附录三物料衡算一览表

长春化工年产14万吨醋酸乙烯酯项目 物料衡算一览表物料衡算一览表目录1.1概述11.2物料衡算目的11.3物料衡算方法11.4 总项目衡算21.4.1 物料衡算任务21.4.2 醋酸乙烯酯合成工段物料衡算21.4.3 二氧化碳分离工段物料衡算41.4.4 醋酸乙烯酯精制工段物料衡算61.4.5 EDA合成工段物料衡算81.4.6 EDA裂解工段物料衡算10宁波工程学院KSF团队 1 / 11.1概述本项目为年产14万吨醋酸乙烯酯项目，采用乙烯法和羰基化法联产工艺生产醋酸乙烯酯，分别以乙烯、醋酸、氧气和醋酸甲酯、一氧化碳、氢气为原料，产品纯度为99.9%。副产品由乙醛、醋酐、二氧化碳。在已确定化学生产工艺和流程后，由定性阶段转向定量阶段，通过对整个生产系统、生产车间，以及部分重要的生产单元进行物料衡算精算出主、副产品的产量，原材料的消耗定额、“三废”排放量及组成，以及产品收率等各项经济技术指标，从而定量地评述初步设计所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理。1.2物料衡算目的工艺设计中，物料衡算是在工艺流程确定后进行的。目的是根据原料与产品之间的定量转化关系，计算原料的消耗量，各种中间产品、产品和副产品的产量，生产过程中各阶段的消耗量以及组成，进而为热量衡算、其他工艺计算及设备计算打下基础。对于已有装置，物料衡算可以弄清原料的来龙去脉，找出生产中的薄弱环节，为改进生产、完善管理提供可靠的依据和明确方向，并可作为检查原料利用率及三废处理完善程度的一种手段。1.3物料衡算方法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系统中的积累=输入-输出+生产-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表1-1所示：表1-1 各衡算方法适用情况类别物料衡算形式无化学反应有化学反应总衡算式总物流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原始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。1.4 总项目衡算工艺路线可分为如下5个工段：醋酸乙烯酯合成工段、醋酸乙烯酯精制工段、二氧化碳分离工段、EDA合成工段、EDA裂解工段。1.4.1 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。1.4.2 醋酸乙烯酯合成工段物料衡算表1-2 醋酸乙烯酯合成工段物料衡算103 105 110 115 205 209 215 120 129 温度 20.00 20.00 20.00 112.67 8.86 6.53 39.93 5.00 156.54 压力 bar1.00 1.00 1.00 0.90 8.00 8.00 13.91 8.00 1.50 气相分率1.00 0.00 1.00 0.06 1.00 0.00 1.00 1.00 0.00 总摩尔流量kmol/h117.90 5.68 181.19 605.84 1782.96 53.73 176.01 1990.79 847.31 总质量流量kg/h3814.75 325.68 5083.02 34760.62 61216.10 2923.95 5808.64 68603.37 45329.47 总体积流量cum/h2873.71 0.31 4416.19 1375.85 5220.66 3.00 307.59 5754.95 55.77 质量流量kg/hH2O0.00 6.51 0.00 694.97 38.29 103.43 19.61 15.68 4084.65 DEA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO2153.84 0.00 0.00 0.00 30261.36 0.28 2359.30 33624.02 7.40 HCO3-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C2H40.00 0.00 5083.02 0.00 28996.18 152.46 3219.26 32370.44 26.49 O23660.91 0.00 0.00 0.00 1876.15 0.02 208.40 2084.63 0.00 CH3CHO0.00 0.00 0.00 0.00 44.06 24.19 2.08 72.80 445.85 CH3COOH0.00 319.16 0.00 34065.41 0.04 2241.89 0.00 34.11 26969.04 C4H6O20.00 0.00 0.00 0.24 0.02 401.68 0.00 401.70 13796.04 C3H6O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 EDA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C4H6O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C3H8O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 质量分率H2O0.00 0.02 0.00 0.02 0.00 0.04 0.00 0.00 0.09 DEA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO20.04 0.00 0.00 0.00 0.49 0.00 0.41 0.49 0.00 HCO3-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C2H40.00 0.00 1.00 0.00 0.47 0.05 0.55 0.47 0.00 O20.96 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.04 0.03 0.00 CH3CHO0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.01 CH3COOH0.00 0.98 0.00 0.98 0.00 0.77 0.00 0.00 0.59 C4H6O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 0.00 0.01 0.30 C3H6O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 EDA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C4H6O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.4.3 二氧化碳分离工段物料衡算表1- 3 二氧化碳分离工段物料衡算120 210 205 215 209 222 214 218 201 温度 5.00 135.00 8.86 39.93 6.53 135.04 39.93 86.43 20.00 压力 bar8.00 17.01 8.00 13.91 8.00 17.01 13.91 2.51 1.00 气相分率1.00 0.00 1.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 总摩尔流量kmol/h1990.79 307.35 1782.96 176.01 53.73 253.12 49.92 20.71 38.00 总质量流量kg/h68603.37 6862.33 61216.10 5808.64 2923.95 6137.67 902.11 815.69 2229.96 总体积流量cum/h5754.95 5.57 5220.66 307.59 3.00 4.73 0.91 244.15 2.13 质量流量kg/hH2O15.68 4728.27 38.29 19.61 103.43 3683.22 897.00 65.66 22.30 DEA0.00 156.43 0.00 0.00 0.00 60.48 0.00 0.00 0.00 CO233624.02 0.00 30261.36 2359.30 0.28 1.79 3.68 746.68 0.00 HCO3-0.00 60.58 0.00 0.00 0.00 635.27 0.05 0.00 0.00 DEACOO-0.00 14.95 0.00 0.00 0.00 149.55 0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.03 0.00 0.00 0.00 0.38 0.07 0.00 0.00 CO3-20.00 780.67 0.00 0.00 0.00 503.07 0.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 OH-0.00 18.61 0.00 0.00 0.00 0.38 0.00 0.00 0.00 K+0.00 1102.78 0.00 0.00 0.00 1102.78 0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C2H432370.44 0.00 28996.18 3219.26 152.46 0.00 0.75 1.79 0.00 O22084.63 0.00 1876.15 208.40 0.02 0.00 0.02 0.05 0.00 CH3CHO72.80 0.00 44.06 2.08 24.19 0.75 0.55 1.51 0.00 CH3COOH34.11 0.00 0.04 0.00 2241.89 0.00 0.00 0.00 2207.66 C4H6O2401.70 0.00 0.02 0.00 401.68 0.00 0.00 0.00 0.00 C3H6O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 EDA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C4H6O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C3H8O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 质量分率H2O0.00 0.69 0.00 0.00 0.04 0.60 0.99 0.08 0.01 DEA0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 CO20.49 0.00 0.49 0.41 0.00 0.00 0.00 0.92 0.00 HCO3-0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.11 0.00 0.00 0.00 0.08 0.