附录一 物料衡算一览表

物料衡算一览表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项目摘要团队名称：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 物料衡算一览表目录1概论12物料衡算方式13物料衡算任务24总项目核算34.1甲基丙烯酸合成工序物料衡算34.2甲基丙烯酸合成与精制工序物料衡算84.3异丁醛合成工序物料衡算134.4异丁醛制MAA工序物料衡算184.5新戊二醇合成与精制工序物料衡算23宁波工程学院C-Bond团队 I1 概论镇海炼化气分I/II装置所产C4馏分输往宁波昊德化工进行深加工，本项目采用深加工后的高纯异丁烯为原料，生产有机精细化工产品甲基丙烯酸（MAA）和新戊二醇（NPG）。经严格计算和化工全流程模拟，本项目达到年处理6万吨异丁烯产6.5万吨甲基丙烯酸1.5万吨新戊二醇的目的，以实现在保护环境的同时，既能合理有效利用原料生产富有市场价值的下游产品，又能促进厂区化工园区内产品体系的有效融合，加强企业之间的联系合作。2 物料衡算方式物料衡算是根据质量守恒定律，利用某进出化工过程中某些已知物流的流量和组成，通过建立有关物料的平衡式和约束式，求出其他未知物流的流量和组成的过程。系统中物料衡算一般表达式为：系统中的积累=输入-输出+生成-消耗式中生成或消耗项是由于化学反应而生成或消耗的量；积累量可以是正值，也可以是负值，当系统中积累量不为零时称为非稳定状态过程；积累量为零时，称为稳定状态过程。稳定状态过程时，可以简化为：输入=输出-生成+消耗对无化学反应的稳定过程，又可表示为：输入=输出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下表 21所示：表 21 衡算方法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适用元素原子物质的量衡算式适用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 物料衡算任务通过对系统整体以及部分主要单元的详细物料衡算，得到主、副产品的产量，原料的消耗量，“三废”的排放量以及最后产品的质量指标等关键经济技术指标，对所选工艺路线、设计流程进行定量评述，为后阶段的设计提供依据。宁波工程学院C-Bond团队 3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4 总项目核算4.1 甲基丙烯酸合成工序物料衡算表 41 甲基丙烯醛合成工序物料衡算0106020102100413011601180119温度（）53.10333591.660438.5835.49184.00799.359压力（bar）1.201.20.80.80.80.80.88气相分率0.994101100摩尔流量（Kmol/h）2108.7101608.54210.26416.9555.964138.1851.962质量流量（kg/h）61657.546859.7217.868478.809222.2764070.7156.0912体积流量（m3/h）47211.967778.10.241549.302172.7194.9200.061质量流量（kg/h）1-BUT-0138.43129.2080.0020.0008.3950.0000.000C4H87501.3846.3690.0040.00013.2650.0001640.000MAL6.7796547.814.05010.2420.0062085.230.000433O211550.25072.80.00058.35820.1260.0000.000H2O4810.535605.63175.19425.1320.0091943.6126.461C2H4O20.00699.2630.0000.0000.0001.73929.602C2H4O0.65973.3150.0000.00022.4930.0000.000C3H6O0.400160.3011.1210.43443.1028.6760.000CO91.283277.7130.0004.4930.9090.0000.000CO2100.698403.8710.0002.35329.1930.0000.000MAA0.0002990.0002270.0001.5210.00028.9870.028N237557.128543.40.000247372.57983.5820.0000.000H20.0010.001040.0000.0010.0000.0000.000IBD0.0470.0360.0001.2851.1980.0510.000ISOBU-020.0005700.0004340.0002.4120.0002.4120.000ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000质量分率1-BUT-01823PPM623PPM0.0000.0000.0380.0000.000C4H80.164990PPM0.0000.0000.0600.0000.000MAL0.000462PPM0.0640.0210.0000.5120.000O20.2170.0760.0000.1220.0910.0000.000H2O0.0000.1200.8040.0520.0000.4770.472C2H4O20.0000.0020.0000.0000.000427PPM0.528C2H4O0.0000.0020.0000.0000.1010.0000.000C3H6O0.0000.0030.005906PPM0.1940.0020.000CO0.0000.0060.0000.0090.0040.0000.000CO20.0000.0090.0000.0050.1310.0000.000MAA0.0000.0000.1260.0030.0000.007502PPMN20.6180.6090.0000.7780.3760.0000.000H20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000IBD0.0000.0000.0000.0030.0050.0000.000ISOBU-020.0000.0000.0000.005584PPM592PPM0.000ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 