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2-较大能量回用的换热网络设计.docx
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目录
TOC\o2-3\h\z\t标题1,1第一章换热器网络设计概述 1
第二章工艺流股提取 2
第三章确定能量目标 4
第四章较大能量回用的换热网络设计 6
第五章总结 9
第一章换热器网络设计概述
本项目为中石化青岛炼化分厂—年产16万吨生物质乙醇制醋酸乙烯酯项目的分厂，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。
本项目采用醋酸、乙烯气相法合成醋酸乙烯酯，该工艺由醋酸乙烯合成工段、气液分离工段、醋酸，醋酸乙烯分离工段、二氧化碳吸收工段、醋酸精馏回收工段、醋酸乙烯酯精馏这六个工段组成。
从整个工艺流程来看，本项目需要较大量的公用工程，包括冷却水、10℃
的制冷系统，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1.4MPa、325℃的低压蒸汽、4.3MPa、425℃的高压蒸汽及加热炉所燃烧的燃气。
冷公用工程使用本项目厂区内的循环水站及冷冻站产生，热公用工程集成厂
址所在地的青岛工业园区的蒸汽系统。
为了充分集成过程中的热量，本项目采用多效蒸发系统蒸汽回流和多项换热器串联分级输出热能于其它换热器中，此工艺路线流速较快，传热系数大，明显提高了换热器的工作效率，并且防止了偏流。
它的基本原理是重复利用换热器放出的热量，通过蒸汽,将能量送入温度较低的换热器中，从而大大的提升了热能的利用率。相比于传统的多效蒸发技术，由于多效蒸发系统的二次蒸汽是直接被用作下的热源，这将不可避免地造成很多热量的损而提高二次蒸汽的热焓，再经循环系统再次将二次蒸汽送人系统中重复利用，但由于我们使用的热源是多余散失的热能，所以我们的能源消耗基本为零，随着效数的增加，传热温差会相应变小，投资得益。
我们通过这些工艺来增加交换介质间的换热交换时间，缩短介质间换热后的温差，达到多级回收利用热能的目的。在进行物料集成的同时减少了冷凝器与再沸器的数目，节约了冷热公用工程的用量，减少了能耗。
第二章工艺流股提取
过程流股的提取如下：
表2-1工艺过程物流信息表
中间过程流股
流股过程
进口温度/℃
出口温度/℃
加热器名称
BaseDuty/kW
19_To_23
160
135
E101_E402
834.8
E-3.S39_To_E-3.S40
10.6
10
E-3.B1
592.6
E-3.S44_To_E-3.S42
10.5
10
E-3.B2
50.59
E-3.S45_To_E-3.S46
12.2
10
E-3.B3
2200
E-3.S53_To_E-3.S52
10.3
10
E-3.B4
293.1
E-3.S55_To_E-3.S54
10.1
10
E-3.B5
151.3
19_To_23
180.1
160
E301_E401
688.8
HPSteam
250
249
E302
15.41
19_To_23
59.6
40
E501
1562
LPSteam
125
124
E801
1548
LPSteam
125
124
F601_heat_Exchanger
135
40_To_49
89.7
50.7
HX-1
2195
54_To_55
50.2
25.3
HX-2
290.2
51_To_52
100.1
25.8
HX-3
149.8
47_To_48
123.9
25.8
HX-4
587.6
32_To_56
62.4
25.7
HX-5
49.59
19_To_23
135
59.6
K501
8100
表2-2塔设备物流信息表
塔设备流股
流股过程
进口温度/℃
出口温度/℃
加热器名称
BaseDuty/kW
ToCondenser@T1001_TO_45
117.1
114.3
Condenser@T1001
5619
ToCondenser@T1201_TO_50
70
64
Condenser@T1201
1186
ToCondenser@T801_TO_34
79.7
59.5
Condenser@T801
1.09E+04
ToCondenser@T901_TO_39
71.9
49.9
Condenser@T901
6598
ToReboiler@T1001_TO_47Duplicate
123.9
124.4
Reboiler@T1001
5603
ToReboiler@T1201_TO_51Duplicate
100.1
100.6
Reboiler