11-能量衡算计算书

塞拉尼斯（南京）化工有限公司11万吨/年醋酸乙烯酯项目目录1能量衡算31.1 概述31.2 热量衡算原理31.3 热量衡算任务31.4 热量衡算41.4.1 醋酸乙烯反应工段热量衡算41.4.2 精馏工段热量衡算51.4.3 吸收工段热量衡算91.4.4 污水处理工段热量衡算111.5 总结121能量衡算1.1 概述拟建一套年产11万吨的醋酸乙烯装置，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能量的消耗、释放和转化。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，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。下述能量衡算，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能量平衡方程：其中，表示输入设备热量的总和；表示输出设备热量的总和；表示损失热量的总和。对于连续系统：Q + W =H out - H in其中，Q设备的热负荷。W输入系统的机械能。H out离开设备的各物料焓之和。H in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醋酸乙烯装置的热量衡算中，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 醋酸乙烯反应工段热量衡算1.4.1.1 R0101A反应器（Aspen内主反应及主副反应反应器）R0101A热负荷WQHeat Duty（KW）0.00-10056.68流股焓变计算表单位CWS0101PG0108CWR0101PG0109从E0104R0101AR0101A至R0101AR0101AR0101B温度C138.90148.50138.92176.21压力bar3.507.803.507.42摩尔汽相分率0.001.000.841.00摩尔液相分率1.000.000.160.00摩尔固相分率0.000.000.000.00焓流量kW-85315.74-85157.05-75259.06-95213.73热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-170472.78-170472.780.001.4.1.2 R0101B 反应器（Aspen内主反应及主副反应反应器）R0101B热负荷WQHeat Duty（KW）0-1561.17流股焓变计算表单位PG0109PG0110从R0101AR0101B至R0101BEX0104温度C176.21176.34压力bar7.427.42摩尔汽相分率11摩尔液相分率00摩尔固相分率00焓流量kW-95213.73-96774.9热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-95213.73-96774.901.4.2 精馏工段热量衡算1.4.2.1 T0201精馏塔热量衡算T0201热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）-18294.1118086.45流股焓变计算表单位PGL0201PG0201PL0203PL0208从A0201T0201T0201T0201至T0201C0201P0204P0202温度C84.7150.0095.1850.00压力bar4.500.500.500.50摩尔汽相分率0.021.000.000.00摩尔液相分率0.980.001.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.00焓流量kW-211183.54-21174.74-159031.48-31184.99热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-229477.66-229477.660.001.4.2.2 T0202精馏塔热量衡算T0202热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）0.0016412.21流股焓变计算表单位PL0204PL0205DR0201PG0204从P0204E0201T0202T0202至T0202T0202A0202温度C95.20115.37163.41116.82压力bar1.001.001.001.00摩尔汽相分率0.000.000.001.00摩尔液相分率1.001.001.000.00摩尔固相分率0.000.000.000.00焓流量kW-159030.11-1520.13-373.32-143764.70热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-160550.24-160550.23-0.011.4.2.3 T0203精馏塔热量衡算T0203热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）0.000.00流股焓变计算表单位PG0209PGL0202PG0211PL0213从E0205E0204T0203T0203至T0203T0203E0206D0401温度C180.0042.0041.7369.39压力bar10.011.500.500.50摩尔汽相分率1.000.001.000.00摩尔液相分率0.001.000.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.00焓流量kW-1511.19-35048.16-405.60-36153.75热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-36559.35-36559.350.001.4.2.4 T0204精馏塔热量衡算T0204热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）-2988.92657.25流股焓变计算表单位PG0210PL0214PL0217PG0212PL0215PL0218从E0203E0206T0205T0204T0204T0204至T0204T0204T0204T0206T0205T0206温度C85.0060.00282.9160.00166.9960.00压力bar1.501.001.001.001.001.00摩尔汽相分率1.001.000.001.000.000.00摩尔液相分率0.000.001.000.001.