5-2附录二 热量平衡计算书

寻找春天队年产两万吨乙酸叔丁酯项目 热量平衡计算书asus通过迷人的摘要吸引您的读者。它通常是文件的简短摘要。当您准备好添加内容时，只需单击此处并开始键入。文档标题文档副标题2018.08目录1.1总述11.2热量衡算原理11.3热量衡算任务11.4热量衡算21.4.1反应合成工段21.4.2TBAC分离精制反应工段51.4.3叔丁醇回收工段141.4.4 C4水洗工段171.5总结18 广东工业大学寻找春天团队 19/191.1总述本项目拟建一套年产两万吨乙酸叔丁酯的装置，在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着热量的消耗、释放和转化。其中的热量变换数量关系可以从热量衡算求得，对于新设计的车间，可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。总而言之，通过下述热量衡算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。1.2热量衡算原理工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求，遵循基本规范与实际工艺相结合的原则，进行热量衡算书的编制。其中一个主要依据是热量平衡方程：Qin=Qout+Ql其中，Qin 表示输入设备热量的总和；Qout 表示输出设备热量的总和；Ql 表示损失热量的总和。对于连续系统：Q+W=Hout-Hin其中，Q设备的热负荷；W输入系统的机械能；Hout离开设备的各物料焓之和；Hin进入设备的各物料焓之和。在进行全厂热量衡算时，是以单元设备为基本单位，考虑由机械能转换、化学反应释放和单纯的物理变化带来的热量变化。最终对全工艺段进行系统级的热量平衡计算，进而用于指导节能降耗设计工作。1.3热量衡算任务在进行酸烯酯化反应的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：确定工艺单元中物料输送机械（如泵）所需要的功率，以便于进行设备的设计和选型； 确定精馏等单元操作中所需要的热量或冷量以及传递速率，计算换热设备的尺寸，确定加热剂和冷却剂的消耗量，为后续设计中比如供汽、供冷、供水等专业提供设备条件；确定为保持一定反应温度所需移除或者加入的热传递速率，指导反应器的设计和选型；提高热量内部集成度，充分利用余热，提高能量利用率，降低能耗；最终计算出总需求能量和能量的费用，并由此确定工艺过程在经济上的可行性。1.4热量衡算1.4.1反应合成工段1.4.1.1压缩机热量衡算（1）C0101抽余碳四压缩机表1-1 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）127.0730表1-2 流股焓变计算表InOut物流编号01010102Temperature（）30127.723Pressure（bar）112Vapor Frac11Mole Flow（kmol/hr）54.67854.678Mass Flow（kg/hr）3084.4283084.428Volume Flow（cum/hr）1378.153151.868Enthalpy（Mcal/hr）-354.554-227.481表1-3 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error127.0730-354.554-227.48101.4.1.2换热器热量衡算（1）E0101抽余碳四冷凝器表1-4 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0-381.745表1-5 流股焓变计算表InOut物流编号01020103Temperature（）127.72335Pressure（bar）1212Vapor Frac10Mole Flow（kmol/hr）54.67854.678Mass Flow（kg/hr）3084.4283084.428Volume Flow（cum/hr）151.8685.355Enthalpy（Mcal/hr）-227.481-609.226表1-6 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0-381.745-227.481-609.22601.4.1.3反应器热量衡算（1）R0101酸烯酯化反应器表1-7 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0-349.943表1-8 流股焓变计算表InOut物流编号01080201Temperature（）34.97735Pressure（bar）1111Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）145.304123.315Mass Flow（kg/hr）8728.3848728.433Volume Flow（cum/hr）10.63810.202Enthalpy（Mcal/hr）-10332.050-10681.993表1-9 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0-349.943-10332.050-10681.99301.4.1.4泵热量衡算（1）P0101 叔丁醇进料泵表1-10 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.3220表1-11 流股焓变计算表InOut物流编号01040105Temperature（）3535Pressure（bar）111Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）8.0008.000Mass Flow（kg/hr）592.982592.982Volume Flow（cum/hr）0.7670.767Enthalpy（Mcal/hr）-682.022-681.700表1-12 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.3220-682.022-681.7000（2）P0102乙酸进料泵表1-13 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.3130表1-14 流股焓变计算表InOut物流编号01060107Temperature（）3535Pressure（bar）111Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）22.20022.200Mass Flow（kg/hr）1328.5171328.517Volume Flow（cum/hr）1.2551.255Enthalpy（Mcal/hr）-2415.301-2414.988表1-15 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.3130-2415.301-2414.98801.4.2TBAC分离精制反应工段1.4.2.1换热器热量衡算（1）E0201脱酸塔进料一次预热器表2-1 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）037.673表2-2 流股焓变计算表InOut物流编号02010202Temperature（）3544.25Pressure（bar）1111Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）123.315123.315Mass Flow（kg/hr）8728.4338728.433Volume Flow（cum/hr）10.20210.343Enthalpy（Mcal/hr）-10681.993-10644.320表2-3 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error037.673-10681.993-10644.3200（2）E0202脱酸塔进料二次预热器表2-4 