XX石化年產35萬噸乙二醇項目XX石化年產35萬噸乙二醇項目能量衡算計算書完成時間：2015年7月能量衡算說明1.1能量衡算的意義在化工生產中，有些過程需消耗巨大的能量，如蒸發、干燥、蒸餾等；而另一些過程則可釋放大量能量，如燃燒、放熱化學反應過程等。為了使生產保持在適宜的工藝條件下進行，必須掌握物料帶入或帶出體系的能量，控制能量的供給速率和放熱速率。為此，需要對各生產體系進行能量衡算。能量衡算對于生產工藝條件的確定、設備的設計是不可缺少的一種化工基本計算。化工生產的能量消耗很大，能量消耗費用是化工產品的主要成本之一。衡量化工產品能量消耗水平的指標是能耗，即制造單位質量（或單位體積）產品的能量消耗費用。能耗也是衡量化工生產技術水平的主要指標之一。而能量衡算可為提高能量的利用率，降低能耗提供主要依據。通過能量衡算，可確定整個工藝系統的能耗是否符合設計合同的要求。1.2能量衡算應遵循的原則物流焓的基準狀態包括物流的基準壓強、基準溫度、基準相狀態，熱量衡算的文字表達式為：輸入系統的能量=輸出系統的能量+系統積累的能量對于連續生產，系統積累的能量為0，所以有Q+W=ΣHout-ΣHinQ——系統的換熱量，即與加熱劑或冷卻劑的換熱量W——輸入系統的機械能ΣHin——進入系統的物料的焓ΣHout——離開系統的物料的焓。1.3能量衡算任務在進行熱量衡算過程中，可通過定量計算完成下列基本任務：（1）確定工藝單元中物料輸送機械所需要的功率，以便于設備的設計與選型。（2）計算換熱設備尺寸，為后續設計中提供設備條件。（3）提高熱量內部集成度，充分利用余熱，提高能量利用率。（4）最終計算出總需求能量和能量費用，確定工藝過程在經濟上的可行性。1.4能量衡算1.4.1環氧乙烷合成工段能量衡算環氧乙烷合成工段能量衡算分為乙烯氧化單元能量衡算和環氧乙烷分離單元能量衡算。1.4.1.1乙烯氧化單元能量衡算圖1.1乙烯氧化單元能量衡算圖表1.1乙烯氧化單元焓變計算表RECH4C2H4O2-FT201-IN溫度℃64.0425.0025.0025.0051.00壓力(bar)21.0026.0030.0027.0019.80氣相分率1.001.001.001.000.99質量流量(kg/hr)743713.8558.324154.522197.3790623.9焓(Gcal/hr)-228.90-0.6210.46-0.04-276.24Hin(Gcal/hr)Hout(Gcal/hr)-219.06-276.24表1.2乙烯氧化單元能量衡算計算表能量衡算計算表(Gcal/hr)QWHinHouterror-57.154940-219.06-276.240.00494泵功耗(Gcal/hr)0.00R101熱負荷(Gcal/hr)-43.08881H101熱負荷(Gcal/hr)-14.066131.4.1.2環氧乙烷分離單元能量衡算圖1.2環氧乙烷分離單元能量衡算圖表1.3環氧乙烷分離單元焓變計算表H2O-MAT201-INT202-STET203-H2OF201-2RE-DT201-VT203-L溫度℃2551120.725103.4156.541.669.6壓力(bar)119.82.0271.0131.02318.238141.013氣相分率00.992100110質量流量(kg/hr)8940.1790622.19007.694490.13423.8310.4754426.8144898.9焓(MMkcal/hr)-33.9-276.2-28.5-358.0-10.6-0.1-258.1-433.8Hin(MMkcal/hr)Hout(MMkcal/hr)-696.64-702.63表1.4環氧乙烷分離單元能量衡算計算表能量衡算計算表(MMkcal/hr)QWHinHouterror-6.037790.04866-696.64-702.63-0.00087泵功耗(MMkcal/hr)0.03339壓縮機功耗(MMkcal/hr)0.01526H201熱負荷(MMkcal/hr)-1.84795H202熱負荷(MMkcal/hr)-11.27131H203熱負荷(MMkcal/hr)-10.04046T201熱負荷(MMkcal/hr)0T202熱負荷(MMkcal/hr)17.12192T203熱負荷(MMkcal/hr)01.4.2循環氣處理工段能量衡算循環氣處理工段能量衡算分為乙烯回收單元能量衡算和熱堿脫碳單元能量衡算。1.4.2.1乙烯回收單元能量衡算圖1.3乙烯回收單元能量衡算圖表1.5乙烯回收單元焓變計算表RE-1T201-VRES401-OUTC301-OUT溫度℃38.941.66416.168壓力(bar)2114210.13318.238氣相分率11111質量流量(kg/hr)313064754427743714882322895焓(MMkcal/hr)-88.94-258.10-228.90-0.62-107.08Hin(MMkcal/hr)Hout(MMkcal/hr)-347.05-336.61表1.6乙烯回收單元能量衡算計算表能量衡算計算表(MMkcal/hr)QWHinHouterror-5.10901E-0610.41285-347.05-336.610.00272泵功耗(MMkcal/hr)0壓縮機功耗(MMkcal/hr)10.41285H401熱負荷(MMkcal/hr)-2.5545E-06S401熱負荷(MMkcal/hr)-2.55E-061.4.2.2熱堿脫碳單元能量衡算圖1.4熱堿脫碳單元能量衡算圖

