5-2 附录二 能量衡算计算书

团队名称：河北农业大学威风堂堂队指导老师：李继文、刘祺凤、刘红蕾、纪晓婧、刘媛团队成员：赵雅琦、靳晓悦、杜学朴、李军豪、陈宇翔完成时间：2017年7月2017“东华科技-陕鼓杯”第十一届全国大学生化工设计竞赛8.64亿立方米每年废气脱硫项目能量衡算计算书目 录第一章 概述1第二章 能量衡算目的2第三章 能量衡算方法3第四章 系统能量衡算44.1氧化镁水化反应器焓变计算44.2水洗塔T0101焓变计算44.3吸收塔T0102焓变计算54.4 硫酸镁纯化工段64.5氧化塔T0201焓变计算64.6闪蒸罐V0201焓变计算64.7闪蒸罐V0202焓变计算74.8闪蒸罐V0203焓变计算84.9 碱式碳酸镁合成工段84.10 沉淀离心机M0301焓变计算84.11压缩机C0301焓变计算94.12碳化反应器R0301焓变计算10第五章 总结11 河北农业大学威风堂堂团队 第一章 概述本项目旨在为中海石油中捷石化120万吨重油催化裂化装置镁法深度脱硫，在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。对于新设计的车间，可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。通过下述能量衡算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。第二章 能量衡算目的（1）确定流程中机械所需的功率，为设备设计和选型提供依据；（2）确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率，确定加热蒸汽和冷却剂的用量，为后续换热和公用工程的设计做准备；（3）确定反应过程中的热交换量，指导反应器的设计和选型；（4）最终计算出所需的能量和费用，判定工艺过程的经济性。第三章 能量衡算方法系统的能量衡算能量守恒为理论基础，研究某一系统内各类型的能量的变化，即：输入系统的能量=输出系统的能量+系统积累的能量对于连续系统，有：Q+W=Hout-Hin其中，Q设备的热负荷；W输入系统的机械能；Hout离开设备的各物流焓之和；Hin进入设备的各物流焓之和；本项目的能量衡算以单元设备为对象，计算由机械能转换、化学反应释放能量和单纯的物理变化带来的热量变化。第四章 系统能量衡算图4-1 工段流程图4.1氧化镁水化反应器焓变计算表4-1反应器R0101能量衡算表inout物流编号MGOL1L2Temperature C2595.5381.457Pressure bar111Vapor Frac000Total Flow kmol/hr99.2451268.091268.06Total Flow kg/hr400022844.926845EnthalpyGcal/hr-6.24885294289864-85.3054150077952-172.562005239319Hin(MW)-91.55426795Hout(MW)-172.562005239319Q(Gcal/hr)-81.007737294.2水洗塔T0101焓变计算表4-2 水洗塔T0101能量衡算表inout物流编号H2OGASINGASOUTLIQUIDTemperature C2034022.3622.51Pressure bar10.111Vapor Frac0110Total Flow kmol/hr3330.517122.297706.213284.97Total Flow kg/hr600007122.297706.2159415.5Enthalpy MW-227.667-3.858-6.837-224.678Hin(MW)-231.515Hout(MW)-231.515Q(MW)04.3吸收塔T0102焓变计算表4-3 吸收塔T0102能量衡算表inout物流编号G3L3G4L4Temperature C209078.765372.7159Pressure bar1111Vapor Frac1010Total Flow kmol/hr239.0041570.56307.8911472.61Total Flow kg/hr7117300007393.7829723.2Enthalpy Gcal/hr-4.653-112.020-7.184-109.487Hin(Gcal/hr)-116.673Hout(Gcal/hr)-116.671Q(Gcal/hr0.0024.4 硫酸镁纯化工段图4-2硫酸镁纯化工段流程图4.5氧化塔T0201焓变计算表4-4氧化塔T0201能量衡算表inout物流编号L5O2L6OUT2Temperature C20202020Pressure bar1111Vapor Frac0101Total Flow kmol/hr471.0019.4271468.75810.0373Total Flow kg/hr8862.26271.68779.18354.675Enthalpy MW-35.9927-0.0003-32.492-1.91Hin(MW)-35.993Hout(MW)-34.402Q(MW)1.5914.6闪蒸罐V0201焓变计算表4-5闪蒸罐V0201能量衡算表inout物流编号Z10Z12Z13Temperature C20.577130.649130.649Pressure bar833Vapor Frac001Total Flow kmol/hr156.252154.032.222Total Flow kg/hr2926.392886.3540.0417Enthalpy MW-10.82839206502-10.372804117905-0.12657553538874Hin(MW)-10.82839206502Hout(MW)-10.49937965Q(MW)0.3290124124.7闪蒸罐V0202焓变计算表4-6闪蒸罐V0202焓变计算inout物流编号Z6Z8Z15Temperature C20.577120120Pressure bar833Vapor Frac001Total Flow kmol/hr156.2532.78153153.471Total Flow kg/hr2926.39161.5712764.82Enthalpy MW-10.82839206502-0.44867714114-8.75351359727Hin(MW)-10.82839206502Hout(MW)-9.202190738Q(MW)1.6262013274.8闪蒸罐V0203焓变计算表4-7闪蒸罐V0203焓变计算inout物流编号Z2Z4Z17Temperature C20.577108.635108.635Pressure bar81.51.5Vapor Frac00.0000081Total Flow kmol/hr156.253154.032.223Total Flow kg/hr2926.392886.3540.0417Enthalpy MW-10.82839206502-10.43472793000-0.12692793221Hin(MW)-10.82839206502Hout(MW)-10.56165586Q(MW)0.2667362034.9 碱式碳酸镁合成工段图4-3碱式碳酸镁合成工段流程图4.10 沉淀离心机M0301焓变计算表4-8沉淀离心机M0301焓变计算inout物流编号L4L5CIOUT1Temperature C20202020Pressure bar1111Vapor Frac0001Total Flow kmol/hr913.051471.001421.61920.431Total Flow kg/hr21489.388862.25611833.086794.040Enthalpy MW-145.544249017375-35.9927335758537-109.205417210223-1.25690118393686Hin(MW)-145.544249017375Hout(MW)-145.544249017375Q(MW)04.11压缩机C0301焓变计算表4-9压缩机C0301焓变计算inout物流编号M-CO2CO2-PTemperature C69.556191.826Pressure bar13Vapor Frac11Total Flow kmol/hr670.215264445972670.215264445972Total Flow kg/hr29494.77251949729494.772519497Enthalpy Gcal/hr-62.5845585710719-61.7723783542322Hin(Gcal/hr)-62.5845585710719Hout(Gcal/hr)-61.7723783542322Q(Gcal/hr0.8121802174.12碳化反应器R0301焓变计算表4-10 碳化反应器R0301能量衡算表inout物流编号C3CO2C4Temperature C80.26191.8220Pressure bar133Vapor Frac010.415Total Flow kmol/hr1638.435670.2152308.638Total Flow kg/hr3