附录1-物料平衡计算书

目 录1总述12 物料衡算的原理和准则13 物料衡算任务24 物料衡算一览表34.1 叔丁醇生产工段34.2叔丁胺生产工段74.3叔丁胺精制工段15物料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- 14 -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 物料衡算的原理和准则物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系（进料量之和）（出料量之和）=（系统累积量）利用上述关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如表1-1所示：表1-1 物料衡算式适用范围类别物料衡算形式无化学反应有化学反应总衡算式总质量衡算式适用适用总物质的量衡算式适用不适用组分衡算式组分质量衡算式适用不适用组分物质的量衡算式适用不适用元素原子衡算式元素原子质量衡算式适用不适用元素原子物质的量衡算式适用不适用由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。3 物料衡算任务从原料入厂到产品输出，本项目主要工艺路线可分为如下3个工段：叔丁醇生产、叔丁胺生产、叔丁胺精制。对于本分厂，采取年开工300天（7200小时）的连续操作，其中一年内的两个月用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：(1) 确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；(2) 各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；(3) 汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务。4 物料衡算一览表4.1 叔丁醇生产工段(1) 催化精馏反应器（R0101）表1-2 催化精馏反应器进出料流股条件表项目进料1进料2出料1出料2温度，797979.1149.3压力，MPa1111气相分率0110表1-3 催化精馏反应器物料衡算表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1进料2出料1出料2进料1进料2出料1出料2水3973.3060.0000.163006.26610.0.0050.427异丁烯03093.61000100叔丁醇0030.8163977.672000.9950.565二异丁烯00.000052.0260000.007(2) 萃取塔（T0101）表1-4 萃取塔进出料流股条件表项目进料1进料2出料1出料2温度，213.8213.8109.6130压力，MPa0.20.20.20.2气相分率0000表1-5 萃取塔物料衡算表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1进料2出料1出料2进料1进料2出料1出料2水03006.266213.9512792.31500.4270.0350.436异丁烯003977.67200000叔丁醇03977.6723977.672000.5650.6530二异丁烯0052.026000.0070.0090乙二醇5462.02352.0261848.8353613.188100.3030.564(3) 乙二醇精馏塔（T0102）表1-6乙二醇精馏塔物料衡算表项 目进料1出料1出料2温度，117.3131.9221.3压力，MPa0.20.20.2气相分率010表1-7乙二醇精馏塔物料衡算表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水2837.7332837.73300.3350.8770叔丁醇237.923237.92300.0280.0740二异丁烯0.1170.117014 PPM36 PPM0乙二醇5382.865160.7835222.5630.6360.051(4) 闪蒸罐（V0102）表1-8闪蒸罐进出料流股条件表项目进料1出料1出料2温度，109.66464压力，bar20.10.1气相分率010表1-9闪蒸罐物料衡算表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水213.951168.53345.4180.0350.04245.418叔丁醇3977.6723739.749237.9230.6530.926237.923二异丁烯52.02651.9080.1170.0090.0130.117乙二醇1848.83579.1571769.6780.3030.021769.6784.2叔丁胺生产工段(1) 静态混合器（R0201）表1-10静态混合器进出料流股条件表项目进料1进料2出料1温度，3025.346.8压力，bar1.01311气相分率00.3290表1-11静态混合器进出料流股条件表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1进料2出料1进料1进料2出料1水168.5332060.0932228.6260.0420.4830.268叔丁醇3739.7491.7833741.5310.926418 PPM0.45二异丁烯51.9080.26152.1690.01361 PPM0.006乙二醇79.157079.1570.0200.01盐酸02018.8912018.89100.4730.243叔丁基氯0187.301187.30100.0440.023(2) 反应精馏塔（T0202）表1-12反应精馏塔进出料流股条件表项目进料1出料1出料2温度，46.8-9.199.9压力，bar111气相分率000表1-13反应精馏塔物料衡算表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水2228.62629.0353087.4910.2680.0060.975叔丁醇3741.53188.32100.450.0170二异丁烯52.16952.16900.0060.010乙二醇79.157079.1570.0100.025盐酸2018.891221.89500.2430.0430叔丁基氯187.3014749.60800.0230.9240(3) 