年产55万吨对二甲苯项目-附录一：物料平衡计算书

年产55万吨对二甲苯项目

物料平衡计算书

附录一

目录

物料平衡计算书.................... - 1 -

1.1 总论................................. - 1 -

1.2 物料衡算的原理和准则................. - 1 -

1.3总项目核算............................ - 2 -

1.3.1物料衡算任务..................... - 2 -

1.3.2三苯分离工段物料衡算............. - 3 -

1.3.3甲苯歧化及烷基转移工段物料衡算... - 8 -

1.3.4 甲苯甲醇烷基化工段物料衡算..... - 14 -

1.3.5异构化工段物料衡算.............. - 25 -

1.4 总结................................ - 32 -

物料平衡计算书

1.1 总论

项目使用甲醇和来自的混合芳烃制对二甲苯工艺，制得纯度为99.9%的对二甲苯，年产量为55万吨；副产精苯、纯苯、邻二甲苯。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，技术上是否先进，为后阶段的设计提供数据。

1.2 物料衡算的原理和准则

物料衡算是以质量守恒定律为基础，对物料平衡进行的计算。物料平衡是指“在单位时间内进入系统的全部物料质量必定等于离开该系统的全部物料质量再加上损失掉的和积累起来的物科质量”。进行物料衡算时，先必须确定衡算的体系。对于已经达到稳定的体系，通常满足以下关系：

（进料量之和）-（出料量之和）=（系统累积量）

当系统中有化学反应时可表示为：

（进料量之和）-（出料量之和）+（反应消耗量）-（反应生成量）=（系统累积量）

利用以上两个关系，可以对整个工艺系统或子系统进行物料衡算。

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下表所示：

表1.1 物料横算式适用范围

类别物料衡算形式无化学反应有化学反应

总衡算式总质量衡算式适用适用

总物质的量衡算式适用不适用

组分衡算式组分质量衡算式适用不适用

组分物质的量衡算式适用不适用

元素原子衡算式元素原子质量衡算式适用适用

由于系统中存在化学反应，我们主要采用总质量衡算的的衡算方法，同时列出每种物料组分的质量流量便于查找和计算。

1.3总项目核算

从原料入厂到产品输出，其工艺路线可分为如下4个步骤：

三苯分离、甲苯歧化及烷基转移、甲苯甲醇烷基化及异构化。

1.3.1物料衡算任务

对于本厂，工艺采取年开工333天（8000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确定对二甲苯以及副产品的实际产量以及质量指标；

②确定氢气、甲醇、甲苯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。

1.3.2三苯分离工段物料衡算

图1.1三苯分离工段工艺路线图

表1.2三苯分离工段总物料衡算

in out

物流编号REBTX FEED C7-1 C7-2 C8 C9 PRO-BEN PFD中编号104105111 112 114 115 110

混合芳烃甲苯甲苯碳八芳烃碳九芳烃精苯产品物流信息循环混合

芳烃

Temperature C 146.1 25 124.6 124.6 146.4 189.0 86.2 Pressure bar 1.8 1.0 1.4 1.4 1.2 1.8 1.2 Vapor Frac 0 0 0 0 0 0 0 Enthalpy Gcal/hr 0.60496 0.66709 0.88231 2.72870 0.10354 -0.4656 3.53635 Total Flow kmol/hr 237.585 1180.85 127.667 394.832 512.824 125.797 257.320 Total Flow kg/hr 24129.6 113676 11762.4 36377.3 54446.4 15119.4 2010.21