7-物料衡算说明书

扬子石化10万吨提取C4制MMA项目材料平衡计算书2018年“东华科技-陕西鼓杯”第十二届全国大学生化工设计比赛扬子石化10万吨提取C4制MMA项目参加学校：合肥工业大学(宣城校区)团队名称：化石脉动指导老师：杨则恒、姚运金、姚鑫、徐唱、徐超队员：雷奖、刘旭、唐迎、刘牛、温晓明完成时间： 2018年7月30日目录1 .概要12 .材料平衡的计算原理23 .物料平衡计算任务34 .物料平衡表44.1提取碳的四预处理工序44.1.1反应精馏塔T10144.1.2通常精馏塔T10274.1.3提取精馏塔T10394.1.4溶剂回收塔T104114.1.5闪光鼓SZ01144.1.6闪光鼓SZ02164.2MAL合成工序184.2.1材料混合器HH02184.2.2固定床反应器R101214.2.3 MAL脱水塔T105234.2.4相分离罐FL01254.2.5分流FP01284.2.6闪光鼓1-12304.3 MMA合成工序324.3.1混釜反应器R102334.3.2相分离罐FL02354.3.3水油分离罐FL03374.3.4萃取精馏塔T106404.3.5溶剂回收塔T107424.3.6材料混合器HH04444.3.7材料混合器HH03474.4副产物2-丁烯工序494.4.1萃取精馏塔T108494.4.2溶剂回收塔T109524.4.3资料混合器HH015432第一章的概要本项目以江苏省南京市扬子石化经济技术开发区扬子石化公司乙烯装置的副产物C4萃取油为原料，采用氢异构化技术提炼异丁烯，用直接甲基化法将高纯度异丁烯通过中间产物甲基丙烯醛制备甲基丙烯酸甲酯，制备丙二醇单甲醚在设计过程中利用Aspen Plus对全过程进行模拟，在此基础上完成物料平衡计算、能量平衡计算，展示了Aspen Plus全模拟过程1-11-3。图1-1异丁烯精制工序图1-2 MAL合成步骤图1-3 MMA合成工序第二章材料平衡的计算原理系统累积质量=输入系统的质量-输出系统的质量反应生成的质量-反应消耗的质量假定系统没有泄漏，情况如下：dFdt=FIN-FOUT GR-CR如果系统没有化学反应，则：dFdt=FIN-FOUT在稳定的状态下dFdt=FIN-FOUT=0，FIN=FOUT注：FIN进入系统的材料流量FOUT径流系统的物料流率gr-反应生成物料费率cr :反应消费物料费率。第三章物料平衡计算任务通过对整个系统和部分主要单元的详细物料平衡计算，获得主要、副产品产量、原料消耗量、“三废”排放量和最终产品质量指标等重要经济技术指标，定量审查选定的工艺路线、设计过程，为后续设计提供依据。第四章材料平衡表本项目的设备资材平衡计算分为提取碳的4个预处理、MAL合成工序、MMA合成工序和2-丁烯工序四个阶段进行详细计算说明。4.1提取碳的四预处理工序萃取碳四预处理工序主要分为反应精馏塔T101、通常精馏塔T102、萃取精馏塔T103、溶剂回收塔T104、闪蒸罐SZ01、SZ02 . Aspen Plus 8.4的详细模拟结果如表4-1至4-6所示。4.1.1反应精馏塔t01表4-1反应精馏塔T101的模拟结果串流idC45H2217质量流量kg/hr异丁烯5846.25332.66070311.979723.477055843.4541-丁烯3828.750.17182200.1611450.01211928.88177顺式-2-丁烯503.750.01855900.0176720.00099732174.885异丁烷362.55839.85105437.702465.6412299.0075正丁烷8150.03898600.0369480.002262814.9998MAL000000PS000000水000000甲醇000000氧气000000氮气000000氢02.41E-06111.70E-0610.860254.45E-28马来酸11400.10801700.1024880.0061143272.621一两丁烯000000一三丁烯3.75003.64E-122.55E-139.06E-09N-甲基吡咯烷酮000000苯酚000000乙腈，乙腈000000总流量kmol/hr222.0612106.40835.45667499.1204813.81741220.9189总流量kg/hr125006172.84911575050012433.85合计流量cum/hr22.5166411.275213.9910.487448.9405123.099445温度c5029.357526428.7466428.7466466.4544压力棒107116.76