1、目錄1 物料衡算目的12 物料衡算方法13 物料衡算任務(wù)14 全裝置物料衡算表15 分工段物料衡算25.1 丙烷脫氫反應(yīng)工段25.2 脫氫產(chǎn)物預分離工段45.3 丙烷丙烯分離工段55.4 丙烯氨氧化工段65.5 氨氧化產(chǎn)物預分離工段85. 效蒸發(fā)工段95.7 丙烯腈精制工段105.8 乙腈精制工段11 中化集團泉州石化 27 萬噸/年丙烯腈項目物料衡算計算書1 物料衡算目的本項目擬建一套年產(chǎn) 27 萬噸的丙烯腈裝置，同時副產(chǎn)乙腈、氫酸、氫氣等產(chǎn)品。工藝設(shè)計中，物料衡算是在工藝流程確定后進行的。目的是根據(jù)原料與產(chǎn)品之間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，計算原料的消耗量，各種中間產(chǎn)品、產(chǎn)品和副產(chǎn)品的產(chǎn)量，生產(chǎn)過程中

2、各階段的消耗量以及組成，進而為熱量衡算、其他工藝計算及設(shè)備計算打基礎(chǔ)。對于已有裝置，物料衡算可以弄清原料的來龍去脈，找出生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié)，為改進生產(chǎn)、完善管理提供可靠的依據(jù)和明確方向，并可作為檢查原料利用率及三廢處理完善程度的一種手段。 2 物料衡算方法物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用某進出化工過程中某些已知物流的流量和組成，通過建立有關(guān)物料的平衡式和約束式，求出其他未知物流的流量和組成的過程。系統(tǒng)中物料衡算一般表達式為： 系統(tǒng)中的積累=輸入-輸出+生成-消耗 式中，生成或消耗項是由于化學反應(yīng)而生成或消耗的量；積累量可以是正值， 也可以是負值，當系統(tǒng)中積累量不為零時稱為非穩(wěn)定狀態(tài)過程；積累量為

3、零時， 稱為穩(wěn)定狀態(tài)過程。穩(wěn)定狀態(tài)過程時，可以簡化為： 輸入=輸出-生成+消耗對無化學反應(yīng)的穩(wěn)定過程，又可表示為： 輸入=輸出 3 物料衡算任務(wù)（1） 確定丙烯腈以及副產(chǎn)品的實際產(chǎn)量以及質(zhì)量指標； （2） 確定工藝中的“三廢”排放量等公共經(jīng)濟指標； （3） 各主要單元過程的物料衡算，并指導工藝設(shè)備的尺寸確定； （4） 匯總?cè)鞒涛锪虾馑悖瑪?shù)據(jù)用于完成物料流程圖等后續(xù)設(shè)計任務(wù)。 4 全裝置物料衡算表 TORCH9表 4-1 項目總物料平衡表 入方 單位 kg/h單位 t/d單位 104t/a新鮮原料丙烷 39680.02952.3231.74原料氨氣 16093.88 386.25 12.88

4、燒氫空氣 33466.46803.2026.77氨氧化空氣 2091655019.96167.33原料硫酸 6669.512160.075.34急冷水 1801.52843.241.44蒸汽熱載體 1315123156.29105.21總計 438388.410521.32350.71出方 單位 kg/h單位 t/d單位 104t/a閃蒸罐外排水 77980.511871.5362.38干燥塔外排水 62764.151506.3450.21氫氣產(chǎn)品 494.544611.870.40深冷分離塔外排氣 28749.18689.9823.00四效蒸發(fā)濃縮液 8888.88213.337.11四效蒸

5、發(fā)冷凝液 9839.075236.147.87氫酸產(chǎn)品 3626.71887.042.90丙烯腈產(chǎn)品 34117.95818.8327.21乙腈產(chǎn)品 2558.86161.412.05水分離塔外排水 2732.68965.582.18常壓塔外排水 32554.02781.3026.04水洗塔外排氣 1710764105.82136.86分水塔外排水 3005.80172.142.40總計 438388.37910521.32350.715 分工段物料衡算5.1 丙烷脫氫反應(yīng)工段圖 5-1 丙烷脫氫反應(yīng)工段流程圖 表 5-1 丙烷脫氫反應(yīng)工段物料平衡表 入方 出方 物流編號 124811.00物

6、流說明 原料丙烷 循環(huán)丙烷 水蒸氣 空氣 反應(yīng)出料 溫度 40.0059.28133.58121.62553.22壓力 MPa0.302.080.300.200.20氣相分率 1.000.001.001.001.00摩爾流量 kmol/h902.001517.767300.001160.0011425.24組分 分子量 kg/hkg/hkg/hkg/hkg/hC3H844.1037696.0266087.480.000.0067237.74C3H642.081984.00507.800.000.0034710.87C2H630.070.000.000.000.001493.56C2H428.0