闪蒸罐（V0202）表1-14闪蒸罐进出料流股条件表项目进料1进料2出料1温度，-9.12020压力，bar111气相分率010表1-15闪蒸罐进出料流股条件表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水29.0356.35122.6840.0060.0190.005叔丁醇88.3211.78386.5380.0170.0050.018二异丁烯52.1690.26151.9080.01770 PPM0.011乙二醇000000盐酸221.895142.93378.9630.0430.4220.016叔丁基氯4749.608187.3014562.3090.9240.5530.95(4) 管式反应器（R0203）表1-16管式反应器进出料流股条件表项目进料1进料2出料1出料2温度，90909090压力，bar10.13310.13310.13310.133气相分率0010.042表1-17管式反应器塔物料衡算表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1进料2进料3出料1进料1进料2进料3出料1水22.684128.4130151.0970.0050.01800.01叔丁醇86.538488.3890574.9280.0180.0700.04二异丁烯51.908267.7530319.660.0110.03800.022乙二醇00000000盐酸78.9630885.202964.1650.01600.3340.067叔丁基氯4562.3090.6430547.5540.9592 PPM00.038氨气001763.72286.2260trace0.6660.02甲醇0135.49406135.49600.87400.424叔丁胺00.01 0.0013172.57501 PPM8 PPB0.219氯化铵0002320.3270000.16(5) 固液分离器（V0203）表1-18固液分离器进出料流股条件表项目进料1出料1出料2温度，909090压力，bar10.13310.13310.133气相分率0.0420.0980表1-19固液分离器进出料流股条件表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水151.097151.09700.010.0130叔丁醇574.928574.92800.040.0490二异丁烯319.66319.6600.0220.0270乙二醇000000盐酸964.165964.16500.0670.0810叔丁基氯547.554547.55400.0380.0460氨气286.226286.22600.020.0240甲醇6135.4965828.721306.7750.4240.4920.117叔丁胺3172.5753172.57500.2190.2680氯化铵2320.32702320.3270.1600.883(6) 闪蒸罐（V0204）表1-20闪蒸罐进出料流股条件表项目进料1出料1出料2温度，90105105压力，bar10.1330.10.1气相分率010表1-21闪蒸罐进出料流股条件表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2甲醇306.775293.40613.3680.1170.8020.006氯化铵2320.32772.6392247.6890.8830.1980.994(7) 氨提塔（T0203）表1-22氨提塔进出料流股条件表项目进料1进料2出料1温度，90-26.9114.5压力，bar10.13310.13310.133气相分率0.09800表1-23氨提塔进出料流股条件表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水151.0970151.0970.01300.014叔丁醇574.9280574.9280.04900.053二异丁烯319.660319.660.02700.029乙二醇000000盐酸964.165885.20278.9630.0810.9110.007叔丁基氯547.5540547.5540.04600.05氨气286.22686.278199.9470.0240.0890.018甲醇5828.72105828.7210.49200.536叔丁胺3172.575 0.0013172.5750.26821PPB0.2924.3叔丁胺精制工段(1) 甲醇精馏塔（T0301）表1-24甲醇精馏塔进出料流股条件表项目进料1出料1出料2温度，114.5100.1137.3压力，bar10.13310.13310.133气相分率000表1-25甲醇精馏塔塔进出料流股条件表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水151.0970.023151.0740.0143 PPM0.036叔丁醇574.9280.352574.5760.05353 PPM0.135二异丁烯319.664.657315.0030.029702 PPM0.074乙二醇000000盐酸78.96378.96300.0070.0120叔丁基氯547.554546.7980.7560.050.082178 PPM氨气199.947199.94700.0180.030甲醇5828.7212627.9773200.7440.5360.3960.755叔丁胺3172.5753172.5630.0120.2920.4783 PPM(2) 产品精馏塔（T0302）表1-26产品精馏塔进出料流股条件表项目进料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表1-27产品精馏塔塔进出料流股条件表组分质量流率/(kg/h)质量分率进料1出料1出料2进料1出料1出料2水0.0230.02303 PPM6 PPM0叔丁醇0.35200.35253 PPM0114 PPM二异丁烯4.65704.657702 PPM00.002乙二醇000000盐酸78.96378.96300.0120.0220叔丁基氯546.798196.202350.5960.0820.0550.114氨气199.947199.947trace0.030.0560甲醇2627.9770.8062627.1710.396227 PPM0.853叔丁胺3172.5633075.43397.130.4780.8660.032(3) 精馏塔（T0303）表1-28精馏塔进出料流股条件表项目进料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