附录1-2能量平衡计算书

能量衡算书扬子江石化年产60万吨丙烯和26万吨乙醇项目目 录1.1总述11.2 热量衡算的原理和准则11.3 热量衡算任务11.4具体工段结果21.4.1原料预处理工段21.4.2丙烷脱氢反应工段31.4.3急冷分氢工段31.4.4氢气提纯工段71.4.5丙烯精制工段71.4.6酯化加氢工段81.4.7乙醇脱水工段101.4.8乙醇精制工段11能量衡算书1.1总述本项目中采用UOP丙烷脱氢制丙烯工艺，并且综合利用复产的氢气进行酯加氢生产无水乙醇，拟建一套年产量为60万吨的丙烯装置。在生产过程中，伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，过程中发生着质量传递的同时也伴随着能量的消耗、转移和释放。其中的能量变换关系和数量可以从能量衡算求得。对于一个项目的设计，可以依此来确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理的物料的性质及工艺要求来选择恰当的设备。总之，通过下述能量衡算，可以为下个阶段工作中能量的优化利用，降低能耗提供主要依据。1.2 热量衡算的原理和准则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： 输入设备热量的总和= 出设备热量的总和+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（1）在进行乙二醇装置的热量衡算中，主要通过定量计算完成下述基本任务： （2）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； （3）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； （4）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； （5）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； （6）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具体工段结果1.4.1原料预处理工段1原料预脱C4塔（T0101）表1-1预脱C4塔进出料流股焓值表项目进料出料1出料2温度，14.0509344.8841986.57855压力，MPa16.0015.5016.00气相分率000质量流率，kg/hr357839.00355070.002769.82焓值，Gcal/hr-231.55-222.02-1.64H,Gcal/hr-231.55-223.66表1-2预脱C4塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-231.55-223.667.89001.4.2丙烷脱氢反应工段1.丙烷脱氢反应器（R0201,R0202，R0203，R0204）表1-3丙烷脱氢反应器进出流股焓值表项目进料出料温度，600572压力，MPa1.501.50气相分率11质量流率，kg/hr479685.00479685.00焓值，Gcal/hr-424.76-377.61H,Gcal/hr-424.76-377.61 表1-4丙烷脱氢反应器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-424.76-377.61-47.1501.24E-051.4.3急冷分氢工段1.急冷器(V0301)表1-5急冷器进出流股焓值表项目进料进料2出料温度，57230.16929300.5524压力，MPa1.501.501.50气相分率101质量流率，kg/hr479685.00124000.00603685.00焓值，Gcal/hr-377.61-474.15-851.75H,Gcal/hr-851.75-851.75 表1-6急冷器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-851.75-851.750002.汽液分离器（V0302）表1-7汽液分离器进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，303030压力，MPa1.501.501.50气相分率0.4310质量流率，kg/hr603685.12359027.83244657.29焓值，Gcal/hr-1088.3-152.74-935.56H,Gcal/hr-1088.3-1088.3项目进料出料1出料2温度，303030压力，MPa1.501.501.50气相分率0.4310质量流率，kg/hr603685.12359027.83244657.29焓值，Gcal/hr-1088.3-152.74-935.56H,Gcal/hr-1088.3-1088.3 表1-8汽液分离器能量平衡表 Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-1088.3-1088.3002.44318E-064.多级压缩机（C0301）表1-9多级压缩机进出流股焓值表项目进料出料1出料2出料3出料4温度，3000040压力，MPa1.500.000.000.0031.00气相分率10000.376质量流率，kg/hr359027.830.000.000.00359027.83焓值，Gcal/hr-152.740.000.000.00-174.79H,Gcal/hr-152.74-174.79项目进料出料1出料2出料3出料4温度，3000040压力，MPa1.500.000.000.0031.00气相分率10000.376质量流率，kg/hr359027.830.000.000.00359027.83焓值，Gcal/hr-152.740.000.000.00-174.79H,Gcal/hr-152.74-174.79表1-10 多级压缩机能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-152.74-174.79-47.1525.441.24E-055.干燥器（DRY）表1-11进出干燥器流股焓值表项目进料出料1出料2温度，404040压力，MPa313131气相分率0.3760.3990质量流率，kg/hr359027.8355069.43958.401焓值，Gcal/hr-174.786-160.271-15.088H,Gcal/hr-174.786-174.786 表1-12干燥器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-174.786-174.786000.0001346.