【環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的物料衡算計算案例3700字】VIP

第PAGE環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的物料衡算計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u14166環(huán)氧丙烷生產(chǎn)的物料衡算計算案例 146461.1物料衡算的任務(wù) 1191511.2物料衡算的基本原理 1176551.3反應(yīng)-預(yù)分離工段的物料衡算 2293261.4環(huán)氧丙烷精制工段的物料衡算 5317061.4.1脫氧塔T201的物料衡算 564811.4.2脫輕塔T202的物料衡算 7239491.4.3吸附塔T203的物料衡算 884221.4.4甲醇分離塔T204的物料衡算 10135371.4.5萃取精餾塔T205的物料衡算 11297721.5甲醇回收階段的物料衡算 13173181.5.1甲醇精餾塔T301的物料衡算 131.1物料衡算的任務(wù)物料衡算的最首要的任務(wù)是計算出產(chǎn)品的實際產(chǎn)量同時以及產(chǎn)品規(guī)格，這樣就能夠得到各機組的物料衡算結(jié)果，這樣就為后面的設(shè)備設(shè)計以及選型奠定了實際基礎(chǔ)。本設(shè)計為年產(chǎn)十二萬噸的項目，使用這種工藝以丙烯和工業(yè)過氧化氫為原材料，TS-1催化直接氧化制環(huán)氧丙烷工藝流程。本工程每年連續(xù)開工時間基本為全年的時間，其中休息的時間約30天，并且將這一段時間用類設(shè)施維護(hù)同時以及應(yīng)急處理，為簡化計算，減少計算誤差，在物料和能量平衡過程中正確選擇計算依據(jù)，所以本設(shè)計物料衡算以kg/h作為計算基準(zhǔn)。1.2物料衡算的基本原理對于一般體系，物料衡算可用下式表示：∑(物料的累積率)=∑(物料進(jìn)入率)-∑(物料流出率)+∑(反應(yīng)生成率)-∑(反應(yīng)消耗率)當(dāng)體系沒有化學(xué)反應(yīng)時簡化為：∑(物料的累積率)=∑(物料進(jìn)入率)-∑(物料流出率)在穩(wěn)定狀態(tài)下有：∑(物料進(jìn)入率)=∑(物料流出率)1.3反應(yīng)-預(yù)分離工段的物料衡算1.3.1過氧化氫氧化丙烯制環(huán)氧丙烷反應(yīng)系統(tǒng)的物料衡算1、反應(yīng)系統(tǒng)的物料衡算PO氧化反應(yīng)系統(tǒng)物料衡算示意圖如圖4-1所示。圖4-1PO氧化反應(yīng)系統(tǒng)物料衡算示意圖環(huán)氧丙烷氧化反應(yīng)體系進(jìn)料流和出料流的溫度、壓力條件如表4-1所示。表4-1PO氧化反應(yīng)體系進(jìn)料流和出料流溫度、壓力條件進(jìn)料出料流股編號REC-C3H6C3H6H2O2CH4O02溫度/℃503041.252.150壓力/bar201303030氣相分率00000質(zhì)量流量/(kg/h)438031075648022.1102499.74205081體積流量/(m3/h)95.9096357.0242.3135.991276.668環(huán)氧丙烷氧化反應(yīng)體系的物料平衡結(jié)果如表4-2所示。表4-2異丁烯氧化反應(yīng)體系物料衡算結(jié)果組分進(jìn)料出料R101進(jìn)料R101進(jìn)料R101進(jìn)料R101進(jìn)料R101出料質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O2000020169.282000000142009288.651.5C3H310711199.635042.40.8000034311.9916.7C3H6O000000102.499735190.115098.887.4H2O000027852.818000000158922.4976167100030.934371.9916.8CH4O000000101471.737838199101328.4449.4CH2O0000000096.210.0C3H8O200000000932.600.5C4H10-0100000000122.720.1O200000000717.690.3C3H8450.048760.599999999990.200008805.681.3DMD000000000.000.0C2H4O000000000.000.0合計107561004380310048022.1100102500100205081100總計205081205081從表4-2可以看出，PO氧化反應(yīng)體系的總投料量和總產(chǎn)量為205081kg/h，故異丁烯氧化反應(yīng)體系的材料節(jié)約。2、PO氧化反應(yīng)器R101的物料平衡PO氧化反應(yīng)器用于合成PO。反應(yīng)釜的工作溫度為50℃，工作壓力為30bar。R101反應(yīng)器物料衡算結(jié)果如表4-3所示。表4-3R101氧化反應(yīng)器的物料平衡結(jié)果組分質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O220,169.289.89288.651.5C3H345,753.3222.334311.9916.7C3H6O102.500.015098.887.4H2O28,775.3211.034371.9916.8CH4O101,471.7449.5101328.4449.4CH2O0.000.096.210.0C3H8O20.000.0932.600.5C4H10-010.000.0122.720.1O20.000.0717.690.3C3H88,805.681.38805.681.3DMD0.000.00.000.0C2H4O0.000.00.000.0合計205080.835100205080.835100總計205080.835205080.835從表4-3可以看出，氧化反應(yīng)器的總進(jìn)料量和總出料量分別為205080.835kg/h和205080.835kg/h，因此氧化反應(yīng)器內(nèi)的材料是一定的。