
27万吨年丙烯腈项目7-3 附录三 能量衡算计算书.docx
19页27万吨/年丙烯腈项目能量衡算计算书目 录1 概述 12 能量衡算目的 13 能量衡算方法 14 系统能量衡算 14.1 丙烷脱氢反应工段 14.2 脱氢产物预分离工段 44.3 丙烷丙烯分离工段 54.4 氨氧化反应工段 64.5 氨氧化产物预分离工段 84.6 四效蒸发工段 104.7 丙烯腈精制工段 124.8 乙腈精制工段 13中化集团泉州石化27万吨/年丙烯腈项目▪能量衡算计算书1 概述本项目拟建一套年产27万吨的丙烯腈装置,在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元,在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化对于新设计的车间,可以由此确定设备的热负荷再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备通过下述能量衡算,可以为后续设计工作中提高热量的利用率,降低能耗提供主要依据2 能量衡算目的(1)确定流程中机械所需的功率,为设备设计和选型提供依据2)确定精馏各单元操作中所需的热量或冷量及传递速率,确定加热蒸汽和冷却剂的用量,为后续换热和公用工程的设计做准备3)确定反应过程中的热交换量,指导反应器的设计和选型4)最终计算出所需的能量和费用,判定工艺过程的经济性。
3 能量衡算方法根据能量守恒:输入系统的能量 = 输出系统的能量 + 系统积累的能量本装置主要是反应器,精馏塔,换热器就,泵,输入整个生产系统的能量主要有电能、加热蒸汽带入的能量和进入物料的焓, 输出的能量有冷却剂带走的能量和输出物料的焓Q + W = Hout – Hin式中: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4 系统能量衡算4.1 丙烷脱氢反应工段图4-1 丙烷脱氢反应工段流程图表4-1加热炉F0101能量衡算表inout物流编号456Temperature C133.6300600Pressure bar333Vapor Frac111Total Flow kmol/hr73002420.411425.80Total Flow kg/hr131512106430237942Enthalpy MW-482.89-50.18-469.16∑Hin(MW)-533.07∑Hout(MW)-469.16△Q(MW)70.79表4-2 第一脱氢反应器R0101能量衡算表inout物流编号67Temperature C600502.5Pressure bar32Vapor Frac11Total Flow kmol/hr9720.410227.5Total Flow kg/hr237941.13237941.13Enthalpy MW-469.16-469.16∑Hin(MW)-469.16∑Hout(MW)-469.16△Q(MW)0表4-3 氢气选择性氧化反应器R0102能量衡算表inout物流编号910Temperature C489.25600Pressure bar22Vapor Frac11Total Flow kmol/hr11387.511153.8Total Flow kg/hr271423271423Enthalpy MW-467.02-478.80∑Hin(MW)-467.02∑Hout(MW)-478.80△Q(MW)-11.78表4-4 第二脱氢反应器R0103能量衡算表inout物流编号1011Temperature C600553.26Pressure bar22Vapor Frac11Total Flow kmol/hr11153.8411425.80Total Flow kg/hr271423271423Enthalpy MW-478.8-478.8∑Hin(MW)-478.8∑Hout(MW)-478.8△Q(MW)04.2 脱氢产物预分离工段图4-2脱氢产物预分离工段流程图表4-5干燥塔T0201能量衡算表inout物流编号1315H2OTemperature C80.980.980.9Pressure bar111Vapor Frac110Total Flow kmol/hr7118.0973633.4013484.696Total Flow kg/hr19346113068362778Enthalpy MW-271.58-39.38-232.2∑Hin(MW)-271.58∑Hout(MW)-271.58△Q(MW)0表4-6 变压吸附塔T0202能量衡算表inout物流编号1516H2Temperature C80.980.980.9Pressure bar111Vapor Frac111Total Flow kmol/hr3633.4013387.906245.495Total Flow kg/hr130683130188494.9Enthalpy MW-39.38-39.440.06∑Hin(MW)-39.38∑Hout(MW)-39.38△Q(MW)0表4-7 压缩机C0201能量衡算表inout物流编号1617Temperature C80.9285.1Pressure bar125Vapor Frac11Total Flow kmol/hr3387.9063387.906Total Flow kg/hr130188130188Enthalpy MW-39.445-24.428∑Hin(MW)-39.445∑Hout(MW)-24.428△Q(MW)15.017表4-8 深冷分离塔T0203能量衡算表in(MW)out(MW)T0203进料-41.713T0203塔顶出料-3.65T0203塔釜出料-45.102再沸器9.611冷凝器16.65合计-32.102合计-32.1024.3 丙烷丙烯分离工段图4-3丙烷丙烯分离工段流程图表4-9 热泵精馏塔T0301能量衡算表入方(MW)出方(MW)T0301进料-45.10T0301塔顶出料88.79T0301塔顶回流31.99T0301塔底出料-572.18T0301塔底回流-470.28合计-483.39合计-483.39表4-10 压缩机C0301能量衡算表inout物流编号28S34Temperature C36.670.2Pressure bar10.220.8Vapor Frac11Total Flow kmol/hr18302.4718302.47Total Flow kg/hr806517806517Enthalpy MW-522.12-508.65∑Hin(MW)-522.12∑Hout(MW)-508.65△Q(MW)13.474.4 氨氧化反应工段图4-4 氨氧化反应工段流程简图表4-11 氨氧化反应器R0401能量衡算表inout物流编号S1438Temperature C240450Pressure bar22Vapor Frac11Total Flow kmol/hr9018.6069517.976Total Flow kg/hr259949259949Enthalpy MW10.973-103.95∑Hin(MW)10.973∑Hout(MW)-103.95△Q(MW)114.923表4-12 压缩机C0401能量衡算表inout物流编号37S11Temperature C30121.6Pressure bar12Vapor Frac11Total Flow kmol/hr72507250Total Flow kg/hr209165209165Enthalpy MW-522.12-508.65∑Hin(MW)0.29∑Hout(MW)5.70△Q(MW)5.414.5 氨氧化产物预分离工段图4-5 氨氧化产物预分离工段流程图表4-13 急冷塔T0501能量衡算表入方(MW)出方(MW)反应气进料-135.21塔顶出料-112.33急冷水进料-7.93塔底出料-52.162硫酸进料-21.355合计-164.495合计-164.495表4-14 水洗塔T0502能量衡算表入方(MW)出方(MW)反应气进料-32.581塔顶出料-12.771吸收剂进料-206.67塔底出料-347.14液相进料-120.66合计-359.911合计-359.911表4-15 初馏塔T0503能量衡算表in(MW)out(MW)T0503进料-343.21T0503塔顶出料-2.658T0503塔釜出料-326.59再沸器15.59冷凝器1.632合计-327.62合计-327.616表4-16 分水塔T0504能量衡算表in(MW)out(MW)T0504进料-326.59T0504塔顶出料-117.65T0504塔釜出料-211.22再沸器37.168冷凝器39.449合计-289.422合计-289.419表4-17 氢氰酸精馏塔T0505能量衡算表in(MW)out(MW)T0505进料-120.66T0505塔顶出料4.122T0505塔釜出料-122.28再沸器36.412冷凝器33.916合计-84.248合计-84.2484.6 四效蒸发工段图4-6 四效蒸发工段流程图表4-18 第一蒸发器E0601能量衡算表inout物流编号626364Temperature C81.7151.7151.7Pressure bar5.25.25.2Vapor Frac0。












