化工工厂和装置的物料能量和公用工程平衡

化工工厂和装置的物料、能量和公用工程平衡在进行化工厂设计时,首先要按照确定的设计基础（工厂、装置规模、工艺流程、原料、辅助原料及公用工程的规格，产品及主要副产品的规格，厂区的自然条件等）进行装置的物料和能量（热量）衡算（即工艺计算）,并据此进行全厂的物料、燃料及公用工程平衡。全厂的物料、燃料、公用工程平衡是以装置的物料、能量衡算为基础的，两者均为化工厂设计最重要的量化中间成果。全厂的物料、燃料、公用工程平衡对设计者确定产品方案、优化装置设置、确定配套公用工程设施的规模、进行工厂总体设计等方面至关重要。因此，设计者必须了解这些量化的中间成果的基本内容和它们的表达形式。1工厂的物料、燃料和公用工程平衡工厂的物料、燃料和公用工程平衡通常用图示加表格的形式来表示。表格形式常为简单的收入和支出形式，收入项表示输入和发生，支出项表示输出及用户消耗。表格的优点为易于计算，但一般只能表示出物料的进出关系，而图的优点是直观，可以表达出比较复杂的平衡关系。1丄物料平衡工厂的总物料平衡包括工厂内各装置从原料到中间产品直至最终产品的所有物料。以乙烯工厂（包括乙烯装置、丁二烯抽提装置和裂解汽油加氢装置）为例说明如下。某乙烯工厂全厂物料平衡如图3-1所示,包括乙烯装置、丁二烯抽提装置和裂解汽油加氢装置的总物料平衡。

亘爾石脑油76.47常圧柴油亘爾石脑油76.47常圧柴油AGO19.53加氢尾油HCR49.00加氢行脑油10.99哦報抽余油&38加氢镇化尾油20.02丙烷25.00外购石脑油65.61原料合计275.007,廉 R7SO裂解燃料油15.05图3J某乙烯工厂全厂物料平衡（单位「h）对每个装置可采用表格的形式逬一步说明，本例中，乙烯装置的物料平衡表见表

3-1,丁二烯抽提装置的物料平衡表见表3-2,裂解汽油加氢装置的物料平衡表见表3-3。表引乙烯装置的物料平衡表单位：t/h原料产品名称数量名称数量育懈石脑:由76.47氢气3.32常压柴油19.53甲烷35.86加氢尾油49.00乙烯87.50加氢石脑:由10.99丙烯39.19重整抽余油&38丙烷3.58加氢焦化尾油20.02型鉢G26.56丙烷25.00裂解汽油62.94外购石脑油65.61裂解燃料油15.05丰员失1.00合计275.00275.00表3・2丁二烯抽提装置的物料平衡表单位:t/h

产品名称名称瞬G26.56丁二烯127413.620.20甸十26.5626.56表3・3裂解汽油加氢装置的物料平衡表 单位t/h原料产品备注名称数量名称数量氢气0.29裂解64.51裂解汽油25.00加氢汽油17.15裂解C93.39乙烯装置燃料损失0.24合计25.29合计25.29另外，对于儿个装置均涉及的一些物料（公共物料），常针对该物料列出平衡表，本例中，氢气（表3-4）.甲烷（表3-5）.裂解汽油（表3-6）.裂解C5（表3-7）等也可分别列表表示。表34氢气平衡表单位:t/h产出装置数量用户名称数量乙烯装置3.32裂解汽油加氢装置0.29外送3.03合计3.32合计3.32表3・5甲烷平衡表单位:t/h产出装置用户名称we口乙35.86乙料29.27加繚置燃料0.28夕港6.31甸十35.8635.86表3•6裂解汽油平衡表单位：t/h产出装詈用户名称数量刁儒奘冒62.94契鯉汽油加氢奘晉25.00外送37.94合计62.94合计62.94表3•7裂解C5平衡表单位：t/h产出装置数量用户名称数量裂鯉汽油加氢奘罟4・51刁儒奘罟燃料3.25外送1.26合计4.51合计4・511.2燃料平衡燃料平衡应包括工厂范围内各装置所产生和消耗的所有固体、液体及气体燃料,常用图或多张表格来表示。如图3•2所示是燃料平衡图的例子。-卷賈爰>70,x?・•c/tmhxksl<J«:CCF2X9Z•一七7092X32铝炉注；EFA703燃料气混合盘EFA704燃料飞蒸发出UFBI3IS6球fitUFBI32IC9mUFBI324 料VMffUFB1325Cs^・•C/TVMXS^匚W192XO3[C4LPG-卷賈爰>70,x?・•c/tmhxksl<J«:CCF2X9Z•一七7092X32铝炉注；EFA703燃料气混合盘EFA704燃料飞蒸发出UFBI3IS6球fitUFBI32IC9mUFBI324 料VMffUFB1325Cs^・•C/TVMXS^匚W192XO3[C4LPGILE1S网xs/npolxcxss去q、pu2lx8n^i甲—11裂解c9c/ngo一XSTS9Z<VJ?9S9•c/nlgo-XZCHJ各g96z.Ja/r!92XEr226WU2X8H<lzn92x9一卜«去界外图3・2燃料平衡图E3JK融彖水糸统平磚朋13公用工程平衡公用工程平衡包括工厂范围内各装置的水、电、汽、气等的平衡。131蒸汽及凝水系统平衡蒸汽及凝水系统平衡包括工厂内各装置蒸汽的发生（从锅炉或废热锅炉），蒸汽的输入和输出量；各级蒸汽的用户（蒸汽透平、工艺加热器及直接汪入蒸汽），冷凝水回收系统，锅炉给水系统及除氧器，可用图或表格来表示。蒸汽及凝水系统平衡图如图3•3所示。1.3.2水平衡水平衡包括工厂内各装置的工业水、低硅水、生活水及循环冷却水平衡，可用图或表格来表示。如图3•4所示是某乙烯工厂循环冷却水平衡图。18129EA300pEA400―|EA701|_Z

