附录2 物料衡算说明书

广西广维化工醋酸乙烯酯10万吨生产分厂项目 物料衡算说明书2019年“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛广西广维化工醋酸乙烯酯10万吨生产分厂项目 参赛学校： 合肥工业大学（宣城校区） 团队名称： 键酯未来 指导老师： 姚运金、姚鑫、杨则恒、徐超、曹付虎 团队成员：李云云、吴城瑜、邢腾、夏星星、刘耀斌完成时间： 2019年8月11日 目 录第一章 概述1第二章 物料衡算原理2第三章 物料衡算任务2第四章 物料衡算表34.1乙烯合成工段34.2 VAC合成工段44.3 VAC精制工段74.4 工业乙醇精制工段8第一章 概述本设计项目工艺经过乙烯合成工段、VAC合成工段、VAC精制工段、工业乙醇精制工段。最后生产醋酸乙烯酯产品，副产工业乙醇产品（其纯度达到工业级要求）。本场所需主要设备有反应器、气液分离器、吸收塔、精馏塔、泵、压缩机、换热器、蒸发器、搅拌釜等，涉及到的原料有熟醪、乙烯、乙酸、乙二醇等，输入整个系统的能量主要有电能、加热介质带入的能量等，输出的能量主要有冷却剂带走的能量和输出物料的焓。设计过程中利用Aspen Plus对全流程进行模拟，并在此基础上完成物料衡算、能量衡算，全流程模拟如1-11-4所示。图1-1 工艺流程方框图1乙烯制备工段图1-2 工艺流程图方框图2VAC合成工段图1-3 工艺流程图方框图3VAC精制工段图1-4 工艺流程图方框图4工业乙醇精制工段第二章 物料衡算原理系统累计的质量输入系统的质量输出系统的质量反应生成的质量反应消耗的质量假设系统无泄漏，有：dFdt=FIN-FOUT+GR-CR当系统无化学反应发生时，有：dFdt=FIN-FOUT 在稳定状态下，有：dFdt=FIN-FOUT=0，FIN=FOUT注：FIN进入系统的物料流率；FOUT流出系统的物料流率；GR反应产生物料速率；CR反应消耗物料速率。第三章 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。第四章 物料衡算表本项目的设备物料衡算将分为乙烯合成、VAC合成、VAC精制以及工业乙醇精制四个工段并分别进行详细计算说明。4.1乙烯合成工段图4-1乙烯合成工段工艺流程图表4-1 乙烯合成工段总物料衡算表项目单位进口物料出口物料原料熟醪废液乙醇储料废液VAC合成原料01010109F5F70129相态液相液相液相液相汽相温度C205053.105155压力kPa101.32510045100100体积流量cum/hr503.738447.23963.86337.16231217.86质量流量kg/hr48947743269949215.95986.941555.36N2kg/hr00000CH3COOHkg/hr00000VACkg/hr00000C2H4kg/hr000100.0571325.96O2kg/hr00000CO2kg/hr00000H2Okg/hr4258454237001963.21134.615.23522ETHYL-01kg/hr00000CH3CHOkg/hr4894.770.0001666752866.991824.02205.739C2H5OHkg/hr53842.55553.1343170.22698.1114.6612C4H10Okg/hr00000CH3OHkg/hr1468.4319.60961215.48230.1533.76393METHOkg/hr978.954978.954000FURFU-01kg/hr2447.382447.4000TOTALkg/hr489477489457.24.2 VAC合成工段图4-2 VAC合成工段工艺流程图10表4-2 VAC合成工段全物料衡算表项目单位进口物料出口物料VAC合成原料原料乙烯循环乙烯、氧气原料醋酸循环醋酸原料氧气醋酸洗涤液废气VAC反应产物三废0129C2H40203020202010212S3102260227S59相态汽相汽相汽相液相液相汽相液相汽相液相温度C54037.470340114.423040202062.3716压力kPa100100101.325501.325100101.3251401.3254040100体积流量cum/hr1217.8611865.66491.079.32617.645398129.868.46417.96936.150521.3371质量流量kg/hr1555.3612784.67082.739733.327145.59596.858881.77261.45235910.920410.1N2kg/hr0291.342713.2905.34E-286053.17010.18030.5990352.72063CH3COOHkg/hr0023.49439538.666852.9208827.734.797117141.319061.8VACkg/hr0017.239901.17E-050095.30261421870.244C2H4kg/hr1325.9612493.23664.7801.20E-1800132.653117.0642.4703O2kg/hr00277.33402.50E-283543.6701.319110.09796110.337561CO2kg/hr0025.896902.68E-21001.020720.9914350.302806H2Okg/hr5.235220278.689194.666292.576054.044.536664043.421198.95ETHYL-01kg/hr0000000000CH3CHOkg/hr205.739082.005908.68E-110011.6233371.06233.1978C2H5OHkg/hr14.661201.03E-0601.03E-05000.008881614.65231.19E-05C4H10Okg/hr0000000000CH3OHkg/hr3.7639308.19E-0706.38E-06000.01032073.753611.06E-05METHOkg/hr0000000000FURFU-01kg/hr0000000000TOTALkg/hr56780.1356780.4524.3 VAC精制工段图4-3 VAC精制工段工艺流程图表4-3 VAC精制工段全物料衡算表项目单位进口物料出口物料VAC合成产物醋酸循环液废液废液99.9% wt醋酸乙烯酯0301030303040306PRODUCT相态液相液相液相液相温度C55114.42-40-110.172.3125压力kPa101.32510010080100体积流量cum/hr42.023419.11353.464331.512414.9591质量流量kg/hr35910.917863.73549.561589.5912908N2kg/hr0.5990351.34E-270.3050630.2939719.43E-30CH3COOHkg/hr17141.317132.34.587230.001952784.41631VACkg/hr142182.93E-0522.58691297.8712897.5C2H4kg/hr117.063.01E-1859.614157.44641.05E-18O2kg/hr0.09796116.25E-280.04988750.04807366.59E-30CO2kg/hr0.9914356.71E-210.5048970.4865384.85E-21H2Okg/hr4043.42731.4463193.6118.3745.05E-05ETHYL-01kg/hr00000CH3CHOkg/hr371.0622.17E-10265.486105.5750.000156661C2H5OHkg/hr14.65232.57E-051.54E-198.558426.09385C4H10Okg/hr00000CH3OHkg/hr3.753611.59E-052.819490.9340228.70E-05METHOkg/hr00000FURFU-01kg/hr00000TOTALkg/hr35910.935910.854.4 工业乙醇精制工段图4-4 工业乙醇精制工段工艺流程图表4-4工业乙醇精制工段全物料衡算表项目单位进口物料出口物料乙醇水溶液新鲜乙二醇萃取剂废液废液95% wt工业乙醇5ETHYL-01040204060404相态液相液相液相液相液相温度C53.112534.3175.5377.67压力kPa45101.325101.32580101.325体积流量cum/hr63.860.0206.031.4258.65质量流量kg/hr49215.8922.184671.051170.6443396.38N2kg/hr00000CH3COOHkg/hr00000VACkg/hr00000C2H4kg/hr00000O2kg/hr00000CO2kg/hr00000H2Okg/hr1963.20070.18531.881361.15ETHYL-01