扬子石化6.5万吨每年硫磺回收项目2-附1VELA物料衡算：物料平衡计算书.docx
扬子石化6.5万吨/年硫磺回收项目·物料衡算
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物料衡算南京工业大学VELA团
物料衡算
南京工业大学
VELA团队
参赛成员：王韩|于驷勇|陈绍煌|张麟平|钱心语
指导教师：汤吉海|包宗宏|崔群|武文良|周志伟
扬子石化6.5万吨/年硫磺回收项目
2017“东华科技-陕鼓杯”
第十一届全国大学生化工设计竞赛
目录
TOC\h\z\u\t大标题,1,小标题,2目录 1
第一章总述 2
第二章本项目物料衡算 3
2.1物料衡算的原理和准则 3
2.2物料衡算任务 3
2.3工段物料数据 4
2.3.1气体吸收稳定工段 4
2.3.2脱硫及胺液再生工段 6
2.3.3克劳斯硫磺回收工段 11
2.3.4尾气处理工段 13
第一章总述
本项目采用胺法脱硫工艺，并用Claus-SCOT工艺回收硫磺，拟建一套4万标立方米/时含硫废气处理、6.5万吨/年硫磺回收装置。
在项目前期，确定了该生产所采用的工艺与流程后，需要进一步对该项目进行定量计算。通过对整个生产系统、生产工段、以及各个重要的生产单元进行详细的物料衡算，计算得到各个产品的实际产量与规格、各个原料的实际消耗定额、三废的排放量及组成，从而定量的评述初步设计阶段所采用的生产工艺是否合理、先进，并通过衡算所得数据，来进一步对各个阶段所采用的设备进行初步设计。
第二章本项目物料衡算
2.1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：
（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）
利用上述关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。
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物料衡算式适用范围
项目
适用范围
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
不适用
元素原子物质的量衡算式
适用
不适用
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。
2.2物料衡算任务
从原料入厂到产品输出，本项目主要工艺路线可分为如下4个工段：
气体吸收稳定工段、脱硫及胺液再生工段、Claus硫磺回收工段、尾气处理工段。
对于本项目，采取年开工333天（8000小时）的连续操作，其中一年内的四-五周用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：
（1）确定硫磺等产品的实际产量以及质量指标；
（2）确定冷却水、氢气等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
2.3工段物料数据
2.3.1气体吸收稳定工段
（1）对于富气压缩机（C0101）：
表2.2富气压缩机C0101进出料流股条件表
项目
进料
出料
温度，℃
40
150
压力，KPa
40
1300
气相分率
1
1
表2.3富气压缩机C0101物料衡算表
组分
质量流率kg/hr
质量分率
进料
出料
进料
出料
H2O
967.9
967.9
2.0
2.0
H2S
8567.3
8567.3
17.4
17.4
CO2
532.8
532.8
1.1
1.1
N2
431.5
431.5
0.9
0.9
C2H6
4174.7
4174.7
8.5
8.5
NH3
3.6
3.6
73PPM
73PPM
H2
195.7
195.7
0.4
0.4
CH4
9548.9
9548.9
19.4
19.4
C2H4
2166.0
2166.0
4.4
4.4
NC3
8538.5
8538.5
17.3
17.3
NC4
6571.7
6571.7
13.3
13.3
NC5
7643.5
7643.5
15.5
15.5
（2）富气吸收塔（T0101）
表2.4富气吸收塔进出流股条件表
项目
进料1
进料2
出料1
出料2
温度，℃
40
40
55.4
47.7
压力，KPa
1800
1250
1200
1200
气相分率
0
1
1
0
表2.5富气吸收塔物料衡算表
组分
质量流率kg/hr
质量分率
进料1
进料2
出料1
出料2
进料1
进料2
出料