附录1-3物料平衡计算书

物料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 物料衡算的原理和准则11.3 物料衡算任务21.4工段物料数据21.4.1原料预处理工段21.4.2丙烷脱氢反应工段31.4.3急冷压缩工段41.4.4氢气提纯工段71.4.5丙烯精制工段81.4.6酯化加氢工段91.4.7乙醇脱水工段111.4.8乙醇精制工段13物料衡算书1.1 总述本项目中采用UOP公司丙烷脱氢制丙烯工艺，并利用副产的氢气生产无水乙醇，最终得到纯度为99.6%（W）的丙烯，年产量为60万吨，并联产26万吨，纯度为99.98%（W）的无水乙醇。在项目前期，确定了该生产所采用的工艺与流程后，需要进一步对该项目进行定量计算。通过对整个生产系统、生产工段、以及各个重要的生产单元进行详细的物料衡算，计算得到各个产品的实际产量与规格，各个原料的实际消耗定额，“三废”的排放量及组成，从而定量的评述初步设计阶段所采用的生产工艺是否合理，先进，并通过衡算所得数据，来进一步对各个阶段所采用的设备进行初步设计。1.2 物料衡算的原理和准则物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）利用上述关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况如下表所示：表1-1 物料衡算式适用范围总衡算式总质量衡算式适用适用总物质的量衡算式适用不适用组分衡算式组分质量衡算式适用不适用组分物质的量衡算式适用不适用元素原子衡算式元素原子质量衡算式适用不适用元素原子物质的量衡算式适用不适用由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。1.3 物料衡算任务从原料入厂到产品输出，本项目主要工艺路线可分为如下7个工段：原料预处理工段、丙烷脱氢反应工段、急冷分氢工段、深冷分氢工段、丙烯精制工段、酯化加氢工段、乙醇水预精馏工段、乙醇精制工段。对于本分厂，采取年开工333天（8000小时）的连续操作，其中一年内的四五周（约30天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：(1) 确定丙烯、乙醇等产品的实际产量以及质量指标；(2) 确定乙二醇、乙酸、丙烷和氢气的循环量以及损失率等指标；(3) 确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；(4) 各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；(5) 汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务1.4工段物料数据1.4.1原料预处理工段1原料预脱C4塔（T0101）表1-2原料预脱C4塔进出料流股条件表项目进料出料1出料2温度，144587压力，MPa1.601.551.60气相分率000表1-3原料预脱C4塔物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷3466503464581910.96870.97570.0690丙烯7957795700.02220.02240.0000乙烯0000.00000.00000.0000甲烷333300.00010.00010.0000氢气0000.00000.00000.0000乙烷56956900.00160.00160.0000水0000.00000.00000.0000正丁烷54405440.00150.00000.1964异丁烷2036220340.00570.00000.7345丙炔515100.00010.00010.00001.4.2丙烷脱氢反应工段1.丙烷脱氢反应器（R0201,R0202，R0203，R0204）表1-4丙烷脱氢反应器进出流股条件表项目进料出料温度，600572压力，MPa0.150.15气相分率11表1-5丙烷脱氢反应器物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料1出料进料1出料丙烷3464582615720.72230.5453丙烯7957858650.01660.1790乙烯01900.00000.0004甲烷3310530.00010.0022氢气036580.00000.0076乙烷56922790.00120.0048水1246161246160.25980.2598正丁烷000.00000.0000异丁烷220.00000.0000丙炔514520.00010.00091.4.3急冷压缩工段1.急冷器(V0301)表1-6急冷器进出流股焓条件表项目进料进料2出料温度，57230301压力，MPa0.150.150.15气相分率101 表1-7急冷器物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷26157202615720.54530.00000.4333丙烯858650858650.17900.00000.1422乙烯19001900.00040.00000.0003甲烷1053010530.00220.00000.0017氢气3658036580.00760.00000.0061乙烷2279022790.00480.00000.0038水1246161246162486160.25981.00000.4118正丁烷0000.00000.00000.0000异丁烷2020.00000.00000.0000丙炔45204520.00090.00000.00072.