4-1附录一：物料平衡计算书

物料平衡计算书年产8万吨醋酸乙烯项目

设计团队：ET-5队

小组成员：张钊田燕苟晓桃卢锁霞李雪梅

设计单位：西北师范大学

设计时间：2019年7月

目录

第1章总论 (1)

第2章物料衡算的意义 (2)

第3章物料衡算遵循的原则 (3)

第4章物料衡算 (4)

4.1 物料衡算任务 (4)

4.1.1 醋酸乙烯合成工段物料衡算 (4)

4.1.2 醋酸乙烯粗分工段物料衡算 (1)

4.1.3 二氧化碳气体吸收工段物料衡算 (1)

4.1.4 醋酸乙烯精制工段物料衡算 (12)

4.1.5 全流程衡算 (1)

第1章总论

本项目利用总厂乙烯和醋酸及空气置换的氧气使用经典的USI方法生产工业级的醋酸乙烯产品，每年生产量为 8 万吨。

在已确定化学生产工艺和流程后，由定性阶段转向定量阶段，通过对整个生产系统、生产车间，以及部分重要的生产单元进行物料衡算计算出主、副产品的产量，原材料的消耗定额、“三废”排放量及组成，以及产品收率等各项经济技术指标，从而定量地评述初步设计所选择的工艺路线、生产方法及工艺流程在经济上是否合理。

第2章物料衡算的意义

在化学工程中，设计或改造工艺流程和设备，了解和控制生产操作过程，核算生产过程的经济效益，确定原材料消耗定额，确定生产过程的损耗量，对现有的工艺过程进行分析，选择最有效的工艺路线，对设备进行最佳设计以及确定最佳操作条件等都要进行物料衡算。而且，化学工程的开发与放大都以物料衡算为基础的。物料衡算是质量守恒定律的一种表现形式。凡引入某一设备的物料成分、质量或体积比等于操作后所得产物的成分、质量或体积加上物料损失。

第3章物料衡算遵循的原则

1)对一般的体系而言，物料分布均可表示为：

∑(物料的累积率)=∑(物料进入率)-∑(物料流出率)+∑(反应生成率)-∑(反应消耗率)

2)当系统没有化学反应时，则可简化为：

∑(物料的累积率)=∑(物料进入率)-∑(物料流出率)

3)在稳定状态下有：

∑(物料进入率)=∑(物料流出率)

4)物料衡算包括总质量衡算、组分衡算和元素衡算。各种衡算方法的适用情况

如表 3-1 所示：

第4章物料衡算

4.1物料衡算任务

从原料到产品输出，其工艺路线可分为如下3个步骤：

醋酸乙烯合成工段、甲基丙烯酸甲酯合成工段、甲基丙烯酸甲酯精制工段。对于本厂，工艺采取年开工300天（7200小时）的连续操作，其中一年内的四～五周（约30天）用于固定的停车设备检修及紧急情况处理。物料衡算的主要任务在于：

（1）确定醋酸乙烯酯的实际产量以及质量指标；

（2）确定氯仿、乙烯、乙酸、氧气的循环量以及损失率等指标；

（3）确定工艺中的“三废”排放量等公共经济指标；

（4）各主要单元过程的物料衡算，并指导工艺设备的尺寸确定；

（5）汇总全流程物料衡算，数据用于完成物料流程图等后续设计任务

4.1.1

醋酸乙烯合成工段物料衡算

图4-1醋酸乙烯合成工段流程图

由工艺流程图可知，反应工段有反应器、混合罐、换热器单元过程，需要对它们进行物料衡算。

醋酸乙烯粗分工段物料衡算

4.1.2

图4-2醋酸乙烯粗分工段流程图

由工艺流程图可知，醋酸乙烯粗分工段有气液分离罐、混合器，换热器，吸收塔，需要对它们进行物料衡算，因为E0202，E0203(换热器)单股进料出料，流股组成未发生变化，不对其进行物料衡算。

4.1.3

二氧化碳气体吸收工段物料衡算

图4-3二氧化碳气体吸收流程图

程图可知，醋酸乙烯气体吸收工段工段有混合罐、闪蒸罐和吸收塔重要单元过程，需要对它们进行物料衡算。

4.1.4

醋酸乙烯精制工段物料衡算

图4-4醋酸乙烯酯精制流程图

由工艺流程图可知，醋酸乙烯精制工段工段有萃取塔、混合罐、吸收塔和精馏塔等重要单元过程，需要对它们进行物料衡算。因为泵与换热器只有一股进料，所以不需要做物料平衡计算。

全流程衡算

4.1.5

全流程中，对所有进口流股的物料和所有出口流股的物料进行物料衡算，核算总进口质量与出口质量之差

年产8万吨醋酸乙烯酯项目表21全流程物流结果表（二）

年产8万吨醋酸乙烯酯项目

进物料总质量流量： 11221.5+12859.998+30000+9367.9+477161+2327.8+11871.9＝542938.2

进物料总质量流量：3899.56+178034.1+1321.12+4448.4+5367.8+312362.1+34197.7+10291.77＝542938.1

误差：出料质量－进料质量＝542938.1-542938.2＝-0.1

由上述结果，所有表格可以看出，单元进、出物料的总体质量保持平衡。

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年产8万吨醋酸乙烯酯项目

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