一级闪蒸罐（V0303）表1-13一级深冷闪蒸罐进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，-30-30-30压力，MPa313131气相分率0.1810质量流率，kg/hr355069.439337.97345731.46焓值，Gcal/hr-183.14-3.34-179.79H,Gcal/hr-183.14-183.14表 1-14一级闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-183.14-183.14001.14E-147.二级闪蒸罐（V0304）表1-15二级闪蒸罐进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，-95-95-95压力，MPa313131气相分率0.9310质量流率，kg/hr9337.974020.805317.16焓值，Gcal/hr-4.80-1.98-2.82H,Gcal/hr-4.80-4.80表1-16二级闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-4.80-4.80004.03E-161.4.4氢气提纯工段1.PSA变压吸附分离器（V0403）表1-17变压吸附分离器进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，303030压力，MPa313131气相分率111质量流率，kg/hr4020.80714.383306.43焓值，Gcal/hr-0.52-0.590.07H,Gcal/hr-0.52-0.52表1-18变压吸附分离器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-0.52-0.520001.4.5丙烯精制工段1.脱乙烷塔（T0501）表1-19脱乙烷塔进出流股焓值表项目进料1进料2出料1出料2温度，-3030-2375.2压力，MPa31312930气相分率0110质量流率，kg/hr351048.6336.294076.21347008.70焓值，Gcal/hr-182.430.00-2.19-154.69H,Gcal/hr-182.43-156.88表1-20脱乙烷塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-182.43-156.8825.5500.00012.丙烯精制塔（T0502）表1-21丙烯精制塔进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，-306.13762613.3压力，MPa307.5993096.979216气相分率000质量流率，kg/hr347009.0079146.82267862.00焓值，Gcal/hr-180.450.91-172.89H,Gcal/hr-180.45-171.98表1-22丙烯精制塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-180.45-171.98-28.8537.3001.4.6酯化加氢工段1.乙酸、乙醇酯化反应器（R0601）表1-23乙酸、乙醇酯化反应器进出流股焓值表项目进料出料温度，7070压力，MPa1.51.5气相分率00质量流率，kg/hr107387.89107387.89焓值，Gcal/hr-181.99-181.46H,Gcal/hr-181.99-181.46表1-24乙酸、乙醇酯化反应器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-181.99-181.460.5302.44318E-062.反应精馏塔（T0601）表1-25反应精馏塔进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，7071112压力，MPa1.511.5气相分率000质量流率，kg/hr107387.8997242.7810145.11焓值，Gcal/hr-181.46-144.79-37.56H,Gcal/hr-181.46-182.35表1-26反应精馏塔能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-181.46-182.35-0.8901.318E-063.乙酯加氢反应器（R0602）表1-27乙酯加氢反应器进出流股焓值表项目进料出料温度，200200压力，MPa4040气相分率11质量流率，kg/hr116421.02116423.12焓值，Gcal/hr-115.13-120.90H,Gcal/hr-115.13-120.90表1-28乙酯加氢反应器能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-115.13-120.90-5.7701.318E-061.4.7乙醇脱水工段1.一级闪蒸罐（V0701）表1-29一级闪蒸罐进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，303030压力，MPa403030气相分率0.76401质量流率，kg/hr116423.1299464.3516958.77焓值，Gcal/hr-161.53-159.96-1.55H,Gcal/hr-161.53-161.51表1-30一级闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-161.53-161.510.0201.78404E-052.二级闪蒸罐（V0702）表1-31二级闪蒸罐进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，91010压力，MPa302020气相分率0.99701质量流率，kg/hr16958.77726.0016232.75焓值，Gcal/hr-2.95-1.22-1.61H,Gcal/hr-2.95-2.83表1-32二级闪蒸罐能量平衡表Hin，Gcal/hrHout，Gcal/hrQ，Gcal/hrW，Gcal/hr误差-2.95-2.83-0.1200.00018762.乙醇脱水塔（T0701）表1-33乙醇-水普通精馏塔进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，319378压力，MPa21.51气相分率000质量流率，kg/hr100177.061188.0298989.04焓值，Gcal/hr-161.18-3.21-154.02H,Gcal/hr-161.18-157.23