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.000.000.00焓流量kW-17333.20-403.14-16804.33-4460.46-20233.03-12178.84热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-33883.42-33883.420.001.4.2.5 T0205精馏塔热量衡算T0205热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）-349.68594.07流股焓变计算表单位PL0215PL0216PL0217从T0204T0205T0205至T0205T0204温度C166.9952.56282.91压力bar1.001.001.00摩尔汽相分率0.000.000.00摩尔液相分率1.001.001.00摩尔固相分率0.000.000.00焓流量kW-20233.03-2684.31-16804.33热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error备注-19638.96-19138.96-500.00中间换热注：500KW是中间换热。1.4.2.6 T0206精馏塔热量衡算T0206热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）-2837.352557.71流股焓变计算表单位PG0212PL0218PG0213PL0219从T0204T0204T0206T0206至T0206T0206T0207温度C60.0060.0019.5072.32压力bar1.001.001.001.00摩尔汽相分率1.000.001.000.00摩尔液相分率0.001.000.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.00焓流量kW-4460.46-12178.84-998.49-15920.45热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-14081.60-14081.600.001.4.2.7 T0207精馏塔热量衡算T0207热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）0.000.00流股焓变计算表单位PG0217PL0219PL0222PG0214PL0220从D0203T0206A0204T0207T0207至T0207T0207T0207E0207VA0201温度C42.5372.3240.3240.3242.32压力bar0.301.000.300.300.30摩尔汽相分率1.000.000.001.000.00摩尔液相分率0.001.001.000.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.000.00焓流量kW-209693.37-15920.45-174953.64-172188.83-228378.64热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-400567.47-400567.470.001.4.3 吸收工段热量衡算1.4.3.1 T0301水洗塔热量衡算T0301热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）0.000.00流股焓变计算表单位PG0203PG0301PL0207PW0302PG0302PL0202从D0201D0101P0203P0301T0301T0301至T0301T0301T0301T0301A0301A0201温度C40.0040.0030.4120.1132.5935.39压力bar8.007.424.504.504.004.50摩尔汽相分率1.001.000.000.001.000.00摩尔液相分率0.000.001.001.000.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.000.000.00焓流量kW-370.34-2985.99-75114.64-19872.37-341.89-98001.48热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-98343.33-98343.380.041.4.3.2 T0302精馏塔热量衡算T0302热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）0.000.00流股焓变计算表单位AW0301AW0303PG0304AW0302PG0305从T0303A0301T0302T0302至T0302T0302T0302T0303T0304温度C40.00100.4932.5931.1941.12压力bar2.001.004.001.001.00摩尔汽相分率0.000.001.000.001.00摩尔液相分率1.001.000.001.000.00摩尔固相分率0.000.000.000.000.00焓流量kW-18858.51-13930.25-127.86-31806.21-1110.42热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-32916.62-32916.620.001.4.3.3 T0303解吸塔热量衡算T0303热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）-353.811438.75流股焓变计算表单位AW0302AW0303WG0301WW0301从T0302T0303T0303T0303至T0303T0302温度C31.19100.4963.38105.52压力bar1.001.001.001.00摩尔汽相分率0.000.001.000.00摩尔液相分率1.001.000.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.00焓流量kW-31806.21-13930.25-2974.40-13816.63热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-30367.46-30367.460.001.4.3.4 T0303塔热量衡算T0304热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）0.000.00流股焓变计算表单位DNW0302PG0305PG0306WW0302从P0302T0302T0304T0304至T0304T0304D0301温度C20.0341.1239.0039.32压力bar2.001.001.001.00摩尔汽相分率0.001.001.000.00摩尔液相分率1.000.000.001.00摩尔固相分率0.000.000.000.00焓流量kW-2384.73-1110.42-1220.71-2274.44热量平衡计算一览表H in（KW）H out（KW）Error-3495.15-3495.150.001.4.4 污水处理工段热量衡算1.4.4.1 T0401污水处理塔能量衡算T0302热负荷塔顶塔釜Heat Duty（KW）0.000.00流股焓变计算表单位PG0403PG0404PL0402PG0401PL0403从E0402F0204P0401T0401T0401至T0401T0401T0401C04