：
表2-1物料横算式适用范围PAGE2
由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。
第三章总项目核算
从原料入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下4个步骤：醋酸乙烯酯合成、企业分离、醋酸精馏回收，醋酸乙烯酯精馏。
3.1物料衡算任务
对于本厂，工艺采取年开工300天（7200小时）的连续操作，其中一年内的60天用于固定的各种设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：
①确定醋酸乙烯酯及其副产品的实际产量以及质量指标；
②确定氮气、乙烯、醋酸等物料的循环量以及损失率等指标；
③确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；
④各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；
⑤汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务。
3.2醋酸乙烯酯合成工段物料核算
图3-1醋酸和乙烯进料工艺路线图
表3-1醋酸和乙烯进料工艺总物料衡算
In
Out
物流编号
CH3COOH
C2H4
C2H4
4
9
PFD中编号
1
4
5
4
9
TemperatureC
40
30
30
42.3
90.5
PressurekPag
400
1500
1500
1600
1150
VaporFrac
0
1
1
0
1
MoleFlowkmol/hr
382.998
534.688
534.688
382.998
1069.375
MassFlowkg/hr
23000
15000
15000
23000
30000
VolumeFlowcum/hr
21.839
841.6
841.6
21.9
2583.64
EnthalpyGcal/hr
-41.705
6.734
6.734
-41.688
14.185
MassFlowkg/hr
C2H4
0
15000
15000
0
30000
CH3COOH
23000
0
0
23000
0
图3-2进料混合气液分离塔
表3-2气液分离塔总物料衡算
In
Out
物流编号
4
9
10
11
PFD中编号
4
9
10
11
TemperatureC
42.3
90.5
162.3
152.9
PressurekPag
1600
1150
930
900
VaporFrac
0
1
0
1
MoleFlowkmol/hr
382.