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.16 0.00 0.00 0.00 0.18 0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C2H40.47 0.00 0.47 0.55 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00 O20.03 0.00 0.03 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CH3CHO0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00 0.00 CH3COOH0.00 0.00 0.00 0.00 0.77 0.00 0.00 0.00 0.99 C4H6O20.01 0.00 0.00 0.00 0.14 0.00 0.00 0.00 0.00 C3H6O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 EDA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C4H6O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.4.4 醋酸乙烯酯精制工段物料衡算表1-4 醋酸乙烯酯精制工段物料衡算129 319 301 310 315-16322 325-28 温度 156.54 80.00 129.16 100.96 21.08 72.10 41.05 压力 bar1.50 1.00 1.50 1.20 1.00 1.00 0.09 气相分率0.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 总摩尔流量kmol/h847.31 0.71 479.44 187.18 11.27 160.50 9.63 总质量流量kg/h45329.47 65.13 27508.42 3382.10 484.82 13794.80 224.43 总体积流量cum/h55.77 0.05 30.60 3.69 275.60 15.93 0.22 质量流量kg/hH2O4084.65 0.00 549.93 3366.05 2.19 6.08 160.40 DEA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO27.40 0.00 0.00 0.00 7.40 0.00 0.00 HCO3-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C2H426.49 0.00 0.00 0.00 26.49 0.00 0.00 O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CH3CHO445.85 0.00 0.00 10.82 434.82 0.21 0.00 CH3COOH26969.04 0.00 26958.25 5.23 0.00 0.00 5.56 C4H6O213796.04 0.00 0.24 0.00 13.92 13781.41 0.46 C3H6O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 EDA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C4H6O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C3H8O30.00 65.13 0.00 0.00 0.00 7.10 58.01 质量分率H2O0.09 0.00 0.02 1.00 0.00 0.00 0.71 DEA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO20.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 HCO3-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C2H40.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 0.00 O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CH3CHO0.01 0.00 0.00 0.00 0.90 0.00 0.00 CH3COOH0.59 0.00 0.98 0.00 0.00 0.00 0.02 C4H6O20.30 0.00 0.00 0.00 0.03 1.00 0.00 C3H6O20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 EDA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C4H6O30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.4.5 EDA合成工段物料衡算表1-5 EDA合成工段物料衡算401 409 430 温度 20.00 20.00 128.35 压力 bar1.00 1.00 1.20 气相分率1.00 0.00 0.00 总摩尔流量kmol/h160.52 115.70 125.36 总质量流量kg/h3326.93 8568.88 11895.82 总体积流量cum/h3912.36 9.18 12.66 质量流量kg/hH2O0.00 0.00 0.00 DEA0.00 0.00 0.00 CO20.00 0.00 0.00 HCO3-0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 C2H40.00 0.00 0.00 O20.00 0.00 0.00 CH3CHO0.00 0.00 0.00 CH3COOH0.00 8.57 3289.60 C4H6O20.00 0.00 831.33 C3H6O20.00 8560.32 1.33 EDA0.00 0.00 5162.20 CO3236.26 0.00 0.00 H290.67 0.00 0.00 C4H6O30.00 0.00 2611.35 C3H8O30.00 0.00 0.00 质量分率H2O0.00 0.00 0.00 DEA0.00 0.00 0.00 CO20.00 0.00 0.00 HCO3-0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 1.4.6 EDA裂解工段物料衡算1.4.6 EDA裂解工段物料衡算430538-39540-44311534517-20温度 128.35 85.93 112.60 100.96 143.76 72.47 压力 bar1.20 0.80 0.90 1.20 1.20 1.00 气相分率0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 总摩尔流量kmol/h125.36 128.39 126.40 150.09 11.01 44.96 总质量流量kg/h11895.82 2362.96 7252.20 2711.89 1123.00 3869.54 总体积流量cum/h12.66 2.54 7.86 2.96 1.22 4.47 质量流量kg/hH2O0.00 2290.93 145.04 2699.02 0.00 0.00 DEA0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 HCO3-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEACOO-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 DEA+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 CO3-20.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 H3O+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 OH-0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K+0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 K2CO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 KHCO30.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 C