1.4環(huán)氧丙烷精制工段的物料衡算1.4.1脫氧塔T201的物料衡算T201中物料衡算的示意圖如圖4-2所示圖4-2脫氧塔物料衡算示意圖反應(yīng)器T201中的結(jié)果如表4-4所示。表4-4脫氧劑T201進(jìn)料流和出料流的溫度、壓力條件進(jìn)料出料出料流股編號0304T201-OUT溫度/℃798929壓力/bar303030氣相分率001質(zhì)量流量/（kg/h）205080.8352035811500體積流量/（m3/h）292.23295.89531.329脫氧塔T201物料衡算結(jié)果如表4-5所示。表4-5脫氧塔T201的物料衡算結(jié)果組分進(jìn)料出料T201進(jìn)料T201頂部出料T201底部出料質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O29288.651.50.0009288.641.6C3H334311.9916.7661.7141.333650.3416.5C3H6O15098.887.40.01015098.867.4H2O34371.9916.80.00034371.9616.9CH4O101328.4449.40.090101328.2849.8CH2O96.210.00.00096.210.0C3H8O2932.600.50.000932.600.5C4H10-01122.720.10.000122.720.1O2717.690.3717.7747.90.000.0C3H88805.681.3117.457.88688.241.3DMD0.000.00.0000.000.0C2H4O0.000.00.0000.000.0合計205080.831001500.03100203581100總計205081205081由表4-5可見，氧化反應(yīng)器總進(jìn)料量和總出料量分別為205081kg/h以及205081kg/h，這樣來看脫輕塔的物料守恒。1.4.2脫輕塔T202的物料衡算T202的物料衡算如4-3所示圖4-3脫輕塔T202物料衡算示意圖脫輕塔T202的物料衡算結(jié)果從表4-6中能夠看得出來。表4-6T202進(jìn)料同時以及出料中的溫度和壓力進(jìn)料出料出料流股編號0405T202-OUT溫度/℃8917351壓力/bar302120氣相分率001質(zhì)量流量/（kg/h）20358116115842423體積流量/（m3/h）295.895249.5941327.26脫輕塔T202的物料衡算從表4-7能夠看得出來。表4-7T202的物料衡算得計算結(jié)果組分進(jìn)料出料T202進(jìn)料T202頂部出料T202底部出料質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O29288.641.560.000.009288.645.80C3H333650.3416.5333650.3479.300.000.00C3H6O15098.867.4212.080.0015086.789.40H2O34371.9616.890.040.0034371.9321.30CH4O101328.2849.7772.600.20101255.6762.80CH2O96.210.050.000.0096.210.10C3H8O2932.600.460.000.00932.600.60C4H10-01122.720.060.000.00122.720.10O20.000.000.000.000.000.00C3H88688.241.278688.2420.500.000.00DMD0.000.000.000.000.000.00C2H4O0.000.000.000.000.000.00合計20318510042423.3100161158100總計203185203185由表4-7可見，脫輕塔總進(jìn)料量為203185kg/h，總出料量為203185kg/h，所以脫輕塔的物料守恒。1.4.3吸附塔T203的物料衡算吸附塔的作用是除去大量的甲醛和過氧化氫，如圖4-4所示。圖4-4吸附塔的物料衡算示意圖T203的物料衡算結(jié)果能夠從4-8看得出來。表4-8T203進(jìn)料同時以及出料中各流股的溫度和壓力進(jìn)料出料出料流股編號0607T203-OUT溫度/℃100100100壓力/bar212121氣相分率000質(zhì)量流量/（kg/h）1611581517739381.85體積流量/（m3/h）213.182206.3826.98604吸附塔T203的物料衡算結(jié)果能夠從表4-7看得出來。表4-9T203的計算的結(jié)果組分進(jìn)料出料T203進(jìn)料T203頂部出料T203底部出料質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O29288.635.769288.6498.900.000.00C3H30.000.000.000.000.000.00C3H6O15086.779.400.000.0015086.789.90H2O34371.9221.300.000.0034371.9222.70CH4O101255.6762.800.000.00101255.6766.70CH2O96.200.0696.211.1000.000.00C3H8O2932.590.600.000.00932.600.60C4H10-01122.720.080.000.00122.720.00O20.000.000.000.000.000.00C3H80.000.000.000.000.000.00DMD0.000.000.000.000.000.00C2H4O0.000.000.000.000.000.00合計1611581009381.85100151773100總計161158161158由表4-9可見，吸附塔總進(jìn)料量以及總出料量分別為161158kg/h，以及161158kg/h，所以這里面有著物料的守恒定律。