附录一 物料平衡计算书

上海高桥石化公司15万吨丙烯腈项目物料平衡计算1上海高桥石化公司15万吨丙烯腈项目物料平衡计算2上海高桥石化公司15万吨丙烯腈项目物料平衡计算1目录附录一物料平衡计算.1 1.1摘要.1 1.2物料平衡的目的.1 1.3物料平衡方法.1 1.4项目总会计.2 1.4.1物料平衡任务.2 1.4.2.3 1.4在反应淬火部分。3丙烯腈精制工段.8 1.4.4磷酸铵回收部分.17 1.4.5乙腈精制部分.23 1.4.6全过程.32 1.5摘要.36上海高桥石化公司年产15万吨丙烯腈项目物料平衡计算表1附件一物料平衡计算表1物料平衡计算表1.1 1.1总论该项目以空气中的丙烷、氨和氧气为主要原料，制备纯度为99.99%、年产量为15万吨的丙烯腈及精制乙腈、精制氢氰酸和丙烯的副产品。化学生产过程和流程确定后，定性阶段变为定量阶段。通过对整个生产系统、生产车间和一些重要生产单元的物料平衡计算，计算主要产品和副产品的产量、原材料消耗定额、“三废”排放和成分、产品产量等各项经济技术指标，从而定量评价初步设计中选择的工艺路线、生产方法和工艺流程是否经济合理。1.2 1.2物料平衡目的在物料平衡目的的工艺设计中，物料平衡是在工艺流程确定后进行的。其目的是根据原料和产品之间的恒定换算关系，计算原料消耗、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和组成，从而为热平衡计算、其他工艺计算和设备计算奠定基础。对于现有设备，物料平衡计算可以找出原材料的来源和发展，找出生产中的薄弱环节，为改进生产和管理提供可靠的依据和明确的方向，可以作为检查原材料利用率和三废治理完善程度的手段。1.3 1.3物料平衡法物料平衡法物料平衡是根据质量守恒定律，利用某些已知物料在进出化工行业过程中的流量和成分，通过建立相关物料的平衡公式和约束公式，获得其他未知物料的流量和成分的过程。系统物料平衡计算的一般表达式为：系统累计=上海高桥石化公司年产15万吨丙烯腈项目物料平衡计算书2中的投入产出生成消耗公式，其中生成或消耗的项目为化学反应生成或消耗的数量；累计金额可以是正数，也可以是负数。当系统中的累计量不为零时，称为不稳定状态过程。当累积为零时，它被称为稳态过程。在稳态过程中，可以简化为：输入=输出-无化学反应产生消耗的稳定过程，可以表示为：输入=输出物料平衡包括总质量平衡、组分平衡和元素平衡。各种核算方法的应用见表1-1:表1-1物料平衡公式应用范围物料平衡公式应用范围类别物料平衡表物料平衡表无化学反应无化学反应总化学反应总物料平衡公式适用于总物质量平衡公式不适用于组分平衡公式组分质量平衡公式不适用于组分物质量平衡公式不适用于元素原子平衡公式。 元素原子质量平衡公式适用于元素原子物质数量平衡公式适用于1.4 1.4总项目核算总项目核算从原料投入到产品产出，工艺路线可分为以下四个步骤：反应急冷段、氨回收精制段、丙烯腈精制段和乙腈精制段。 1.4.1物料平衡任务上海高桥石化公司年产15万吨丙烯腈项目物料平衡计算表3对于我厂而言，该工艺每年连续运行333天(8000小时)，其中一年中有4-5周(约30天)用于固定停车设备的维护和应急处理。物料平衡的主要任务是：(1)确定丙烯腈及副产品的实际产量和质量指标；(2)确定吸收水和磷酸铵的循环量和损失率；(3)确定过程中“三废”排放等公共经济指标；(4)各主要单元工艺的物料平衡计算，指导工艺设备尺寸的确定；(5)总结物料平衡计算的全过程，数据用于完成物料流程图等后续设计任务。1.4.2反应淬火工段图图1-1反应淬火反应淬火工段工艺流程图工段工艺流程图表1-2反应淬火工段总物料平衡工段总物料平衡进出口物流进口物流出口物流出口物流物料编号001 002 004 023 022温度K 274.9 277。4 303.01 343.2 346.3 346.3上海高桥石化公司15万吨丙烯腈项目物料平衡计算4压力棒551 1.2 1.35 1.3瓦普勒压裂摩尔流量KMOL/秒0.238 0.194 0.112 0.141 1 2.938 1 3.951 0.112 0 1.827质量流量kg/秒8.572 2.44 第三节C3H8 8.572 0.78微量O2 19.74 7.98微量NH3 2.409 0.001 0.009 0.01 C3H 3N 5.887 0.008 0.001 H2O 20.405 1.988 26.292 N2 65.01 65.01 0.01 0.001 C3H 6-01 1.147微量0.001 C2C 年产15万吨丙烯腈的上海高桥石化项目物料平衡计算5图图1-2反应器(R101)表1-3反应器物料平衡表编号010 011 012温度k 339.2 394.6 699.1压力棒1 21.1蒸汽压裂1 1 1质量流量kg/sec 12.547 84.75 97.296体积流量cum/sec 12.062 48.192 187 上海高桥石化公司6 1.4.2.2 1.4.2.2急冷塔(急冷塔(T 0101T 0101)15万吨丙烯腈项目C3H8 8.572 0.78物料平衡计算O2 0 19.74 7.98 NH3 3.974 0 1.576 C3H3N 0 6.016 H2O 0 11.483 N2 0 65.01 65.01 C3 h6-01 0 1.147 C2H3N 0 0 0 0.0 第97.296节97.296上海高桥石化15万吨丙烯腈项目7图图1-3急冷塔(急冷塔(T0101)物料平衡计算表1-4淬火塔物料平衡表淬火塔物料平衡表进出口进出口进出口进出口物流编号013 014 015 020 022 023温度e K 753.3 293.1 318.1 343.2 346.3 346.3压力千帕140 140 130 120 130 135蒸汽压裂10 0 0 1 0 0 0质量流量千克/秒97.296 8.3333 上海高桥石化公司15万吨丙烯腈项目物料平衡计算第三节C3H 8 0.78 0.78 O2 7.98 7.98 NH3 1.576 0 0.01 0.009 C3H 3N 6.016 5.887 0.001 0.008 H2O 11.483 8.333 28.889 20.405 26.292 1.988 N2 65.01 65.01 C3H 6-0 1.147 1.147 C2H 3N 0 第134.518节134.518 1.4.3丙烯