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）087.908表2-5 流股焓变计算表InOut物流编号02020203Temperature（）44.2565Pressure（bar）1111Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）123.315123.315Mass Flow（kg/hr）8728.4338728.433Volume Flow（cum/hr）10.34310.685Enthalpy（Mcal/hr）-10644.320-10556.412表2-6 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error087.908-10644.320-10556.4120（3）E0203乙酸冷却器表2-7 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0-27.993表2-8 流股焓变计算表InOut物流编号02140215Temperature（）58.07235Pressure（bar）1111Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）60.42560.425Mass Flow（kg/hr）3722.3443722.344Volume Flow（cum/hr）3.6393.534Enthalpy（Mcal/hr）-6597.954-6625.947表2-9 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0-27.993-6597.954-6625.9470（4）E0210乙酸叔丁酯冷却器表2-10 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0-32.995表2-11 流股焓变计算表InOut物流编号02350236Temperature（）64.635Pressure（bar）1.51.5Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）20.37720.377Mass Flow（kg/hr）2347.1832347.183Volume Flow（cum/hr）2.8632.753Enthalpy（Mcal/hr）-2671.71-2704.705表2-12 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0-32.995-2671.71-2704.70501.4.2.2塔热量衡算（1）T0201脱酸塔表2-13 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Mcal/hr）0-774.3641278.323503.951表2-14 流股焓变计算表InOut物流编号020302070212Temperature（）6575125.483Pressure（bar）111.11.3Vapor Frac010Mole Flow（kmol/hr）123.31562.89160.425Mass Flow（kg/hr）8728.2095006.1483722.343Volume Flow（cum/hr）10.6841655.0994.015Enthalpy（Mcal/hr）-10556.412-3539.265-6513.192表2-15 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0503.951-10556.412-10052.457-0.004（2）T0202脱烃脱醇塔表2-16 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Mcal/hr）0-1096.310-856.279-240.031表2-17 流股焓变计算表InOut物流编号0207022303010401Temperature（）7595.14040Pressure（bar）1.1111Vapor Frac1.000001Mole Flow（kmol/hr）62.89122.6414.74235.508Mass Flow（kg/hr）5005.9862591.76335.1742079.213Volume Flow（cum/hr）1655.0223.3080.46924.51Enthalpy（Mcal/hr）-3539.265-2908.01-331.204-540.079表2-18 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0-240.031-3539.265-3779.293-0.003（3）T0203 TBAC精制塔表2-19 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Mcal/hr）0-115.062115.1490.087表2-20 流股焓变计算表InOut物流编号022402290232Temperature（）95.190.68295.717Pressure（bar）1.511Vapor Frac0 00Mole Flow（kmol/hr）22.6412.26420.377Mass Flow（kg/hr）2591.713244.5772347.183Volume Flow（cum/hr）3.3080.3143Enthalpy（Mcal/hr）-2907.957-273.832-2634.037表2-21 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error00.087-2907.957-2907.869-0.0011.4.2.3泵热量衡算（1）P0201脱酸塔釜液泵表2-22 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）3.1460表2-23 流股焓变计算表InOut物流编号02120213Temperature（）125.483127.828Pressure（bar）1.311Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）60.42560.425Mass Flow（kg/hr）3722.3433722.343Volume Flow（cum/hr）4.0154.030Enthalpy（Mcal/hr）-6513.192-6510.046表2-24 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error3.1460-6513.192-6510.0460（2）P0202脱酸塔回流泵表2-25 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.2120表2-26 流股焓变计算表InOut物流编号02080209Temperature（）7575Pressure（bar）1.11.5Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）112.883112.883Mass Flow（kg/hr）8985.5148985.514Volume Flow（cum/hr）11.38711.387Enthalpy（Mcal/hr）-11330.776-11330.988表2-27 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.2120-11330.776-11330.9880（3）P0203脱烃脱醇塔回流泵表2-28 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.1230表2-29 流股焓变计算表InOut物流编号02190220Temperature（）4040Pressure（bar）11.5Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）96.96496.964Mass