7、50.000.000.000.00321.95CH416.040.000.000.000.00980.69H22.020.000.000.000.00495.06O232.000.000.000.007794.910.00N228.010.000.000.0025671.5525671.55H2O18.020.00125.78131512.000.00140256.00AN53.060.000.000.000.000.00ACN41.050.000.000.000.000.00HCN27.030.000.000.000.000.00ACL56.060.000.000.000.000.00入方

8、出方 物流編號 12141920H2OH2 物流說明 脫氫反應(yīng)器出料 閃蒸罐廢水 深冷分離 塔頂排出 物 丙烷丙烯出料 干燥塔排水 氫氣出料 溫度98.0080.92-76.6063.7880.9280.92壓力 MPa0.200.102.402.440.100.10氣相分率 0.600.001.000.001.001.00摩爾流量 kmol/h11425.244308.771045.902341.323484.70245.49組分 分子量 kg/hkg/hkg/hkg/h0.000.00C3H844.1067237.74419.871.7166816.070.000.00C3H642.083

9、4710.87183.1958.8134468.880.000.00C2H630.071493.063.381489.680.000.000.00C2H428.05321.950.50321.450.000.000.00CH416.04980.690.56980.130.000.000.00H22.02495.060.030.500.000.00494.89O232.000.000.000.000.000.000.00CO244.010.000.000.000.00179.20CO28.010.000.000.000.0053.46H2SO498.080.000.000.000.000.00(

10、NH4)2SO4132.140.000.000.000.000.00NH317.020.000.000.000.000.00C4H5NO83.090.000.000.000.000.00合計 39680.0266721.06131512.0033466.46271399.50總計 271399.50271399.505.2 脫氫產(chǎn)物預分離工段圖 5-2 脫氫產(chǎn)物預分離工段流程圖表 5-2 脫氫產(chǎn)物預分離工段物料平衡表 入方 出方 物流編號 202431物流說明 丙烷丙烯進料 丙烯出料 丙烷出料 溫度 63.7848.6259.28壓力 MPa2.442.002.08氣相分率 0.000.000

11、.00組分 分子量 kg/hkg/hkg/hC3H844.1066816.07726.2566087.48N228.0125671.556.9825664.570.000.000.00H2O18.02140256.0077365.840.00125.7862763.270.00AN53.060.000.000.000.000.000.00ACN41.050.000.000.000.000.000.00HCN27.030.000.000.000.000.000.00ACL56.060.000.000.000.000.000.00CO244.01179.200.31178.890.000.000.

12、00CO28.0153.460.0253.450.000.000.00H2SO498.080.000.000.000.000.000.00(NH4)2SO4132.140.000.000.000.000.000.00NH317.020.000.000.000.000.000.00C4H5NO83.090.000.000.000.000.000.00合計 271399.0077980.6728749.19101411.0062763.27494.89總計 271399.00271399.005.3 丙烷丙烯分離工段圖 5-3 丙烷丙烯分離工段流程圖表 5-3 丙烷丙烯分離工段物料衡算表 C3H6

13、42.0834468.8833961.04507.80C2H630.070.000.010.00C2H428.050.000.000.00CH416.040.000.000.00H22.020.000.000.00O232.000.000.000.00N228.010.000.000.00H2O18.02125.780.00125.78AN53.060.000.000.00ACN41.050.000.000.00HCN27.030.000.000.00ACL56.060.000.000.00CO244.010.000.000.00CO28.010.000.000.00H2SO498.080.0

14、00.000.00(NH4)2SO4132.140.000.000.00NH317.020.000.000.00C4H5NO83.090.000.000.00合計 101411.0034687.2966721.06總計 101411.00101411.005.4 丙烯氨氧化工段圖 5-4 氨氧化反應(yīng)工段流程圖 表 5-4 丙烯氨氧化工段物料衡算 物流編號 入方 出方 33353738物流說明 丙烯進料 氨氣進料 空氣進料 反應(yīng)出料 溫度 -25.7760.0030.00450.00壓力 MPa0.250.200.100.20氣相分率 0.591.001.001.00摩爾流量 kmol/h823

15、.52945.007250.009518.39組分 分子量 kg/hkg/hkg/hkg/hC3H844.10726.250.000.00726.25C3H642.0833961.040.000.000.00C2H630.070.010.000.000.01C2H428.050.000.000.000.00CH416.040.000.000.000.00H22.020.000.000.000.00O232.000.000.0048718.174042.08N228.010.000.00160447.00160447.00H2O18.020.000.000.0045879.27AN53.060.

