扬子石化年产5.5万吨醋酸乙烯酯项目5-能量集成及换热网络设计.doc
扬子石化年产5.5万吨醋酸乙烯酯项目能量集成及换热网络设计
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目录
TOC\o1-3\h\u314111概述 1
96842原始工艺流股提取 1
144013原始工艺流股的能耗分析 3
321864工艺流程的改进 4
200975改进工艺流股的提取及分析 5
292545.1加入双效精馏后流股分析 5
60475.2加入热泵精馏后流股分析 8
155646换热网络设计 11
307327热泵技术分析 13
180828相变潜热利用（双效精馏）分析 16
60929节能技术利用总结 17
2962610总结 18
扬子石化年产5.5万吨醋酸乙烯酯项目能量集成及换热网络设计
PAGE15酯环王团队
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1概述
本项目是中石化杨子石化年产5.5万吨醋酸乙烯酯项目。该项目采用乙烯气相法生产路线，直接以中石化杨子石化生产的工业用醋酸、乙烯为原料，生产5.5万吨纯度为99.8%醋酸乙烯酯。运行操作成本是一个重要评价参数。原料的预热、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。
本项目工艺由醋酸乙烯酯生产工段、吸收二氧化碳工段、醋酸乙烯酯分离工段、醋酸乙烯酯精制工段五个工段组成。流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以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。为此，我们运用AspenEnergyAnalyzerV9软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。
通过对本项目工艺流股温位和换热要求的分析，为了尽可能降低系统能耗费用以及母厂可供公用工程的来源，本换热网络需要的冷公用工程包括循环冷却水、空气和冷冻剂，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽、1000℃明火，均可由厂区公用工程站和冷冻站提供，形成与母厂的公用工程集成。
通过对系统工艺流股的能耗分析，为了尽可能地利用组合曲线平台区潜热，在工艺流程中采用了双效精馏技术和热泵技术，并进一步进行了换热网络的集成和优化，可以回收热量27540.15KW，占比8.9%，双效精馏技术和热泵精馏技术的采用消耗能量约31KW，总计节约能量约10751.97KW。
2原始工艺流股提取
根据所设计的工艺流程的Aspen模拟结果，由AspenEnergyAnalyzerV9分析后提取的流股如下表1和表2所示。表中并不包含反应器R0101、R0102所需的换热要求，其解决方案在下节工艺流股能耗分析中进一步说明。
表1工艺过程物流信息表（不含节能措施）
过程流股
换热器名称
进口温度/℃
出口温度/℃
热负荷/KW
T0101DTOE0101OUT
E0101
151.697
160
59.496
R0102OUTTOE0102UT
E0102
165.098
150
-111.982
E0102UTTOE0103OUT
E0103
150
130
-144.618
E0103OUTOE0201OUT
E0201
130
60
-2962.8
E0201OUTTOE0202OUT
E0202
60
40
-320.017
X020301TOE0203OUT
E0203
159.978
30
-369.152
P0201OUTTOE0204OUT
E0204
119.518
25
-85.9796
T0204DTOE0205OUT
E0205
119.949
60
-202.021
T0203DTOE0301OUT
E0301
96.8898
3
-2261.13
X030102TOE0302OUT
E0302
128.27
20
-37.8068
X030101TOE0303OUT
E0303
128.27
40
-12.4785
P0402OUTTOE0401OUT
E0401
311.876
90
-29252.1
表2塔设备物流信息表（不含节能措施）
塔位号
换热器类型
进口温度/℃
出口温度/℃
负荷/KW
T0101
Reboiler
172.4
172.7
1846.17
T0204
Reboiler
127.2
133.7
491.198
T0204
Condenser
120.3
119.9
-183.038
T0301
Reboiler
125.1
128.3
8262.7
T0301
Condenser
96.9