Flow（kg/hr）7356.627356.62Volume Flow（cum/hr）10.10710.107Enthalpy（Mcal/hr）-4635.575-4635.575表2-30 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.1230-4635.575-4635.6980（4）P0204脱烃脱醇塔釜液泵表2-31 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.0540表2-32 流股焓变计算表InOut物流编号02230224Temperature（）95.195.139Pressure（bar）11.2Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）22.64122.641Mass Flow（kg/hr）2591.762591.76Volume Flow（cum/hr）3.3083.308Enthalpy（Mcal/hr）-2908.01-2907.956表2-33 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.0540-2908.01-2907.9560（5）P0205 TBAC精制塔回流泵表2-34 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.0360表2-35 流股焓变计算表InOut物流编号02270228Temperature（）90.790.7Pressure（bar）11.5Vapor Frac00Mole Flow（kmol/hr）11.56711.567Mass Flow（kg/hr）1249.5581249.558Volume Flow（cum/hr）1.6031.603Enthalpy（Mcal/hr）-3023.019-3023.055表2-36 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.0360-3023.019-3023.0550（6）P0206 TBAC精制塔塔顶输送泵表2-37 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.0050表2-38 流股焓变计算表InOut物流编号02290302Temperature（）90.68290.717Pressure（bar）11.2Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）2.2642.264Mass Flow（kg/hr）244.577244.577Volume Flow（cum/hr）0.3140.314Enthalpy（Mcal/hr）-273.832-273.827表2-39 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.0050-273.832-273.8270（7）P0207 TBAC精制塔釜液泵表2-40 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.1260表2-41 流股焓变计算表InOut物流编号02320233Temperature（）95.71795.717Pressure（bar）11.5Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）20.37720.377Mass Flow（kg/hr）2347.1832347.183Volume Flow（cum/hr）2.9952.995Enthalpy（Mcal/hr）-2634.037-2633.911表2-42 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.1260-2634.037-2633.9110（8）P0208乙酸叔丁酯出料泵表2-43 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.1130表2-44 流股焓变计算表InOut物流编号02340235Temperature（）64.664.6Pressure（bar）11.5Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）20.37720.377Mass Flow（kg/hr）2347.1812347.098Volume Flow（cum/hr）2.8632.754Enthalpy（Mcal/hr）-2671.71-2671.597表2-45 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.1130-2671.71-2671.59701.4.3叔丁醇回收工段1.4.3.1换热器热量衡算（1）E0303叔丁醇回收塔塔釜液冷却器表3-1 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0-5.425表3-2 流股焓变计算表InOut物流编号03120313Temperature（）95.89740Pressure（bar）11Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）1.6811.681Mass Flow（kg/hr）194.977194.977Volume Flow（cum/hr）0.2490.23Enthalpy（Mcal/hr）-218.333-223.758表3-3 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0-5.425-218.333-223.75801.4.3.2塔热量衡算（1）T0301叔丁醇回收塔表3-4 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Mcal/hr）0-128.26135.0096.749表3-5 流股焓变计算表InOut物流编号03020303030903120402Temperature（）90.71740.035595.89755Pressure（bar）1.21.2111Vapor Frac0 0001Mole Flow（kmol/hr）2.2644.7424.7121.6810.612Mass Flow（kg/hr）244.577335.174346.974194.97737.8Volume Flow（cum/hr）0.3140.460.4740.24916.708Enthalpy（Mcal/hr）-273.827-331.197-364.145-218.333-15.797表3-6 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error06.749-605.024-598.27501.4.3.3泵热量衡算（1）P0301脱烃脱醇塔塔顶输送泵表3-7 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.0070表3-8 流股焓变计算表InOut物流编号03010303Temperature（）4040.03Pressure（bar）11.2Vapor Frac0 0Mole Flow（kmol/hr）4.7424.742Mass Flow（kg/hr）335.174335.174Volume Flow（cum/hr）0.460.46Enthalpy（Mcal/hr）-331.204-331.197表3-9 热量平衡计算一览W（Mcal/hr）Q（Mcal/hr）Hin（Mcal/hr）Hout（Mcal/hr）Error0.0070-331.204-331.1970（2）P0302叔丁醇回收塔回流泵表3-10 热负荷表WQHeat Duty（Mcal/hr）0.0250表3-11 流股焓变计算表InOut物流编号03070308Temperature（）5555Pressur