5-3附录三 物料平衡计算书

寻找春天队年产两万吨乙酸叔丁酯项目 物料平衡计算书asus通过迷人的摘要吸引您的读者。它通常是文件的简短摘要。当您准备好添加内容时，只需单击此处并开始键入。文档标题文档副标题2018.081.1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反应合成工段31.4.3分离精制段61.4.4叔丁醇回收工段121.4.5C4水洗工段151.4.6总物料衡算181.5总结19 广东工业大学寻找春天团队 20/201.1概述本项目通过酸烯酯化反应工艺，利用茂石化总厂的抽余C4合成纯度为99%和99.9%的乙酸叔丁酯，年产量分别为19700吨和1700吨，反应剩余的醚后C4送回总厂。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-生产+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。1.4总项目衡算从抽余C4入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下3个工段：反应合成工段、乙酸叔丁酯分离精制工段、叔丁醇工段、水洗车间。1.4.1物料衡算任务对于本厂，工艺采取年开工350天（8400小时）的连续操作，其中一年内的两周（约14天）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99%乙酸叔丁酯及99.9%乙酸叔丁酯以及副产品醚后C4的实际产量以及质量指标；（2）确定叔丁醇的循环量以及损失率等指标；（3）确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；（4）各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；（5）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。1.4.2反应合成工段图1-1 反应合成工段表1-2 反应合成工段总物流衡算表进出口进口出口物流编号01010105010702150201流股信息抽余碳四叔丁醇乙酸回流乙酸反应产物温度3035353535压力bar111111110气相分率10000质量流量kg/h3084593132937228728体积流量m3/h13780.771.253.5310.2质量流量kg/h异丁烯12340000乙酸00132735273533TBAC0001942749异丁烷170000170正丁烷3080003081-丁烯8940008942-丁烯478000478二异丁烯00000叔丁醇059300.64594水0020.152.15质量分率异丁烯0.40000乙酸000.99850.9480.402TBAC0000.0520.315异丁烷0.0550000.019正丁烷0.10000.0351-丁烯0.290000.1022-丁烯0.1550000.058二异丁烯00000叔丁醇01000.068水000.0015001.4.2.1酸烯酯化反应器（R0101） 图1-2 酸烯酯化反应器（R0101）表1-3 酸烯酯化反应器物流衡算表进出口进口出口物流编号01080201流股信息混合反应物反应产物温度3535压力bar1110气相分率00质量流量kg/h87288728体积流量m3/h10.610.2质量流量kg/h异丁烯12340乙酸48543533TBAC1942749异丁烷170170正丁烷3083081-丁烯8948942-丁烯478478二异丁烯00叔丁醇594594水2.152.15质量分率异丁烯0.1410乙酸0.5560.402TBAC0.0220.315异丁烷0.0190.019正丁烷0.0350.0351-丁烯0.1020.1022-丁烯0.0550.058二异丁烯00叔丁醇0.0680.068水001.4.3分离精制段图1-3 反应合成工段表1-4 反应合成工段总物流衡算表进出口进口出口物流编号020102150236030103020401流股信息反应产物回流乙酸TBAC叔丁醇叔丁醇碳四温度3535354090.740压力bar10111.511.21气相分率000001质量流量kg/h8728372223473352452079体积流量m3/h10.23.532.750.460.31924质量流量kg/h异丁烯000000乙酸353335275.96000TBAC274919423286.67212.57.24异丁烷170004.180165正丁烷3080010.602981-丁烯8940025.008692-丁烯4780018.20460二异丁烯000000叔丁醇5940.6411.827032.0279水2.150.151.360.250.050.33质量分率异丁烯000000乙酸0.4020.9480.0025000TBAC0.3150.0520.9920.0200.8690.003异丁烷0.019000.01200.080正丁烷0.035000.03200.1431-丁烯0.102000.07500.4182-丁烯0.058000.05400.221二异丁烯000000叔丁醇0.06800.0050.8060.1310.134水000.00050001.4.3.1脱酸塔（T0201）图1-4 脱酸塔（T0201）表1-5 脱酸塔物流衡算表进出口进口出口物流编号020302070212流股信息反应产物产物混合物回流乙酸温度6575125.5压力bar101.11.3气相分率010质量流量kg/h872850063722体积流量m3/h10.716553.53质量流量kg/h异丁烯000乙酸35335.963527TBAC27492554194异丁烷1701700正丁烷30830801-丁烯89489402-丁烯4784780二异丁烯000叔丁醇5945930.64水2.151.990.15质量分率异丁烯000乙酸0.4020.0010.948TBAC0.3150.5100.052异丁烷0.0190.0340正丁烷0.0350.06201-丁烯0.1020.17902-丁烯0.0580.0960二异丁烯000叔丁醇0.0680.1180水0001.4.3.2脱烃脱醇塔（T0202）图1-5 脱烃脱醇（T0202）表1-6 脱烃脱醇塔物料衡算表进出口进口出口物流编号0207022303010401流股信息产物混合物TBAC叔丁醇碳四温度7595.14040压力bar1.11.211气相分率1001质量流量kg/h500625923352079体积流量m3/h16553.310.46924质量流量kg/h异丁烯0000乙酸5.965.9600TBAC255425406.677.24异丁烷17004.18165正丁烷308010.62981-丁烯894025.08692-丁烯478018.2460二异丁烯0000叔丁醇59343.9270279水1.991.410.250.33质量分率异丁烯0000乙酸0.0010.002300TBAC0.5100.9800.0200.003异丁烷0.03400.0120.080正丁烷0.06200.0320.1431-丁烯0.17900.0750.4182-丁烯0.09600.0540.221二异丁烯0000叔丁醇0.1180.0170.8060.134水00001.4.3.3TBAC精制塔（T0203）图1-6 