汽液分离器（V0302）表1-8汽液分离器进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，303030压力，MPa0.150.150.15气相分率0.4310表1-9汽液分离器物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷26157226157200.43330.72860.0000丙烯858658586400.14220.23920.0000乙烯19019000.00030.00050.0000甲烷1053105300.00170.00290.0000氢气3658365800.00610.01020.0000乙烷2279227900.00380.00630.0000水24861639582446570.41180.01101.0000正丁烷0000.00000.00000.0000异丁烷2200.00000.00000.0000丙炔45245200.00070.00130.00003.多级压缩机（C0301）表1-10多级压缩机进出流股条件表项目进料出料1出料2出料3出料4温度，3000040压力，MPa0.150.000.000.003.14气相分率10000.38表1-11多级压缩机物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2出料3出料4进料1出料1出料2出料3出料4丙烷2615720002615720.72860.00000.00000.00000.7286丙烯85864000858640.23920.00000.00000.00000.2392乙烯1900001900.00050.00000.00000.00000.0005甲烷105300010530.00290.00000.00000.00000.0029氢气365800036580.01020.00000.00000.00000.0102乙烷227900022790.00630.00000.00000.00000.0063水395800039580.01100.00000.00000.00000.0110正丁烷000000.00000.00000.00000.00000.0000异丁烷200020.00000.00000.00000.00000.0000丙炔4520004520.00130.00000.00000.00000.00134.干燥器（DRY）表1-12进出干燥器流股条件表项目进料出料1出料2温度，404040压力，MPa3.143.143.14气相分率0.380.40表1-13干燥器物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷26157226157200.72860.73670.0000丙烯858648586400.23920.24180.0000乙烯19019000.00050.00050.0000甲烷1053105300.00290.00300.0000氢气3658365800.01020.01030.0000乙烷2279227900.00630.00640.0000水3958039580.01100.00001.0000正丁烷0000.00000.00000.0000异丁烷2200.00000.00000.0000丙炔45245200.00130.00130.00001.一级闪蒸罐（V0303）表1-14一级深冷闪蒸罐进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，-30-30-30压力，MPa3.143.143.14气相分率0.1801表1-15一级深冷闪蒸罐物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷26157225784137310.73670.74580.3996丙烯858648430615590.24180.24380.1669乙烯190168220.00050.00050.0024甲烷10535654890.00300.00160.0523氢气365829933590.01030.00090.3597乙烷227921081710.00640.00610.0183水0000.00000.00000.0000正丁烷0000.00000.00000.0000异丁烷2200.00000.00000.0000丙炔45244570.00130.00130.00082二级深冷闪蒸罐（V0304）表1-16二级深冷闪蒸罐进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，-95-95-95压力，MPa3.143.143.14气相分率0.9301表1-17二级深冷闪蒸罐物料平衡表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷37313642890.39960.68500.0221丙16690.28310.0134乙烯2212100.00240.00230.0025甲烷489254630.05230.00470.1153氢气3359333570.35970.00050.8348乙烷171123480.01830.02310.0119水0000.00000.00000.0000正丁烷0000.00000.00000.0000异丁烷0000.00000.00000.0000丙炔7700.00080.00130.00001.4.4氢气提纯工段1.PSA变压吸附分离塔（T0401）表1-18变压吸附分离器进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，303030压力，MPa3.143.143.14气相分率111表1-19变压吸附分离器物料平衡表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷890890.02210.00000.1246丙烯540540.01340.00000.0753乙烯100100.00250.00000.0141甲烷46304630.11530.00000.6486氢气33573306500.83480.99990.0705乙烷480480.01190.00000.0669水0000.00000.00000.0000正丁烷0000.00000.00000.0000异丁烷0000.00000.00000.0000丙炔0000.00000.00000.00001.4.5丙烯精制工段1.