附录2 能量平衡计算书

洛阳石化8.29万吨/年丙烷资源化利用项目 可行性研究报告 I齐鲁石化年产20万吨醋酸乙烯酯项目 能量平衡计算书7目录1.1 概述11.2 热量衡算原理11.3 热量衡算任务21.4 热量衡算21.4.1 反应工段热量衡算21.4.2 气体分离工段热量衡算31.4.3 产品精制工段热量衡算51.5 总结71.1 概述拟建一套年产20万吨的醋酸乙烯新装置，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。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，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。总之，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。1.2 热量衡算原理工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求，遵循基本规范与实际工艺相结合的原则，进行热量衡算书的编制。其中一个主要依据是能量平衡方程：其中，表示输入设备热量的总和；表示输出设备热量的总和；表示损失热量的总和。对于连续系统：Q + W =Hout - Hin其中， Q设备的热负荷。 W输入系统的机械能。Hout离开设备的各物料焓之和。Hin进入设备的各物料焓之和。在进行全厂热量衡算时，是以单元设备为基本单位，考虑由机械能转换、化学反应释放和单纯的物理变化带来的热量变化。最终对全工艺段进行系统级的热量平衡计算，进而用于指导节能降耗设计工作。1.3 热量衡算任务在进行环氧丙烷装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务：确定工艺单元中物料输送机械（如泵）所需要的功率，以便于进行设备的设计和选型；确定精馏等单元操作中所需要的热量或冷量以及传递速率，计算换热设备的尺寸，确定加热剂和冷却剂的消耗量，为后续设计中比如供汽、供冷、供水等专业提供设备条件；确定为保持一定反应温度所需移除或者加入的热传递速率，指导反应器的设计和选型；提高热量内部集成度，充分利用余热，提高能量利用率，降低能耗；最终计算出总需求能量和能量的费用，并由此确定工艺过程在经济上的可行性。1.4 热量衡算1.4.1 反应工段热量衡算1.4.1.1 R0101 反应器表1-1 热负荷表WQHeat Duty（Gcal/hr）0-9.305表1-2 流股焓变计算表inout物流编号01070108Temperature（）113.49160Pressure（bar）1.09.8Vapor Frac11Mole Flow（kmol/hr）4489.34440.9Mass Flow（kg/hr）150486150486Volume Flow（cum/hr3Enthalpy（Gcal/hr）-50.91-60.21表1-3 热量平衡计算一览表W（Gcal/hr）Q（Gcal/hr）Hin（Gcal/hr）Hout（Gcal/hr）Error0-9.305-50.91-60.2101.4.1.2 E0102 醋酸蒸发器表1-4 热负荷表WQHeat Duty（Gcal/hr）06.8表1-5 流股焓变计算表inout物流编号0103010401060105Temperature（）160160120160Pressure（bar）881.181.11Vapor Frac0101Mole Flow（kmol/hr）299.6324.81133.6509.2Mass Flow（kg/hr）17945.39112.355041.327983.6Volume Flow（cum/hr）20.91442.832023.030.9Enthalpy（Gcal/hr）-33.34.6-54.7-76.6表1-6 热量平衡计算一览表W（Gcal/hr）Q（Gcal/hr）Hin（Gcal/hr）Hout（Gcal/hr）Error06.8-83.4-76.601.4.2 气体分离工段热量衡算1.4.2.1 T0201 醋酸乙烯吸收塔表1-7 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Gcal/hr）0000表1-8流股焓变计算表inout物流编号01110112020102020203Temperature（）4030.33036.936.8Pressure（bar）9.8767.746Vapor Frac0.70001Mole Flow（kmol/hr）4340.9517.2287.31926.63218.9Mass Flow（kg/hr）150485.828425.95175.392981.691105.4Volume Flow（cum/hr）7849.827.85.295.013534.7Enthalpy（Gcal/hr）-77.2-57.2-19.6-179.125.1表1-9 热量平衡计算一览表W（Gcal/hr）Q（Gcal/hr）Hin（Gcal/hr）Hout（Gcal/hr）Error00-154-15401.4.2.3 C0201 压缩机表1-10热负荷表WQHeat Duty（Gcal/hr）-1.50表1-11 流股焓变计算表inout物流编号02030204Temperature（）36.881.9Pressure（bar）610Vapor Frac11Mole Flow（kmol/hr）3218.93218.9Mass Flow（kg/hr）91105.491105.4Volume Flow（l/min）13534.79296.4Enthalpy（Gcal/hr）25.126.6表1-12 热量平衡计算一览表W（Gcal/hr）Q（Gcal/hr）Hin（Gcal/hr）Hout（Gcal/hr）Error-1.52.70925.126.601.4.2.4 T0202 CO2吸收塔表1-13 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Gcal/hr）0000表1-14 流股焓变计算表inout物流编号020802130211S23Temperature（）804042.837.9Pressure（bar）1.2211Vapor Frac1010Mole Flow（kmol/hr）164.93220.2174.5208.7Mass Flow（kg/hr）4721.46010.84840.55891.7Volume Flow（cum/hr）4022.46.14505.65.8Enthalpy（Gcal/hr）1.2-15.90.7-15.3表1-15热量平衡计算一览表W（Gcal/hr）Q（kcal/hr）Hin（Gcal/hr）Hout（Gcal/hr）Error00-14.7-14.60.11.4.3 产品精制工段热量衡算1.4.3.1 F0301 脱气槽表1-16 热负荷表WQHeat Duty（Gcal/hr）0-1.1表1-17 流股焓变计算表inout物流编号020203040302Temperature（）36.9 15.0 15.0 Pressure（bar）7.7 0.2 0.2 Vapor Frac0 1 0 Mole Flow（kmol/hr）1926.6 2.9 1923.6 Mass Flow（kg/hr）92981.6 138.1 92843.6 Volume Flow（cum/hr）95.0 465.6 92.3 Enthalpy（Gcal/hr）-179.1 -0.1 -180.2 表1-18 热量平衡计算一览表W（Gcal/hr）Q（Gcal/hr）Hin（Gcal/hr）Hout（Gcal/hr）Error01.2 -179.1 -180.3 0.1 1.4.3.2 T0301 醋酸乙烯精馏塔表1-19 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Gcal/hr）044.3-49.1-4.8表1-20 流股焓变计算表inout物流编号030303040305Temperature（）1.0 15.0 15.0 Pressure（bar）7.7 0.2 0.2 Vapor Frac0 1 0 Mole Flow（kmol/hr）1923.6 1026.4 897.2 Mass Flow（kg/hr）92843.6 56409.5 36434.1 Volume Flow（cum/hr）92.3 62.2 38.8 Enthalpy（Gcal/hr）-180.1 -110.3 -65.1 表1-21 热量平衡计算一览表W（Gcal/hr）Q（Gcal/hr）Hin（Gcal/hr）Hout（Gcal/hr）Error0-4.8 -180.1 -175.4 0 1.4.3.3 T0302 副产品精制塔表1-22 热负荷表WCondenserReboilerQHeat Duty（Gcal/hr）0014.90614.906表1-23 流股焓变计算表inout物流编号0315032001400316Temperature（）402568.868124.165Pressure（bar）1.1111.05Vapor Frac0010Mole Flow（kmol/hr）470.8171105.981566.5310261Mass Flow（kg/hr）9242.1486112.394429.7924.746Volume Flow（l/min）159.2