1.4.4甲醇分離塔T204的物料衡算甲醇分離塔的作用是除去大量的甲醇，如圖4-5所示。圖4-5甲醇分離塔的物料衡算示意圖T204的物料的衡算結(jié)果能夠從表4-10看得出來。表4-10T204進(jìn)料同時以及出料中溫度和壓力的條件進(jìn)料出料出料流股編號070809溫度/℃1005798壓力/bar2123氣相分率000質(zhì)量流量/（kg/h4131685體積流量/（m3/h）206.38225.9495177.885甲醇吸附塔的物料衡算能夠從表4-11看得出來。表4-11T204的物料衡算的結(jié)果組分進(jìn)料出料T204進(jìn)料T204頂部出料T204底部出料質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O20.000.000.000.000.000.0C3H30.000.000.000.000.000.0C3H6O15086.789.9415011.3471.7375.430.1H2O34371.9222.6413.300.1034361.6226.1CH4O101255.6766.725062.7825.2096192.8973.0CH2O0.000.000.000.000.000.0C3H8O2932.590.640.000.00932.590.7C4H10-01122.720.080.000.00122.720.1O20.000.000.000.000.000.0C3H80.000.000.000.000.000.0DMD0.000.000.000.000.000.0C2H4O0.000.000.000.000.000.0合計15177310020087.4100131685100總計151773151773由表4-11可見，吸附塔總進(jìn)料量為151773kg/h，總出料量為151773kg/h，所以同樣也是有物料守恒規(guī)律。1.4.5萃取精餾塔T205的物料衡算萃取精餾塔的作用是將產(chǎn)品PO與甲醇分開，如圖4-6所示。圖4-6萃取精餾塔的物料衡算示意圖萃取精餾塔T205的物料衡算結(jié)果如表4-12所示。表4-12萃取精餾塔T205進(jìn)料同時以及出料中溫度和壓力的條件進(jìn)料進(jìn)料出料出料流股編號H2O131415溫度/℃305555116壓力/bar4523氣相分率0000質(zhì)量流量/（kg/h）1615020087.41500021237.4體積流量/（m3/h）16.342925.851519.211425.5126甲醇吸附塔的物料衡算結(jié)果能夠從表4-13看得出來。表4-13T205的物料衡算結(jié)果組分進(jìn)料出料T205進(jìn)料T205進(jìn)料T205頂部出料T205底部出料質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O20.00.00.00.00.00.00.00.0C3H30.00.00.00.00.00.00.00.0C3H6O0.00.015011.371.714983.099.928.30.1H2O16150.010013.30.117.00.0116146.376．0CH4O0.00.05062.825.20.00.05062.823.9CH2O0.00.00.00.00.00.00.00.0C3H8O20.00.00.00.00.00.00.00.0C4H10-010.00.00.00.00.00.00.00.0O20.00.00.00.00.00.00.00.0C3H80.00.00.00.00.00.00.00.0DMD0.00.00.00.00.00.00.00.0C2H4O0.00.00.00.00.00.00.00.0合計1615010020087.41001500010021237.4100總計36237.436237.4由表4-13可見，萃取精餾塔總進(jìn)料量以及總出料量分別為36237.4kg/h，以及36237.4kg/h，所以萃取的精餾塔遵循著物料守恒的規(guī)律。1.5甲醇回收階段的物料衡算1.5.1甲醇精餾塔T301的物料衡算甲醇精餾塔的作用是純化甲醇，如圖4-7所示。圖4-7萃取精餾塔的物料衡算示意圖T301的物料衡算結(jié)果能夠從表4-14看得出來。表4-14T301進(jìn)料同時以及出料中溫度和壓力條件進(jìn)料出料出料流股編號101112溫度/℃986481壓力/bar211氣相分率000質(zhì)量流量/（kg/h365382體積流量/（m3/h）177.8880.912979.877T301的物料衡算能夠從表4-15中看得出來。表4-15T301的物料衡算的結(jié)果組分進(jìn)料出料T301進(jìn)料T301頂部出料T301底部出料質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%質(zhì)量流率/(kg/h)組成/%H2O20.000.00.000.00.000.0C3H30.000.00.000.00.000.0C3H6O75.430.175.430.10.000.0H2O34361.6326.11.230.034360.4052.6CH4O96192.8973.066226.6499.929966.2545.8CH2O0.000.00.000.00.000.0C3H8O2932.600.70.000.0932.601.4C4H10-01122.720.10.000.0122.720.2O20.000.00.000.00.000.0C3H80.000.00.000.00.000.0DMD0.000.00.000.00.000.0C2H4O0.000.00.000.00.000.0合計13168510066303.310065382100總計131685131685由表4-15可見，甲醇精餾塔總進(jìn)料量以及總出料量分別為131685kg/h，以