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醋酸乙烯合成工段34.2提纯循环工段54.3产品精制工段9能量平衡计算书中国南京塞拉尼斯年产10万吨醋酸乙烯项目- 11 -1总述本项目为南京塞拉尼斯化工有限责任公司设计一座年产10万吨醋酸乙烯的分厂，工艺以高纯乙烯和醋酸，氧气为原料，氮气作为保护气，使用钯-金催化剂进行气相催化反应制备粗醋酸乙烯，用吸收塔吸收粗醋酸乙烯，经液液分离除水后经精馏塔得一部分精制的产品，另一股经萃取精馏塔后提纯得到乙醛和醋酸乙烯。利用热泵精馏分离得纯度较高的醋酸乙烯10万吨（99.8，优等品），同时副产0.43万吨/年二氧化碳（99.99%，纯二氧化碳）和0.02万吨/年乙醛（99.99%，优等品）。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醋酸乙烯合成工段(1) VAC合成反应器（R0101）表4-1VAC合成反应器进出料流股焓值表项目进料1出料1温度，16079.1压力，bar1111气相分率11质量流率，kg/hr116618116618焓值，Gcal/hr-46.1788217-54.514297H，Gcal/hr-46.1788217-54.514297 表4-2VAC合成反应器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-46.1788217-54.514297-8.3354800.0067(2) 吸收塔（T0101）表4-3吸收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，4020.998343.3165237.06012压力，bar11115.955.95气相分率0.7282541010质量流率，kg/hr1166186609.21569057.0554170.18焓值，Gcal/hr-64.98518-12.0313213.49973-90.51623H，Gcal/hr-77.0165046-77.0165048表4-4吸收塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-77.0165046-77.0165048000.0000489(3) 闪蒸罐（V0101）表4-5闪蒸罐进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，37.060123030压力，bar5.951.10.1气相分率010质量流率，kg/hr54170.18995.518253174.66焓值，Gcal/hr-90.516230.1542699-90.79949H，Gcal/hr-90.5162349-90.6452183表4-6闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-90.5162349-90.6452183-0.12898300.001624.2提纯循环工段(1) HAC分离塔（T0201）表4-7 HAC分离塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，3065.98404116.8104压力，bar1.11.11.1气相分率010质量流率，kg/hr53174.6614063.1739111.49焓值，Gcal/hr-90.79949-13.91949-73.73619H，Gcal/hr-90.7994882-87.655675表4-8HAC分离塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-90.7994882-87.655675-2.4028700(2) 脱气塔（T0202）表4-9脱气塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，3438.159463.91102压力，bar1.11.11.1气相分率0.055481110质量流率，kg/hr14063.17752.830513310.34焓值，Gcal/hr-15.76827-0.2338118-15.311H，Gcal/hr-15.7682727-15.5448073表4-10脱气塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-15.7682727-15.54480730.23535100.0000068(3) HAC精制塔（T0203）表4-11HAC精制塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，116.8104102.3187120.6563压力，bar1.11.11.1气相分率000质量流率，kg/hr39111.491968.72437142.77焓值，Gcal/hr-73.73619-7.302783-66.41624H，Gcal/hr-73.736185-73.7190246表4-12HAC精制塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-73.736185-73.71902460.017160400.000309（4）液液分离罐（V0203）表4-13液液分离罐进出料流股焓值表项目进料1进料2出料1出料2温度，61.564.1999864.264.2压力，bar1111气相分率0000质量流率，kg/hr13989.606894.852613094.751789.707焓值，Gcal/hr-16.221-3.255011-12.99922-6.510027H，Gcal/hr-19.4761472-19.5092494表4-14液液分离罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-19.4761472-19.5092494-0.03310217900.000007（5）闪蒸罐（V0205）表4-15闪蒸罐进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，422020压力，kpa1005050气相分率0.980323210质量流率，kg/hr69933.7368299.031634.694焓值，Gcal/hr14.6196415.61965-1.486172H，Gcal/hr14.619638714.1334765表4-16闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差14.619638714.1334765-0.48616218800.00083（6）闪蒸罐（V0206）表4-17闪蒸罐进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，2018.4526418.45264压力，bar501010气相分率010质量流率，kg/hr1634.694365.18991269.504焓值，Gcal/hr-1.4861720.1354108-1.621584H，Gcal/hr-1.48617206-1.48617369表4-18闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-1.48617206-1.48617369000.00010564.3产品精制工段(1) VAC精制塔（T0301）表4-19VAC精制塔进出料流股焓值表项目进料1出料1出料2温度，64.261.7549575.20581压力，bar111气相分率000质量流率，kg/hr13094.751833.39111261.36焓值，Gcal/hr-12.99922-2.26687-10.67708H，Gcal/hr-12.9992226-12.9439471表4-20VAC精制塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-12.9992226-12.9439471-0.05527600.00004451(2) 萃取精馏塔（T0302）表4-21萃取精馏塔进出料流股焓值表项目温度，61.75495100127.813363.74086压力，bar1111气相分率0.0325892000质量流率，kg/hr1740.0723683.794350.4511073.411焓值，Gcal/hr-1.913423-6.230143-7.032857-1.030636H，Gcal/hr-8.14356668-8.0634935表4-22萃取精馏塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-8.14356668-8.0634935-0.08007400.0000021343(3) 萃取剂回收塔（T0303）表4-23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，127.813362.05119287.2046压力，bar111气相分率000质量流率，kg/hr4350.451679.26693671.184焓值，Gcal/hr-7.032857-0.9101409-5.770081H，Gcal/hr-7.03285722-6.68022209表4-24萃取剂回收塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-7.03285722-6.68022209-0.35263500.000064112(4) 精馏塔（T0304）表4-25精馏塔进出料流股焓值表项