附录2-能量平衡计算书

目 录1总述12热量衡算的原理和准则13热量衡算任务24 热量衡算一览表34.1叔丁醇生产工段34.2叔丁胺生产工段64.3叔丁胺精制工段11能量平衡计算书中国石化扬子石化-巴斯夫年产2万吨叔丁胺项目- 11 -1总述本项目为中国石化扬子石化-巴斯夫设计一分厂，利用中国石化扬子石化-巴斯夫产生的异丁烯为原料，氯化再氨化法（甲醇为溶剂）合成叔丁胺。本项目采用催化精馏、萃取精馏等新型生产工艺生产叔丁胺（99.9%，优级品）2万吨/年，副产氯化铵（99.0%，合格品）1.6万吨/年。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。2热量衡算的原理和准则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能量平衡方程：输入设备热量的总和= 出设备热量的总和+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。3热量衡算任务(1) 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；(2) 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；(3) 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；(4) 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；(5) 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；4 热量衡算一览表4.1叔丁醇生产工段(1) 催化精馏反应器（R0101）表1-1催化精馏反应器进出料流股焓值表项目进料1进料2出料1出料2温度，797979.1149.3压力，bar10101010气相分率0110质量流率，kg/hr3973.3063093.6130.9767035.963焓值，Gcal/hr-14.839-0.176-0.007-15.161H，Gcal/hr-15.015-15.168- 表1-2催化精馏反应器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-15.015-15.168-0.25605294700.0067(2) 萃取塔（T0101）表1-3萃取塔进出料流股焓值表项目进料1进料2出料1出料2温度，213.896.9130109.6压力，bar2222气相分率00.18600质量流率，kg/hr5462.0237035.9636405.5036092.483焓值，Gcal/hr-8.972-15.161-16.449-8.318H，Gcal/hr-24.133-24.767表1-4萃取塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-24.133-24.767-0.6328200.0000489(3) 萃取剂回收塔（T0102）表1-5萃取剂回收塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，117.3131.9221.3压力，bar222气相分率010质量流率，kg/hr8458.6383236.5575222.563焓值，Gcal/hr-19.974-9.432-8.549H，Gcal/hr-19.974-17.981表1-6萃取剂回收塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-19.974-17.9811.99379400.00162(4) 闪蒸罐（V0103）表1-7闪蒸罐进出料流股焓值表项目进料出料1出料2温度，109.66464压力，bar20.10.1气相分率010质量流率，kg/hr6092.4834039.3472053.136焓值，Gcal/hr-8.318-4.376-3.525H，Gcal/hr-8.318-7.901表1-8闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-8.318-7.9010.4164300.0000724.2叔丁胺生产工段(1) 静态混合器表1-9静态混合器进出料流股焓值表项目进料1进料2出料1温度，3025.346.8压力，bar1.01311气相分率00.3290质量流率，kg/hr4039.3474268.3298307.676焓值，Gcal/hr-5.111-9.106-14.217H，Gcal/hr-14.217-14.217表1-10静态混合器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-14.217-14.217000(2) 反应精馏塔（T0202）表1-11反应精馏塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，46.8-9.199.9压力，bar111气相分率000质量流率，kg/hr8307.6765141.0283166.648焓值，Gcal/hr-14.217-3.072-11.601H，Gcal/hr-14.217-14.673表1-12反应精馏塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-14.217-14.673-0.4560100.0000068(3) 闪蒸罐（V0202）表1-13闪蒸罐进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，-9.12020压力，bar111气相分率010质量流率，kg/hr5141.028338.6294802.403焓值，Gcal/hr-3.072-0.199-2.781H，Gcal/hr-3.072-2.98表1-14闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-3.072-2.980.092921500.000309管式反应器（R0203）表1-15管式反应器进出料流股焓值表项目进料1进料2进料3出料1温度，90909090压力，bar10.13310.13310.13310.133气相分率0010.042质量流率，kg/hr4802.4037020.7022648.92214472.027焓值，Gcal/hr-2.618-11.751-1.614-17.608H，Gcal/hr-15.983-17.608表1-16管式反应器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-15.983-17.608-1.6263827700.000007闪蒸罐（V0204）表1-17闪蒸罐进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，90105105压力，kpa10.1330.10.1气相分率010质量流率，kg/hr2627.102366.0452261.057焓值，Gcal/hr-4.122-0.531-3.515H，Gcal/hr-4.122-4.046表1-18闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-4.122-4.0460.07562458900.00083氨提馏塔（T0203）表1-19氨提馏塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，90-26.9114.5压力，bar10.13310.13310.133气相分率0.09800质量流率，kg/hr11844.925971.4810873.445焓值，Gcal/hr-13.78-0.714-13.028H，Gcal/hr-13.78-13.742表1-20氨提硫塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-13.78-13.7420.0365500.00010564.3叔丁胺精制工段(1) 甲醇精馏塔（T0301）表1-21甲醇精馏塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，114.5100.1137.3压力，bar10.13310.13310.133气相分率000质量流率，kg/hr10873.4456631.2794242.166焓值，Gcal/hr-13.028-6.386-6.644H，Gcal/hr-13.028-13.03表1-22甲醇精馏塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-13.028-13.03-0.0014200.00004451(2) 产品精馏塔（T0302）表1-23产品精馏塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，-7.1-75.8-3.1压力，bar0.10.10.1气相分率0.51300质量流率，kg/hr6631.2793551.3743079.905焓值，Gcal/hr-6.386-2.013-5.015H，Gcal/hr-6.386-7.028表1-24产品精馏塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-6.386-7.028-0.6421500.0000021343(3) 精馏塔（T0303）表1-25精馏塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，-75.8-97.2-10.8压力，bar0.10.10.1气相分率000质量流率，kg/hr3551.374324.7093226.666焓值，Gcal/hr-2.013-0.296-1.635H，Gcal/hr-2.013-1.931表1-26精馏塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-2.013-1.9310.082123800.000064112(4) 叔丁胺精馏塔（T03