宁波工程学院C-Bond团队 284.2 甲基丙烯酸合成与精制工序物料衡算表 42 甲基丙烯酸合成与精制工序物料衡算020102060208041402220225温度（）335-2024.49395.683-12.641141.85压力（bar）1.250.80.880.50.55气相分率101000摩尔流量（Kmol/h）1608.5421147.3418.14711.308313.84293.745质量流量（kg/h）46859.732736.6361.799287.9955760.898070.55体积流量（m3/h）67778.14829.78252.0270.3165.6089.059质量流量（kg/h）1-BUT-0129.2088.00820.2620.0000.9360.000C4H846.36913.17631.6910.0001.4980.000MAL6547.80.2090.0140.3727.7470.000O25072.83564.2710.9540.0000.8570.000H2O5605.634.9970.868181.3795605.950.000C2H4O299.2630.0260.0000.087115.1460.000106C2H4O73.3157.70264.0370.0001.5760.000C3H6O160.3015.727141.6250.00011.8290.000CO277.713279.4170.6970.0000.0600.000CO2403.871379.427.5490.0000.7870.000MAA0.0002270.0890.000106.1578.7528070.55N228543.428473.664.0770.0005.7550.000H20.001040.0010.0000.0000.0000.000IBD0.0360.0090.0250.0000.0020.000ISOBU-020.0004340.0000.0000.0000.0001850.000ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.0000.000质量分率1-BUT-01623PPM244PPM0.0560.000162PPM0.000C4H8990PPM402PPM0.0880.000260PPM0.000MAL462PPM0.0000.0000.0010.0010.000O20.0760.1090.0300.000149PPM0.000H2O0.120153PPM0.0020.6300.9730.000C2H4O20.0020.0000.000301PPM0.0200.000C2H4O0.002235PPM0.1770.000273PPM0.000C3H6O0.003175PPM0.3910.0000.0020.000CO0.0060.0090.0020.0000.0000.000CO20.0090.0120.0760.000137PPM0.000MAA0.0000.0000.0000.3690.0021N20.6090.8700.1770.000999PPM0.000H20.0000.0000.0000.0000.0000.000IBD0.0000.0000.0000.0000.0000.000ISOBU-020.0000.0000.0000.0000.0000.000ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.0000.0004.3 异丁醛合成工序物料衡算表 43 异丁醛合成工序物料衡算01180301030305020417温度（）84.007252500压力（bar）0.8110.50.5气相分率01000摩尔流量（Kmol/h）138.18529.48933.28162.9028.574质量流量（kg/h）4070.7159.4463599.5494493.22236.485体积流量（m3/h）4.920731.0080.6034.827480.254质量流量（kg/h）1-BUT-010.0000.0000.0000.0000.000C4H80.0001640.0000.0000.0001560.000MAL2085.230.0000.00059.2553.119O20.0000.0000.0000.0000.000H2O1943.610.000599.5492416127.158C2H4O21.7390.0000.0001.6520.000C2H4O0.0000.0000.0000.0000.000C3H6O8.6760.0000.0008.2420.434CO0.0000.0000.0000.0000.000CO20.0000.0000.0000.0000.000MAA28.9870.0000.00027.5381.4490N20.0000.0000.0000.0000.000H20.00059.4460.0000.0200.0010IBD0.0510.0000.0001934.69101.826ISOBU-022.4120.0000.00045.8232.412ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.000质量分率1-BUT-010.0000.0000.0000.0000.000C4H80.0000.0000.0000.0000.000MAL0.5120.0000.0000.0130.013O20.0000.0000.0000.0000.000H2O0.4770.00010.5380.538C2H4O2427PPM0.0000.000368PPM0.000C2H4O0.0000.0000.0000.0000.000C3H6O0.0020.0000.0000.0020.002CO0.0000.0000.0000.0000.000CO20.0000.0000.0000.0000.000MAA0.0070.0000.0000.0060.006N20.0000.0000.0000.0000.000H20.00010.0000.0000.000IBD0.0000.0000.0000.4310.431ISOBU-02592PPM0.0000.0000.0100.010ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.0004.4 