表1.7熱堿脫碳單元焓變計算表H2OC301-OUTRE-DT301A-WT302-STEFL301-VFL302-LFL302-VFL303-LRE-1T301A-L溫度℃2568156.525120.379.425252538.962壓力(bar)1.218.23818.2381.01321.2162.1892.18918.2382118.238氣相分率01101101010質量流量(kg/hr)164173228953103077017475552869589981103031306426025焓(MMkcal/hr)-62.2-107.1-0.1-116.6-55.3-0.1-108.6-19.3-41.7-88.9-97.6Hin(MMkcal/hr)Hout(MMkcal/hr)-341.30-356.14

表1.8熱堿脫碳單元能量衡算計算表能量衡算計算表(MMkcal/hr)QWHinHouterror-17.964483.11959-341.3-356.14-0.00488泵功耗(MMkcal/hr)0.12293壓縮機功耗(MMkcal/hr)2.99667H301熱負荷(MMkcal/hr)4.74014H302熱負荷(MMkcal/hr)4.96260H303熱負荷(MMkcal/hr)-6.70679H304熱負荷(MMkcal/hr)-12.52266H305熱負荷(MMkcal/hr)1.46836H306熱負荷(MMkcal/hr)-16.61293T301-A熱負荷(MMkcal/hr)0T301-B熱負荷(MMkcal/hr)0T302熱負(MMkcal/hr)6.706791.4.3乙二醇合成工段能量衡算圖1.5乙二醇合成工段能量衡算圖

表1.9乙二醇合成工段焓變計算表F501-1P504-INT203-LFL501-VT502-IN3V502-IN溫度℃148.272569.64162.08148.92131.77壓力(bar)4.001.013251.017.004.007.30氣相分率0.0000.001.000.120.00質量流量(kg/hr)40909920008.721448964409099164901焓(MMkcal/hr)-1232.85-75.852-433.83-0.01-1213.55-518.33Hin(MMkcal/hr)Hout(MMkcal/hr)-1742.53-1731.89表1.10熱堿脫碳單元能量衡算計算表能量衡算計算表(MMkcal/hr)QWHinHouterror10.633880.062621-1742.52-1731.89-0.00088泵功耗(MMkcal/hr)0.062621H204熱負荷(MMkcal/hr)-5.90578H1熱負荷(MMkcal/hr)-3.06412H2熱負荷(MMkcal/hr)-3.01919H3熱負荷(MMkcal/hr)-2.97252H4熱負荷(MMkcal/hr)-2.92432H501熱負荷(MMkcal/hr)8.176510R1熱負荷(MMkcal/hr)0R2熱負荷(MMkcal/hr)0R3熱負荷(MMkcal/hr)0R4熱負荷(MMkcal/hr)0R5熱負荷(MMkcal/hr)0T501熱負荷(MMkcal/hr)20.28069

1.4.4乙二醇精制模塊能量衡算乙二醇精制模塊能量衡算分為三效蒸發單元能量衡算和乙二醇精制單元能量衡算。1.4.4.1三效蒸發單元能量衡算圖1.6三效蒸發單元能量衡算圖表1.11三效蒸發單元焓變計算表F201-2T501-VV502-INF505-1FL501-INH506-OUTH507-OUTT505-IN1溫度℃103.37164.86131.7745.82162.0840.0040.0068.72壓力(bar)1.027.007.300.107.001.011.010.10氣相分率0.001.000.000.000.000.000.000.00質量流量(kg/hr)3423382701649014443238270262154148156190焓(MMkcal/hr)-10.59-120.37-518.33-167.52-139.67-98.88-156.59-117.58Hin(MMkcal/hr)Hout(MMkcal/hr)-649.29-680.25表1.12三效蒸發單元能量衡算計算表能量衡算計算表(MMkcal/hr)QWHinHouterror-30.960060-649.29-680.250.0003泵功耗(MMkcal/hr)0T502熱負荷(MMkcal/hr)0T503熱負荷(MMkcal/hr)0T504熱負荷(MMkcal/hr)0H504熱負荷(MMkcal/hr)-26.92161H506熱負荷(MMkcal/hr)-1.56640H507熱負荷(MMkcal/hr)-2.472051.4.4.2乙二醇精制單元能量衡算圖1.7乙二醇精制單元能量衡算圖表1.13乙二醇精制單元焓變計算表T505-IN1DEG-PROEG-PROF506-1溫度℃68.7225.0925.0345.82壓力(bar)0.101.001.000.10氣相分率0.000.000.000.00質量流量(kg/hr)561901605448379747焓(MMkcal/hr)-117.58-2.26-79.15-36.75Hin(MMkcal/hr)Hout(MMkcal/hr)-117.58