附录二 能量衡算一览表

能量衡算一览表2018年“东华科技-陕鼓杯”第十二届全国大学生化工设计竞赛中石化镇海炼化年产6.5万吨甲基丙烯酸1.5万吨新戊二醇项目能量衡算一览表团队名称：宁波工程学院C-Bond团队指导老师：李正辉、周琦、李颖团队成员：汤慧峰、陈恒、方梓潼、胡银杰、罗吴佳玥完成时间：2018年7月镇海炼化年产6.5万吨甲基丙烯酸1.5万吨新戊二醇项目 能量衡算一览表目录1概述12能量衡算原则13各工序能量衡算13.1甲基丙烯醛合成工序能量衡算13.2甲基丙烯酸合成与精制工序能量衡算43.3异丁醛合成工序能量衡算63.4异丁醛制MAA工序能量衡算83.5新戊二醇合成与精制工序能量衡算10 宁波工程学院C-Bond团队 I1 概述本项目为年产6.5万吨甲基丙烯酸1.5万吨新戊二醇项目，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。总之，通过下述能量衡算，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。2 能量衡算原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：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，是以单位设备为基本单位，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 各工序能量衡算3.1 甲基丙烯醛合成工序能量衡算宁波工程学院C-Bond团队 2镇海炼化年产6.5万吨甲基丙烯酸1.5万吨新戊二醇项目 物料衡算一览表表 31 甲基丙烯醛合成工段流股焓变计算表0106021004130201011601180119温度（）53.10391.66038.5833355.4911984.006999.359压力（bar）1.20.80.81.20.80.80.88气相分率0.994011110摩尔流量（Kmol/h）2108.71010.26416.9551608.5425.964138.1851.962质量流量（kg/h）61657.5217.868478.80946859.7222.2764070.7156.091体积流量（m3/h）47211.90.241549.30267778.1172.7194.9200.062焓（Gcal/h）-16.0009-0.6898-0.0972-17.7065-0.1253-8.2653-0.1514HIN（Gcal/h）HOUT（Gcal/h）-16.7879-26.2485表 32 甲基丙烯醛合成工段能量衡算计算表能量衡算计算表（Gcal/h）QWHINHOUTError-9.69710.2226-16.7879-26.2485-0.0139E0101热负荷1.3302E0102热负荷0.3880E0103热负荷0.6348V0101热负荷-1.8034R0101热负荷-10.6730T01010.3353T0102-0.009 宁波工程学院C-Bond团队 12 3.2 甲基丙烯酸合成与精制工序能量衡算表 33 甲基丙烯酸合成与精制工段流股焓变计算表0201041402060208021002220225温度（）33595.683-2024.49391.660-12.641141.85压力（bar）1.20.8850.80.80.50.55气相分率1011000摩尔流量（Kmol/h）1608.54211.3081147.3418.14710.264313.84293.745质量流量（kg/h）46859.7287.99532736.6361.799217.8685760.898070.55体积流量（m3/h）67778.10.3164829.78252.0270.2415.6089.059焓（Gcal/h）-17.7055-0.7916-1.4632-0.2497-0.6898-21.6887-0.7612HIN（Gcal/h）HOUT（Gcal/h）-18.4971-14.3555表 34 甲基丙烯酸合成与精制工段能量衡算计算表能量衡算计算表（Gcal/h）QWHINHOUTError-14.35660-18.4971-14.3555-0.0011R0201热负荷-5.6969E0201热负荷-5.7219V0201热负荷-3.2004T02020.5435T0203-0.00056T0204-0.28033.3 异丁醛合成工序能量衡算表 35 异丁醛合成工段流股焓变计算表03010118030304170502温度（）2584.00692500压力（bar）10.810.50.5气相分率10000摩尔流量（Kmol/h）29.489138.18533.288.574162.902质量流量（kg/h）59.4464070.71599.549236.4854493.22体积流量（m3/h）731.0084.9200.6030.2544.82748焓（Gcal/h）0-8.2653-2.9808-0.5778-10.9785HIN（Gcal/h）HOUT（Gcal/h）-11.2461-11.5563表 36 异丁醛合成工段能量衡算计算表能量衡算计算表（Gcal/h）QWHINHOUTError-0.99850.9729-11.2461-11.5563-0.0154L0301热负荷-0.6246E0301热负荷0.06196R0301热负荷-0.6474E0302热负荷0.2890V03010V03020V030303.4 异丁醛制MAA工序能量衡算表 37 异丁醛制MAA工段流股焓变计算表04170401040204130414温度（）0252538.58395.683压力（bar）0.5110.80.88气相分率01010摩尔流量（Kmol/h）8.57416.6252.8516.95511.308质量流量（kg/h）236.485478.97551.344478.809287.995体积流量（m3/h）0.254412.120.052549.3020.316焓（Gcal/h）-0.57780-0.1945-0.0826-0.4923HIN（Gcal/h）HOUT（Gcal/h）-0.7723-0.5783表 38 异丁醛制MAA工段能量衡算计算表能量衡算计算表（Gcal/h）QWHINHOUTError0.18620.0059-0.7723-0.5783-0.0006E0401热负荷0.1316E0402热负荷0.0265E0403热负荷0.1319R0401-0.1000T0401-0.00383.5 新戊二醇合成与精制工序能量衡算表 39 新戊二醇合成与精制工段流股焓变计算表0501050205170506052005240525温度（）2502547.0484.39209.539277.771压力（bar）10.512.90.811.1气相分率0010100摩尔流量(Kmol/h）108.18162.82921.02154.20173.24620.8990.198质量流量（kg/h）2287.364494.19042.3761389.643220.222175.5538.513体积流量（m3/h）2.5694.829521.0931.5883.4522.6510.048焓(Gcal/h）-6.3293-11.97310-10.8804-3.9824-2.4628-0.040HIN（Gcal/h）HOUT（Gcal/h）-17.3024-17.3656表 310 新戊二醇合成与精制工段能量衡算计算表能量衡算计算表（Gcal