异丁醛制MAA工序物料衡算表 44 异丁醛制MAA工序艺物料衡算04170402040104130414温度（）0252538.58395.683压力（bar）0.5110.80.88气相分率00110摩尔流量（Kmol/h）8.5742.8516.62516.95511.308质量流量（kg/h）236.48551.344478.975478.809287.995体积流量（m3/h）0.2540.052412.12549.3020.316质量流量（kg/h）1-BUT-010.0000.0000.0000.0000.000C4H80.0000.0000.0000.0000.000MAL3.1190.0000.00010.2420.372O20.0000.000106.39658.3580.000H2O127.15851.3440.00025.132181.379C2H4O20.0000.0000.0000.0000.087C2H4O0.0000.0000.0000.0000.000C3H6O0.4340.0000.0000.4340.000CO0.0000.0000.0004.4930.000CO20.0000.0000.0002.3530.000MAA1.44900.0000.0001.521106.157N20.0000.000372.579372.5790.000H20.00100.0000.0000.0010.000IBD101.8260.0000.0001.2850.000ISOBU-022.4120.0000.0002.4120.000ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.000质量分率1-BUT-010.0000.0000.0000.0000.000C4H80.0000.0000.0000.0000.000MAL0.0130.0000.0000.0210.001O20.0000.0000.2220.1220.000H2O0.53810.0000.0520.630C2H4O20.0000.0000.0000.000302PPMC2H4O0.0000.0000.0000.0000.000C3H6O0.0020.0000.000906PPM0.000CO0.0000.0000.0000.0090.000CO20.0000.0000.0000.0040.000MAA0.0060.0000.0000.0030.369N20.0000.0000.7780.7780.000H20.0000.0000.0000.0000.000IBD0.4310.0000.0000.0030.000ISOBU-020.0100.0000.0000.0050.000ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.0000.0000.0000.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.0000.0000.0000.0000.000HPA-C50.0000.0000.0000.0000.000C10H20O40.0000.0000.0000.0000.000NPG0.0000.0000.0000.0000.0004.5 新戊二醇合成与精制工序物料衡算表 45 新戊二醇合成与精制工序物料衡算0502050105060517052005240525温度（）02547.042584.39209.539277.771压力（bar）0.512.910.811.1气相分率0001000摩尔流量（Kmol/h）162.829108.1854.2021.021173.24620.8890.198质量流量（kg/h）4494.1902287.361389.6442.3763220.222175.5538.513体积流量（m3/h）4.8292.5691.588521.0933.4522.6510.048质量流量（kg/h）1-BUT-010.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H80.0000.0000.0001560.0000.0000.0000.000MAL59.3360.00037.1500.00022.1860.0000.000O20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000H2O2413.9201441.22761.1380.0003094.0000.0000.000C2H4O21.6510.0000.1900.0001.4610.0000.000C2H4O0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C3H6O8.1580.0008.1570.0000.0010.0000.000CO0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000CO20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000MAA27.3300.0008.3240.00019.0050.0010.000N20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000H20.0190.0000.02042.3760.0050.0000.000IBD1937.630.000331.0970.0000.0000.0000.000ISOBU-0246.1240.00046.0530.0000.0890.0000.000ETHAN-010.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000CH2O0.000846.141171.1870.0005.9710.0000.000C8H16O20.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H10O0.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000C4H8O20.000