脱乙烷塔（T0501）表1-20脱乙烷塔进出流股条件表项目进料1进料2出料1出料2温度，30-30-2375压力，MPa3.143.142.943.04气相分率1010表1-21脱乙烷塔物料平衡表组分质量流率kg/hr质量分率进料1进料2出料1出料2进料1进料2出料1出料2丙烷02614831062613770.00000.74490.02590.7532丙烯085811669855620.00000.24440.16410.2466乙烯018018000.00000.00050.04410.0000甲烷059059000.00000.00170.14470.0000氢气3630131700.99990.00090.07790.0000乙烷022312214160.00000.00640.54330.0000水00000.00000.00000.00000.0000正丁烷00000.00000.00000.00000.0000异丁烷02020.00000.00000.00000.0000丙炔04520510.00000.00130.00000.00012.丙烯热泵精馏塔（T0502）表1-22丙烯热泵精馏塔进出流股焓值表项目进料出料1出料2温度，-30613压力，MPa3.040.770.71气相分率000表1-23丙烯热泵精馏塔物料平衡表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2丙烷2613773002610770.75320.00380.9747丙烯855627883067320.24660.99600.0251乙烯0000.00000.00000.0000甲烷0000.00000.00000.0000氢气0000.00000.00000.0000乙烷161600.00000.00020.0000水0000.00000.00000.0000正丁烷0000.00000.00000.0000异丁烷2020.00000.00000.0000丙炔510510.00010.00000.00021.4.6酯化加氢工段1.乙酸、乙醇酯化反应器（R0601）表1-24乙酸、乙醇酯化反应器进出流股条件表项目进料出料温度，7070压力，MPa0.150.15气相分率00表1-25乙酸、乙醇酯化反应器物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料进料出料1水4199138420.03910.1289乙酸乙酯000.00000.0000乙醇000.00000.0000乙酸0471630.00000.4392乙二醇59351346910.55270.3230丙炔43838116930.40820.10892.反应精馏塔（T0601）表1-26反应精馏塔进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，7070112压力，MPa0.150.100.15气相分率000表1-27反应精馏塔物料平衡表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2水138427210101380.12890.07410.9993乙酸乙酯0000.00000.00000.0000乙醇0000.00000.00000.0000乙酸471636430700.43920.66130.0000乙二醇346912572600.32300.26460.0000丙炔11693070.10890.00000.00073.乙酯加氢反应器（R0602）表1-28乙酯加氢反应器进出流股条件表项目进料出料温度，200200压力，MPa4.054.05气相分率11表1-29乙酯加氢反应器物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料进料出料1甲烷220.00000.0000氢16020.1350乙烷110.00000.0000水730473040.06270.0627乙酸乙酯000.00000.0000乙醇000.00000.0000乙酸6430700.55240.0000乙二醇26151934030.22460.8023丙炔000.00000.00001.4.7乙醇脱水工段1.一级闪蒸罐（V0701）表1-30一级闪蒸罐进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，303030压力，MPa4.053.043.04气相分率0.7601表1-31一级闪蒸罐物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2甲烷2020.00000.00000.0001氢气1571413157000.13500.00010.9258乙烷1010.00000.00000.0000水730471381660.06270.07180.0098乙酸乙酯0000.00000.00000.0000乙醇0000.00000.00000.0000乙酸0000.00000.00000.0000乙二醇934039231410890.80230.92810.0642丙炔0000.00000.00000.00002.二级闪蒸罐（V0702）表1-32二级闪蒸罐进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，10109压力，MPa2.032.033.04气相分率011表1-33二级闪蒸罐物料衡算表组分质量流率kg/hr质量分率进料出料1出料2进料出料1出料2甲烷0220.00000.00010.0001氢气015700157000.00010.96720.9258乙烷0110.00000.00000.0000水71961660.09710.00590.0098乙酸乙酯0000.00000.00000.0000乙醇0000.00000.00000.0000乙酸0000.00000.00000.0000乙二醇65543410890.90280.02670.0642丙炔0000.00000.00000.00003.乙醇脱水塔（T0701）表1-34乙醇脱水塔进出流股条件表项目进料出料1出料2温度，319378压力，MPa0.200.150.10气相分率000表1-