TBAC精制塔（T0203）表1-7 TBAC精制塔物流衡算表进出口进口出口物流编号022402290232流股信息TBAC叔丁醇TBAC温度95.190.795.7压力bar1.511气相分率000质量流量kg/h25922452347体积流量m3/h3.310.312.75质量流量kg/h异丁烯000乙酸5.9605.96TBAC2540212.52328异丁烷000正丁烷0001-丁烯0002-丁烯000二异丁烯000叔丁醇43.932.011.8水1.410.051.36质量分率异丁烯000乙酸0.002300.0025TBAC0.9800.8690.992异丁烷000正丁烷0001-丁烯0002-丁烯000二异丁烯000叔丁醇0.0170.1310.005水000.00051.4.4叔丁醇回收工段 图1-7 叔丁醇回收工段表1-8 叔丁醇回收工段物料衡算表进出口进口出口物流编号03010302030903130402流股信息叔丁醇叔丁醇叔丁醇TBAC碳四温度4090.7554055压力bar11.211.21气相分率00001质量流量kg/h33524534719538体积流量m3/h0.460.310.470.2516.7质量流量kg/h异丁烯00000乙酸00000TBAC6.67212.523.41950.87异丁烷4.1802.1102.08正丁烷10.606.1504.431-丁烯25.0013.3011.72-丁烯18.2011.007.20二异丁烯00000叔丁醇27032.02900.0111.5水0.250.050.2280.060.012质量分率异丁烯00000乙酸00000TBAC0.0200.8690.0670.9990.023异丁烷0.01200.00600.023正丁烷0.03200.01800.0551-丁烯0.07500.03800.1172-丁烯0.05400.03200.310二异丁烯00000叔丁醇0.8060.1310.83800.104水000001.4.4.1叔丁醇回收塔（T0301）图1-8叔丁醇回收塔（T0301）表1-9叔丁醇回收塔（T0301）物料衡算表进出口进口出口物流编号03020303030903120402流股信息叔丁醇叔丁醇叔丁醇TBAC碳四温度90.7405595.955压力bar1.21.511.21气相分率00001质量流量kg/h24533534719538体积流量m3/h0.310.460.470.2516.7质量流量kg/h异丁烯00000乙酸00000TBAC212.56.6723.41950.87异丁烷04.182.1102.08正丁烷010.66.1504.431-丁烯025.013.3011.72-丁烯018.211.007.20二异丁烯00000叔丁醇32.02702900.0111.5水0.050.250.2280.060.012质量分率异丁烯00000乙酸00000TBAC0.8690.0200.0670.9990.023异丁烷00.0120.00600.023正丁烷00.0320.01800.0551-丁烯00.0750.03800.1172-丁烯00.0540.03200.310二异丁烯00000叔丁醇0.1310.8060.83800.104水000001.4.5C4水洗工段图1-9 C4水洗工段表1-10 C4水洗工段物料衡算表进出口进口出口物流编号04010402040504060407流股信息碳四碳四水碳四废水温度4055356045.8压力bar11111气相分率11010质量流量kg/h20793854115001158体积流量m3/h92416.70.558291.51质量流量kg/h异丁烯00000乙酸00000TBAC7.240.87008.11异丁烷1652.08013433正丁烷2984.43022181.61-丁烯86911.706861952-丁烯4607.200328139二异丁烯00000叔丁醇27911.5036.2254水0.330.01254194.7446质量分率异丁烯00000乙酸00000TBAC0.0030.023000.007异丁烷0.0800.02300.0900.029正丁烷0.1430.05500.1470.0711-丁烯0.4180.11700.4570.1692-丁烯0.2210.31000.2180.120二异丁烯00000叔丁醇0.1340.10400.0240.219水0010.0630.3851.4.5.1C4水洗塔（T0401）图1-10 C4水洗塔（T0401）表1-11 C4水洗塔塔物料衡算表进出口进口出口物流编号04010402040504060407流股信息碳四碳四水碳四废水温度4055356045.8压力bar11111气相分率11010质量流量kg/h20793854115001158体积流量m3/h92416.70.558291.51质量流量kg/h异丁烯00000乙酸00000TBAC7.240.87008.11异丁烷1652.08013433正丁烷2984.43022181.61-丁烯86911.706861952-丁烯4607.200328139二异丁烯00000叔丁醇27911.5036.2254水0.330.01254194.7446质量分率异丁烯00000乙酸00000TBAC0.0030.023000.007异丁烷0.0800.02300.0900.029正丁烷0.1430.05500.1470.0711-丁烯0.4180.11700.4570.1692-丁烯0.2210.31000.2180.120二异丁烯00000叔丁醇0.1340.10400.0240.219水0010.0630.3851.4.6总物料衡算图1-11 全流程表1-12 全流程总物料衡算表进出口进口出口物流编号010101050107040502360309031304060407流股信息抽余碳四叔丁醇乙酸水TBAC叔丁醇TBAC碳四废水温度303535353555406045.8压力bar1111111.511.211气相分率100000010质量流量kg/h30845931329541234734719515001158体积流量m3/h13780.771.250.552.750.470.258291.51质量流量kg/h异丁烯123400000000乙酸00132705.960000TBAC0000232823.419508.11异丁烷17000002.11013433正丁烷30800006.15022181.61-丁烯894000013.30686