16、000.000.0034671.79ACN41.050.000.000.002692.35HCN27.030.000.000.004038.99ACL56.060.000.000.00705.48CO244.010.000.000.003928.22CO28.010.000.000.001528.67H2SO498.080.000.000.000.00(NH4)2SO4132.140.000.000.000.00NH317.020.0016093.880.001303.96C4H5NO83.090.000.000.000.00合計 34687.2916093.88209183.00259964

17、.00總計 259964.00259964.00入方 出方 物流編號 394041607852物流說明 反應(yīng)出料 硫酸進料 急冷水 氫酸 粗產(chǎn)品 水洗塔排氣 溫度 130.0030.0030.0067.58115.0322.64壓力 MPa0.200.200.200.400.421.20氣相分率 1.000.000.000.000.001.00摩爾流量 kmol/h9518.39196.00100.00134.092665.916030.47組分 分子量 kg/hkg/hkg/hkg/hkg/hkg/hC3H844.10726.250.000.004.750.00719.41C3H642.08

18、0.000.000.000.000.000.00C2H630.070.010.000.000.000.000.01C2H428.050.000.000.000.000.000.00CH416.040.000.000.000.000.000.00H22.020.000.000.000.000.000.00O232.004042.080.000.000.000.004041.58N228.01160447.000.000.000.000.00160432.00H2O18.0245879.272824.801801.531.3835311.76247.13AN53.0634671.790.000.0

19、03.2834077.62180.72ACN41.052692.350.000.000.122608.300.00HCN27.034038.990.000.003617.151.880.00ACL56.06705.480.000.000.000.000.00CO244.013928.220.000.000.000.003925.70CO28.011528.670.000.000.000.001528.525.5 氨氧化產(chǎn)物預分離工段圖 5-5 氨氧化產(chǎn)物預分離工段流程圖表 5-5 氨氧化產(chǎn)物預分離工段物料衡算表 H2SO498.080.003844.720.000.000.000.00(NH4

20、)2SO4132.140.000.000.000.000.000.00NH317.021303.960.000.000.000.000.00C4H5NO83.090.000.000.000.000.000.00合計 259964.006669.511801.533626.6771999.58171075.00總計 268435.04268435.045. 效蒸發(fā)工段圖 5-效蒸發(fā)工段流程圖 表 5-效蒸發(fā)工段物料衡算表 入方 出方 物流編號 627677物流說明 含腈廢水 濃縮液 冷凝液 溫度 81.7763.4453.55壓力 MPa0.520.020.02氣相分率 0.000.000.08

21、質(zhì)量流量 kg/h18728.388889.369839.02摩爾流量 kmol/h727.97204.39523.58組分 分子量 kg/hkg/hkg/hC3H844.102.050.002.05C3H642.080.000.000.00C2H630.070.000.000.00C2H428.050.000.000.00CH416.040.000.000.00H22.020.000.000.00 中化集團泉州石化 27 萬噸/年丙烯腈項目物料衡算計算書O232.000.500.000.50N228.0115.200.0015.20H2O18.0211940.412763.869176.56

22、AN53.06410.060.40409.66ACN41.0583.930.7783.15HCN27.0379.880.1479.74ACL56.060.000.000.00CO244.012.480.002.48CO28.010.150.000.15H2SO498.0889.9689.950.01(NH4)2SO4132.145058.715058.710.00NH317.020.000.000.00C4H5NO83.091045.05975.5269.53合計 18728.388889.369839.02總計 18728.3818728.385.7 丙烯腈精制工段圖 5-7 丙烯腈精制工段

23、流程圖 表 5-7 丙烯腈精制工段物料衡算 入方 出方 物流編號 78899091物流說明 粗產(chǎn)品 丙烯腈產(chǎn)品 水 乙腈水 溫度 115.0386.50105.81101.07壓力 MPa0.420.140.130.15氣相分率 0.000.000.000.00摩爾流量 kmol/h2665.91643.32153.651868.94組分 分子量 kg/hkg/hkg/hkg/h TORCH12C3H844.100.000.000.000.00C3H642.080.000.000.000.00C2H630.070.000.000.000.00C2H428.050.000.000.000.00CH416.040.000.000.000.00H22.020.000.000.000.00O232.000.000.000.000.00N228.010.000.000.000.00H2O18.0235311.760.002766.7832544.98AN53.0634077.6234053.750.0023.87ACN41.052608.3064.320.022543.97HCN27.031.880.001.880.00ACL56.060.000.000.000.00CO244.010.000.000.000.00CO28.010.000.000.000.