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年产28万吨丙烯联产36万吨酚酮项目
目录
第1章 物料衡算 1
1.1 概论 1
1.2 衡算方法 1
1.3 总项目核算 2
1.3.1丙烷脱氢工序物料衡算 3
1.3.2丙烯精制工序物料衡算 6
1.3.3异丙苯生产工序物料衡算 8
1.3.4酚酮生产工序物料衡算 11
1.3.5酚酮精制工序物料衡算 14
第2章 能量衡算 19
2.1 概述 19
2.2 能量衡算原则 19
2.3 各工序能量衡算 20
2.3.1丙烷脱氢工段能量衡算 20
2.3.2丙烯精制工段能量衡算 22
2.3.3异丙苯生产工段能量衡算 24
2.3.4酚酮生产工段能量衡算 25
2.3.5酚酮精制工段能量衡算 28
第1章物料衡算
1.1概论
本项目使用丙烷催化脱氢法制丙烯，丙烯和苯烷基化合成异丙苯，异丙苯经氧化、提浓、分解工序制得纯度为99.9%的苯酚副产纯度为99.5%的丙酮，丙烯年产量为28万吨，苯酚年产量22万吨，丙酮年产量为14万吨。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，技术上是否先进，为后阶段的设计提供数据。
1.2衡算方法
物料衡算是根据质量守恒定律，利用某进出化工过程中某些已知物流的流量和组成，通过建立有关物料的平衡式和约束式，求出其他未知物流的流量和组成的过程。系统中物料衡算一般表达式为：
系统中的积累=输入-输出+生成-消耗
式中生成或消耗项是由于化学反应而生成或消耗的量；积累量可以是正值，也可以是负值，当系统中积累量不为零时称为非稳定状态过程；积累量为零时，称为稳定状态过程。稳定状态过程时，可以简化为：
对无化学反应的稳定过程，又可表示为：
输入=输出-生成+消耗
输入=输出
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衡算方法
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
元素原子物质的量衡算式
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
本工艺从原料入厂到产品输出，其工艺路线可分为5个工序：丙烷脱氢工序、丙烯精制工序、异丙苯生产工序、酚酮生产工序和酚酮精制工序。
总工艺流程图见下图所示：
图1-1总工艺流程图
1.3.1丙烷脱氢工序物料衡算
丙烷脱氢工序的工艺流程如下图所示：
图1-2丙烷脱氢工序的工艺流程
丙烷脱氢工序总物料衡算如下表所示:
表1-2丙烷脱氢工序总物料衡算
101
102
103
132
116
温度（℃）
20.000
20.000
20.000
20.000
63.000
压力（bar）
2.000
2.000
10.000
2.500
20.000
气相分率
1.000
1.000
1.000
0.999
1.000
摩尔流量（Kmol/h）
1275.000
2256.533
755.462
93.400
5488.261
质量流量（kg/h）
56223.063
98572.960
3010.264
5.410
157806.276
体积流量（m3/h）
15538.080
27499.751
1841.323
503.200
7670.222
质量流量（kg/h）
PROPANE
56223.063
79112.139
38.078
0.000
79644.880
PROPY
0.000
19460.821
80.276
0.000
69974.231
METHANE
0.000
0.000
1364.477
0.000
2411.965
ETHYLENE
0.000
0.000
20.734
0.000
98.694
ETHANE
0.000
0.000
173.972
0.000
2053.796
HYDROGEN
0.000
0.000
1332.727
5.032
3622.710
质量分率
PROPANE
1.000
0.803
0.013
0.000
0.505
PROPY
0.000
0.197
0.027
0.
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