.78.08气相分数001010液相分数110101固相分数000000焓kcal/mol-9.21703-35.229470.272089-35.2407-18.8513-9.274888质量分数异丁烯0.46770.05389100.0542570.0469540.469963丁烯一0.30632.78E-0502.80E-052.42E-050.002323马来酸0.04033.01E-0603.07E-061.95E-060.174916异丁烷0.0290.94605400.9456870.9312830.024048正丁烷0.06526.32E-0606.43E-064.52E-060.065547MAL000000PS000000水000000甲醇000000氧气000000氮气000000氢03.90E-1012.95E-100.021723.58E-32马来酸0.09121.75E-0501.78E-051.22E-050.263203一两丁烯000000一三丁烯0.0003006.32E-165.11E-167.28E-13N-甲基吡咯烷酮000000苯酚000000乙腈，乙腈0000004.1.2通常精馏塔T102表4-2通常精馏塔T102的模拟结果串流id71517质量流量kg/hr异丁烯5843.4545813.1730.28373丁烯一28.8817728.680880.200896马来酸2174.8850.4269482174.458异丁烷299.0075298.98310.02446正丁烷814.999826.76867788.2311MAL000PS000水000甲醇000氧气000氮气000氢4.45E-2800马来酸3272.62115.0953732557.526一两丁烯000一三丁烯9.06E-098.82E-092.32E-10N-甲基吡咯烷酮000苯酚000乙腈，乙腈000总流量kmol/hr220.9189110110.9189总流量kg/hr12433.856183.1256250.724合计流量cum/hr23.09944510.19460710.56732温度c66.45448.87984533.69352压力棒8.081.823853.00385气相分数000液相分数111固相分数000焓kcal/mol-9.274888-10.949-10.6557质量分数异丁烯0.4699630.9401670.004845丁烯一0.0023230.0046393.21E-05马来酸0.1749166.91E-050.347873异丁烷0.0240480.0483553.91E-06正丁烷0.0655470.0043290.126102MAL000PS000水000甲醇000氧气000氮气000氢3.58E-3200马来酸0.2632030.0024410.525252144一两丁烯000一三丁烯7.28E-131.43E-123.72E-14N-甲基吡咯烷酮000苯酚000乙腈，乙腈0004.1.3提取精馏塔t03表4-3提取精馏塔t03的模拟结果串流id208166质量流量kg/hr异丁烯316.85813.1718.085266111.885丁烯一028.680881.67E-0628.68088马来酸00.4269488.90E-100.426948异丁烷0298.9831280.025718.95738正丁烷026.768670.47955526.289111MAL0000PS0000水230401.4086452302.591甲醇0000氧气0000氮气0000氢0000马来酸015.095371.60E-0715.09537一两丁烯0000一三丁烯08.82E-095.04E-228.82E-09N-甲基吡咯烷酮26179.200.000823226179.2苯酚0000乙腈，乙腈0000总流量kmol/hr397.62041105.226562502.3938总流量kg/hr288006183.12530034683.13合计流量cum/hr28.4881510.211030.55979639.71768温度c309.7140934075.6881压力棒7877气相分数0000液相分数1111固相分数0000焓kcal/mol-64.8058-10.9168-35.1218-51.3584质量分数异丁烯0.0110.9401670.0602840.176221丁烯一00.0046395.56E-090.0008627马来酸06.91E-052.97E-121.23E-05异丁烷00.04835