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的补水图3・4某乙烯工厂循坏冷却水平衡图133风平衡风平衡包括工厂内各装置的氮气、工厂风、仪表风等平衡,可用图或表格来表示。2装置的物料衡算及热量衡算装置的物料衡算及热量衡算是工厂物料、燃料及公用工程平衡计算的基础。大多数情况下，装置的物料衡算及热量衡算由该装置的工艺包设计者完成，这些结果也常用来评价一个工艺技术的优劣。—些流程或技术简单的工艺装置，常不做工艺包设计，由工程设计人员完成装置的物料衡算及热量衡算。装置的物料衡算及热量衡算包括流程的优化设计。根据设计基础中的原料、公用工程等约束条件及装置工艺技术的自身特点，工艺人员调整设计（操作）条件，可使整个装置达到最优。因为需要进行大量的工艺计算，为提高效率，除了一些较简单的装置可以采用手工计算外，大多数情况下是依靠流程模拟软件进行计算的。装置物料衡算及热量衡算的结果通常以工艺物料流程图（PFD）及物流表的形式给出，用于全厂物料、燃料、公用工程平衡计算和单元设备计算。某苯乙烯装置工艺物料流程图之一如图3-5所示，表3-8是与该物料流程图相对应的部分物流表。E105V112H072培TOI工艺水赴汛駅V1C6ABX101E105V112H072培TOI工艺水赴汛駅V1C6ABX101G；令劉EIC6袖水分■華VI05流股号105LC61101111121131H115116117118来nE-103E-104X-101V-1C6E-105E-105E-107E-105E-1C6E-10€E-107至X101V105~E105X101E106V105-E106R1067105~vioFV105相态花相液相哪池相P相联相气相气相液相液相质殳流S/Ckq/h)空U氢吒261.85261.89261.89261.89261.89甲焼23.5823.6123.6123.6123.61二魚化垦155.36155.61155.611SS.61155.61*91.980.03173.432.3715&O615.3738・59196.6475.11121.54甲苯403.380.88461.66211364.6197.0634.34398.95258.99139.96非苯烽类35.410.4435.9019.92L5.9719.9217.18275乙笨7115.78211.00726&661.384353.S22915.1422.384375.9C3654.77821.12对二甲慕93.54L1795.000.0153.9741.030.1154.0846.207.87间二甲萃54.280.7155.0230.5424.480.C630.6026.384•22邻二甲茶4.140.064.182.132.042.141.890.2512693.522.0212832.630.806622.51621C.C912.966635.495830.59804.900甲耳芨乙烯12.9712.994.41&574.414.160.26异丙苯0.11高滦物57.5557.553.6453.913.643.610.02am聚合初NSITBC水2895&124.4932026.581951.666049.4525977.13698.C56747.505976.9277657810.0849959.92220.9153464.711958.3318103.9035360.79806.4918910.3815895.803114.57810.08温度120.098.268.052.257.057.071.9S&838.036.371.9压力(fe)/kP»33.0100.032.0381.330.0S0.034.029.028.028.034.0密席"ka/mIS0.261785.1860.286986